Ошибка в компьютерной программе баг

Баг (bug) – это ошибка в коде или в работе программы. Разработчики описывают этим сленговым словом ситуацию, когда что-то работает неправильно, выдает неверный или непредсказуемый результат.

Не любую ошибку можно назвать багом. Этот термин обычно применяют, когда код работает, но некорректно. При этом программа запускается и даже что-то делает, в отличие от, например, синтаксической ошибки, из-за которой код попросту не запустится.

Программу с багами называют забагованной. А отладку кода – дебаггингом, то есть избавлением от багов.

Слово bug в переводе с английского означает «жук». Оно пришло в программирование из сленга инженеров, которые называли багами ошибки при работе электронных схем. А в 1947 году создательница первого компилятора Грейс Хоппер обнаружила в компьютере Mark II бабочку, закоротившую контакты. В журнале происшествий написали: «Первый случай, когда был найден настоящий баг». Так термин закрепился в компьютерной сфере.

Где встречаются баги

В разработке и тестировании. Разработчики регулярно сталкиваются с багами: современные программные продукты – сложные, а в языках программирования много неочевидных вещей. Поэтому столкнуться с багами легко. Чаще всего они становятся следствием неверного употребления команд, неправильно реализованных алгоритмов или ошибок в дизайне программы. Часть багов находят еще при разработке, другие – на этапе тестирования или даже после выпуска продукта.

В готовом программном обеспечении. Даже уже выпущенные программы часто бывают не лишены багов. Некоторые из них очень известные, возникают у многих, даже имеют собственные имена. Есть и уникальные ошибки, которые встречаются однократно. Часто баги зависят от внешних параметров: например, в одной версии операционной системы программа работает корректно, а в другой – нет.

В играх. Отдельной категорией можно назвать баги в видеоиграх: ситуации, когда игровые сцены или персонажи работают не как надо. Примеров множество: двери, которые не могут открыться, внезапные вылеты игры при достижении определенного момента, персонажи, застрявшие в текстурах или зависшие на одном месте. Даже некоторые игры, которые считаются культовыми, на этапе выхода были очень забагованными.

На сайтах. Современные сайты такие гибкие и функциональные благодаря скриптам, написанным на языках программирования. В браузере работает JavaScript, на сервере языки могут быть разными: PHP, Python, Ruby и другие. Баг может возникнуть и на стороне сервера, и в клиентской части сайта – иногда его замечают только после выпуска в продакшн. Есть даже понятие bug bounty: вознаграждение, которое компания выплачивает пользователю, нашедшему критичный баг в информационной безопасности.

Кто сталкивается с багами

В широком смысле встретить баг может любой человек, который пользуется компьютером или смартфоном. Ведь и в готовом ПО ошибки не исключены. В более узком – баги находят разработчики, они же занимаются их исправлением.

Если команда разработки пропустила ошибку, ее ищут на следующем этапе – тестировании. Тестировщики пытаются неочевидными способами воспользоваться программой, чтобы отыскать скрытые ошибки. Найденные баги описываются в специальном отчете – он называется баг-репорт. Отчет тестировщики отправляют разработчикам, чтобы те исправили ошибки.

Из-за чего возникают баги

Мы выяснили, что такое баг. Теперь поговорим о причинах, из-за которых они появляются.

• Первая и наиболее распространенная причина – ошибка разработчика. В IT-среде есть шутка: «Кто же победит: человек, венец природы… или крохотная забытая скобочка?». Маленькие недочеты могут быть очень критичными. Если поставить плюс вместо минуса в простейшем математическом вычислении, то получится совершенно другой результат.
• Иногда причиной багов становится незнание. Например, разработчик был не в курсе специфического поведения какой-нибудь конструкции в языке, поэтому воспользовался ею не совсем корректно.
• Часто баги возникают, если в команде программистов нет слаженности. Один не понимает, что написал другой, правит код по своему усмотрению и получает некорректное поведение программы.
• Наконец, дизайн программы и архитектурные ошибки тоже могут быть причиной багов. Использование неоптимальных алгоритмов, ведущих к сбоям, неверный выбор инструментов – все это может привести к забагованности.

Ворнинги, вылеты, исключения: чем отличаются от багов

Ошибки бывают разными, и это не только баги. Вот с чем еще может столкнуться программист.

Предупреждение. Это не совсем ошибка. Это скорее сообщение о риске некорректной работы. Не все предупреждения действительно указывают на что-то опасное. Например, линтеры – программы для написания чистого кода – выдают предупреждения, если человек пишет в «неправильном» стиле. На сленге предупреждения называют ворнингами от английского warning.

Исключение. Exception, или исключение, – это встроенный механизм защиты от ошибок в языках программирования. Программа выдает сообщение, что что-то пошло не так. Условия для исключений пишут сами программисты. Например, ставят защиту на ввод: если пользователь введет строку вместо числа, выбросится исключение.

Преимущество этого механизма в том, что он помогает обрабатывать проблемные ситуации еще до их появления и не допускать появления багов. Разработчик пишет, как должна вести себя программа, если столкнется с исключением. К примеру, в случае со строкой вместо числа можно прописать, чтобы программа сообщила пользователю об ошибке и попросила ввести данные в корректной форме.

Вылет. Так называют ситуацию, когда программа экстренно завершает работу из-за ошибки. Вылет может сопровождаться сообщением о сбое. Причины разные: начиная от ошибок в коде и заканчивая недостаточной мощностью компьютера, который не справляется с «тяжелой» программой.

Синтаксическая ошибка. Самый простой вариант: разработчик допустил опечатку в синтаксисе и неправильно написал какую-то конструкцию, поэтому программа не собралась. Запись оказалась неизвестна компилятору или интерпретатору. В таком случае среда программирования говорит разработчику о синтаксической ошибке и указывает, где ее искать.

Какими бывают баги

Разработчики классифицируют баги по нескольким категориям. Некоторые – скорее шуточные, другие обсуждаются всерьез. А у некоторых распространенных багов даже есть свои названия.

• Опечатка – простейший вариант. Разработчик случайно пишет не то, и вся программа работает неправильно.
• Бесконечный цикл – ситуация, когда условие для выхода из цикла никогда не наступает, и программа виснет.
• Переполнение буфера – явление, когда программе перестает хватать памяти, и она начинает пользоваться памятью за пределами выделенного ей количества.
• Состояние гонки – баг многопоточных приложений, когда несколько потоков одновременно обращаются к одному и тому же элементу и как бы «соревнуются» за доступ. Результат непредсказуем.
• Количественный баг – ошибка при работе с большим количеством действий, когда при многократных повторениях появляются баги. Например, большое количество данных распределяется неравномерно.
• Демонстрационный эффект – явление, когда программа работала нормально на этапе написания, но сломалась при демонстрации. Зачастую возникает из-за недостаточного тестирования и невнимательности: разработчик не учел какой-то сценарий.

Баги – это очень плохо?

Баги бывают забавными, не приносящими серьезного вреда. Некоторые из них, особенно игровые, порождают мемы и шутки. Но бывают и очень опасные баги, чреватые потерей денег или даже риском для жизни.

Например, баг в медицинском оборудовании может привести к трагедии. Баг в коде сайта – к утечке огромного бюджета: так было, когда блокчейн-компания Compound случайно отправила своим пользователям почти 90 миллионов долларов. А самый дорогой баг в истории – арифметическое переполнение в программной начинке ракеты-носителя «Арион-5», из-за которого ракета взорвалась в полете.

Конечно, критичность багов зависит от сферы. Если отрасль разработки связана с большими финансами или жизненно важным оборудованием, проверка качества кода в этой отрасли очень жесткая. Ведь цена ошибки очень велика.

Как избежать багов

Мы уже выяснили, что критичные баги несут опасность. Поэтому разработчики стараются не допускать их в готовом продукте:

• отлаживают программу еще на этапе создания. Хороший разработчик еще при написании кода учитывает возможные нештатные ситуации в его работе, проверяет его и пишет исключения;
• тестируют для любых ситуаций, в том числе нетривиальных. В свою очередь тестировщики находят неочевидные ситуации, в которых программа может сломаться, и сообщают о них;
• проводят юнит-тестирование для каждого компонента. Это отдельное тестирование разных частей кода – юнитов. Оно помогает понять, корректно ли работают эти компоненты – это более глубокий уровень. Ведь ошибка в одном компоненте может вызвать баги во всей программе.

Для начинающего разработчика главное – внимательность, потому что частая причина багов – опечатки. А они вероятнее, если человек еще не привык писать код. Скрупулезность и внимание к деталям помогут если не избежать багов, то серьезно сократить их количество и быстро исправить те, что остались.

2011/09/15 12:57:57

В программировании баг (англ. bug — жук) — жаргонное слово, обычно обозначающее ошибку в компьютерной программе или системе, которая выдает неожиданный или неправильный результат. Большинство багов возникают из-за ошибок, допущенных разработчиками программы в её исходном коде, либо в её дизайне. Также некоторые баги возникают из-за некорректной работы компилятора, вырабатывающего некорректный код. Программу, которая содержит большое число багов и/или баги, серьёзно ограничивающие её работоспособность, называют нестабильной или, на жаргонном языке, «глючной», «глюкнутой», «забагованной», «бажной», «баг(а)нутой» (англ. unstable, buggy).

Термин «баг» обычно употребляется в отношении ошибок, проявляющих себя на стадии работы программы, в отличие, например, от ошибок проектирования или синтаксических ошибок. Отчет, содержащий информацию о баге также называют отчетом об ошибке или отчетом о проблеме (англ. bug report). Отчет о критической проблеме (англ. crash), вызывающей аварийное завершение программы, называют крэш-репортом (англ. crash report).

«Баги» локализуются и устраняются в процессе тестирования и отладки программы.

Багом также называют определённый вид маркера на индикаторах.

Этимология

Легенда о мотыльке и день тестировщика

Широко распространена легенда, что 9 сентября 1945 года учёные Гарвардского университета, тестировавшие вычислительную машину Mark II Aiken Relay Calculator, нашли мотылька, застрявшего между контактами электромеханического реле, и Грейс Хоппер произнесла этот термин. Извлечённое насекомое было вклеено скотчем в технический дневник, с сопроводительной надписью: «First actual case of bug being found» (англ. «первый реальный случай, когда жук был найден»). Считается, что этот забавный факт положил начало использованию слова «debugging» в значении «отладка программы», однако, скорее всего, фраза является каламбуром.

Запись в тех.журнале

В действительности этот случай произошёл 9 сентября 1947, а не 1945, года. Знаменитый мотылек был передан в музей вычислительной техники, где он и хранится до сих пор. Под его стендом имеется надпись, которая гласит, что этот мотылек стал первым из обнаруженных багов в истории компьютерной техники. С тех пор это слово стало широко использоваться компьютерщиками во всем мире. А тот день, когда насекомое было обнаружено, решено было сделать профессиональным праздником всех тестировщиков.

Исторические факты

Между тем, слово «bug» в современном значении употреблялось задолго до этого персоналом телеграфных и телефонных компаний в отношении неполадок с электрооборудованием и радиотехникой. В течение Второй мировой войны словом «bugs» назывались проблемы с радарной электроникой. В 1878 году Томас Эдисон писал:

Это повторялось снова и снова со всеми моими изобретениями. Первым шагом была интуиция, за ней следовала вспышка, затем возникали препятствия — и они исчезали, потом возникали Баги — так называются маленькие недочеты и трудности — и необходимы месяцы постоянного поиска, исследований и тяжелого труда до успеха или неудачи.

It has been just so in all of my inventions. The first step is an intuition, and comes with a burst, then difficulties arise—this thing gives out and [it is] then that «Bugs»—as such little faults and difficulties are called—show themselves and months of intense watching, study and labor are requisite before commercial success or failure is certainly reached. ^[1]

Употребление

Популярное выражение «Это не баг, это фича» следует понимать буквально: это не ошибка, это предусмотренная особенность работы программы. Так как к программному обеспечению применяются схожие законы об авторском праве, что и к текстовым публикациям, то ошибка в программе юридически является всего лишь мнением автора.

Поиск и исправление ошибок

Основная статья: Багхантеры (Bughunter) Bug bounty Поиск уязвимостей

Для отладки программы (англ. debugging) разработчиками ПО используются специальные программы-отладчики (англ. debugger). Например, в операционной системе Windows можно использовать программу WinDbg из пакета Microsoft Debugging Tools for Windows. Для GNU/Linux и ряда других UNIX-подобных операционных систем существует отладчик GDB (GNU Debugger).

Отчёты об ошибках

Основная масса багов обычно отлаживается на этапе компиляции и тестирования программы. Однако некоторая часть ошибок всё же попадает в релиз и проявляется на компьютерах конечных пользователей в процессе эксплуатации ПО. Для повышения качества программного обеспечения пользуются специальными программами, цель которых — отловить ошибку в целевом приложении, собрать необходимую информацию об её симптомах и отправить отчёт по интернету к разработчикам данного ПО.

Например, в операционную систему Windows встроена утилита Dr. Watson, которая по умолчанию отлавливает ошибки в приложениях пользователя и отправляет отчёт на специальный сервер компании Microsoft. Также в качестве примера можно привести аналогичные библиотеки Breakpad^[2] и CrashRpt^[3].

Примечания

Вы, наверное, слышали это раньше: в программном обеспечении есть «баг», из-за которого что-то работает неправильно. Что такое компьютерный баг и откуда появился этот термин? Мы объясним.

Баг- это непреднамеренная ошибка в компьютерном программном обеспечении

«Компьютерный баг» или «программный баг» — это термин, обозначающий непреднамеренную ошибку программирования или дефект в компьютерном программном обеспечении или оборудовании. Баги возникают из-за человеческой ошибки в конструкции оборудования или где-то в цепочке программных инструментов, используемых для создания компьютерных приложений, прошивок или операционных систем.

Программная ошибка возникает, когда программист либо делает ошибку при написании программного обеспечения, либо пишет код, который работает, но имеет непреднамеренные последствия, которые не были предвидены программистом. Устранение ошибок в программном обеспечении называется «дебаг».

В сегодняшнем мире ошибки в программном обеспечении — серьезное дело. Почти 20 лет назад Национальный институт стандартов и технологий подсчитал, что ошибки в программном обеспечении обходятся экономике США почти в 60 миллиардов долларов в год (около 0,6% ВВП в 2002 году), и с тех пор эта цифра, вероятно, увеличилась. Хотя точно количественно оценить негативные последствия ошибок сложно, легко представить, как неисправное программное обеспечение может повлиять на производительность. Это может даже подвергнуть опасности жизнь людей на транспорте или поставить под угрозу жизненно важную инфраструктуру, такую как электростанции.

Почему мы называем их багами

Термин «баг» появился еще до изобретения компьютеров, и мы точно не знаем, кто изначально придумал термин «баг» для обозначения инженерного дефекта. В письменных источниках историки проследили это до Томаса Эдисона не ранее 1870-х годов.

Эдисон использовал этот термин в своих личных заметках и переписке для обозначения сложной проблемы, которая требовала решения, или инженерного дефекта, который требовал исправления. Он даже пошутил о том, что этот термин имеет отношение к насекомым, написав в письме 1878 года:

«Вы были частично правы, я действительно обнаружил «баг» в своем аппарате, но не в самом телефоне. Он принадлежал к роду callbellum. Похоже, насекомое находит условия для своего существования во всех телефонных аппаратах».

Хотя некоторые считают, что примеры Эдисона означают, что он ввел термин «баг», но вполне возможно, что он произошел от кого-то еще раньше и что он просто популяризировал этот термин среди своих друзей и соратников-инженеров. Оксфордский словарь английского языка цитирует пример 1889 года, связанный с Эдисоном, который описывает ошибку как метафору насекомого, заползающего в элемент оборудования и вызывающего его неисправность, предполагая, что настоящая ошибка, делающая именно это, могло первоначально послужить источником этого термина, похожего на термин «ложка дегтя».

Отбросив на мгновение слово «баг», первым известным человеком в истории, который осознал, что программное обеспечение может работать неправильно из-за ошибок в программировании, была Ада Лавлейс. Она писала об этой проблеме еще в 1843 году в своем комментарии к аналитической машине Чарльза Бэббиджа.

«На это можно ответить, что процесс анализа в равной степени должен быть выполнен для того, чтобы снабдить аналитическую машину необходимыми оперативными данными; и в этом также может заключаться возможный источник ошибки. При условии, что реальный механизм безошибочен в своих процессах, карты могут отдавать ему неправильные приказы».

В этой цитате Лавлейс говорит о том, что настоящий вычислительный механизм не содержит ошибок в том, как он обрабатывает данные, но оговаривает, что данные, передаваемые ему людьми (как в то время запрограммированы на карточках), могут дать машине неправильные инструкции и таким образом дают неправильные результаты.

Бабочка Грейс Хоппер

На протяжении десятилетий книги, журналы и веб-сайты ошибочно сообщали, что термин «баг» был придуман легендарным компьютерным ученым Грейс Хоппер, когда моль влетела в реле компьютера Harvard Mark II и вызвала его неисправность. Как гласит история, она затем записала мотылька в журнал и сделала историческую заметку: «Первый реальный случай обнаружения бага».

Хотя в 1947 году в Mark II действительно залетела моль, она не была источником терминов «баг» или «дебаг», которые предшествовали инциденту. Кроме того, не совсем ясно, действительно ли моль привела к неисправности компьютера, или это была просто забавная находка, пока они исправляли другие дефекты. Хоппер сделала эту историю известной, рассказав ее в широко цитируемом интервью от ноября 1968 года.

Хоппер нашла эту историю забавной, потому что после частых поисков ошибок в компьютере (например, аппаратных и программных дефектов) ее команда наконец нашла настоящего насекомого (bug) внутри компьютера. Отсюда надпись: «Первый реальный случай обнаружения жука».

Интересно отметить, что Хоппер описывает мотылька Mark IV как «забитого до смерти», вероятно, из-за повреждений, вызванных движением электромеханических реле компьютера, что позволяет предположить, что компьютер продолжал функционировать, пока моль была там.

Историки не знают, был ли это дневник Хоппер или кто на самом деле написал запись, но сегодня журнал Harvard Mark II находится в Национальном музее американской истории в Смитсоновском институте в Вашингтоне, округ Колумбия.

Хотя бабочка Mark II (назовем его «Марк») не была первой компьютерной ошибкой, она, тем не менее, остается физическим и культурным символом очень реальной и сложной проблемы, с которой борются все программисты.

Готовая программа не всегда работает как надо. Бывает, возникают баги, предупреждения, исключения. В итоге программа зависает, дает сбой или вылетает. Но это не конец света. Любую ошибку в коде можно исправить, если знать, почему она возникла.

Программная ошибка: что это и почему возникает

Программная ошибка — это дефект в коде. Из-за него программа сбоит или выдает неверные результаты. Некоторые ошибки серьезные — например, блокируют логин и пароль, из-за чего пользователь не может попасть в личный кабинет. А другие незаметны. Некоторое время программа работает как будто бы исправно — и только потом начинает глючить.

Ошибка в программировании — это зачастую ошибки разработчиков, которые находят тестировщики. Запускают разные тесты и отладку, чтобы определить источники проблемы.

Научитесь находить ошибки в приложениях и на сайтах до того, как ими начнут пользоваться клиенты. Для этого освойте профессию «Инженер по тестированию». Изучать язык программирования необязательно. Тестировщик работает с готовыми сайтами, приложениями, сервисами, а не с кодом. В программе от Skypro: четыре проекта для портфолио, практика с обратной связью, все основные инструменты тестировщика.

Ошибки часто называют багами, но подразумевают под ними разное, например:

❗ Ворнинги, или предупреждения. Возникают, когда программа начинает вести себя не так, как задумывалось. Не являются критичными ошибками. Программа с ворнингами работает, но с аномалиями.

❗ Исключения. Это не ошибки, а особые ситуации, которые нужно обработать.

❗ Синтаксические ошибки. Это ошибка в программе, связанная с написанием кода. Пример: программист забыл поставить точку или неверно написал название оператора. Если не исправить, код программы не запустится, а останется просто текстом.

Классификация багов

У багов есть два атрибута — серьезности (Severity) и приоритета (Priority). Серьезность касается технической стороны, а приоритет — организационной.

🚨 По серьезности. Атрибут показывает, как сильно ошибка влияет на общую функциональность программы. Чем выше значение атрибута, тем хуже.

По серьезности баги классифицируют так:

• Blocker — блокирующий баг. Программа запускается, но спустя время баг останавливает ее выполнение. Чтобы снова пользоваться программой, блокирующую ошибку в коде устраняют.
• Critical — критический баг. Нарушает функциональность программы. Появляется в разных частях кода, из-за этого основные функции не выполняются.
• Major — существенный баг. Не нарушает, но затрудняет работу основного функционала программы либо не дает функциям выполняться так, как задумано.
• Minor — незначительный баг. Слабо влияет на функционал программы, но может нарушать работу некоторых дополнительных функций.
• Trivial — тривиальный баг. На работу программы не влияет, но ухудшает общее впечатление. Например, на экране появляются посторонние символы или всё рябит.

🚦 По приоритету. Атрибут показывает, как быстро баг необходимо исправить, пока он не нанес программе приличный ущерб. Бывает таким:

• Top — наивысший. Такой баг — суперсерьезный, потому что может обвалить всю программу. Его устраняют в первую очередь.
• High — высокий. Может затруднить работу программы или ее функций, устраняют как можно скорее.
• Normal — обычный. Баг программу не ломает, просто где-то что-то будет работать не совсем верно. Устраняют в штатном порядке.
• Low — низкий. Баг не влияет на программу. Исправляют, только если у команды есть на это время.

Типы ошибок в программе

🧨 Логические. Приводят к тому, что программа зависает, работает не так, как надо, или выдает неожиданные результаты — например, не записывает файл, а стирает.
Логические ошибки коварны: их трудно обнаружить. Программа выглядит так, будто в ней всё правильно, но при этом работает некорректно. Чтобы победить логические ошибки, специалист должен хорошо ориентироваться в коде программы.

🧨 Синтаксические. Это опечатки в названиях операторов, пропущенные запятые или кавычки. Безобидные ошибки: их обнаруживают и подсвечивают в коде компиляторы, а программисту остается исправить.

🧨 Взаимодействия. Это ошибка в участке кода, который отвечает за взаимодействие с аппаратным или программным окружением. Такая ошибка возникает, например, если неправильно использовать веб-протоколы. Исправляется элементарно: разработчик переписывает нужный кусок кода.

🧨 Компиляционные. Любая программа — это текст. Чтобы он заработал как программа, используют компилятор. Он преобразует программный код в машинный, но одновременно может вызывать ошибки.

Компиляционные баги появляются, если что-то не так с компилятором или в коде есть синтаксические ошибки. Компилятор будто ругается: «Не понимаю, что тут написано. Не знаю, как обработать».

🧨 Ошибки среды выполнения. Возникают, когда программа скомпилирована и уже выглядит как файл — жми и работай. Юзер запускает файл, а программа тормозит и виснет. Причина — нехватка ресурсов, например памяти или буфера.

Такой баг — ошибка разработчика. Он не предвидел реальные условия развертывания программы. Теперь ему надо вернуться в исходный код и поправить фрагмент.

🧨 Арифметические. Бывает, в коде есть числовые переменные и математические формулы. Если где-то проблема — не указаны константы или округление сработало не так, возникает баг. Надо лезть в код и проверять математику.

Что такое исключения в программах

Это механизм, который помогает программе обрабатывать нестандартную ситуацию и при этом не вылетать. Идеально, если программист предусмотрел все возможные ситуации. Но так бывает редко, поэтому лучше использовать специальный обработчик. Он обработает исключения так, что программа продолжит работать.

Как это происходит:

1. Когда программист кодит, то продумывает, в какой части программы может вылезти ошибка.
2. В этой части пишет специальный фрагмент, который предупредит компьютер, что ошибка — вполне ожидаемое явление и резко обрывать программу не нужно.
3. Когда юзер запустит программу и появится ошибка, компьютер увидит заранее подготовленное предупреждение программиста. Продолжит выполнять алгоритм так, словно никакого бага и не было.

Исключения бывают программными и аппаратными:

• Аппаратные создает процессор. К ним относят деление на ноль, выход за границы массива, обращение к невыделенной памяти.

• Программные создает операционка и приложения. Возникают, когда программа их инициирует: аномальная ситуация возникла — программа создала исключение.

Как контролировать баги в программе

🔧 Следите за компилятором. Когда компилятор преобразует текст программы в машинный код, то подсвечивает в нём сомнительные участки, которые способны вызывать баги. Некоторые предупреждения не обозначают баг как таковой, а только говорят: «Тут что-то подозрительное». Всё подозрительное надо изучать и прорабатывать, чтобы не было проблемы в будущем.

🔧 Используйте отладчик. Это программа, которая без участия айтишника проверяет, исправно ли работает алгоритм. В случае чего сообщает об ошибках. Например, отладчик используют для построчного выполнения программы. Вместе с тем проверяют значения переменных: фактические сравнивают с ожидаемыми. Если что-то не сходится, ищут баги и исправляют.

🔧 Проводите юнит-тесты. Это когда разработчик или тестировщик описывает ситуации для каждого компонента и указывает, к какому результату должна привести программа. Потом запускает проверку. Если результат не совпадает с ожидаемым, появляется предупреждение. Дальше программисты находят и устраняют проблему.

Ключевое: что такое ошибки в программировании

• Ошибка в программировании — это дефект кода, баг, который может вызывать в программе сбои и неожиданное поведение.
• По серьезности баги делятся на блокирующие, критические, существенные, незначительные, тривиальные. По приоритету — на наивысший, высокий, обычный, низкий.
• Ошибки в коде могут быть разными, например связанные с логикой программы. Или с математическими вычислениями — логические. Еще бывают синтаксические, ошибки взаимодействия, компиляционные и ошибки среды выполнения.
• Некоторые ошибки помогают ловить обработчики исключений.
• Чтобы находить ошибки в коде, тестировщики используют компиляторы, отладчики и пишут юнит-тесты.

Ошибки в программировании – дело обычное, хоть и неприятное. В данной статье будет рассказано о том, какими бывают ошибки (баги), а также что собой представляют исключения.

Определение

Ошибка в программировании (или так называемый баг) – это ситуация у разработчиков, при которой определенный код вследствие обработки выдает неверный результат. Причин данному явлению множество: неисправность компилятора, сбои интерфейса, неточности и нарушения в программном коде.

Баги обнаруживаются чаще всего в момент отладки или бета-тестирования. Реже – после итогового релиза готовой программы. Вот несколько вариантов багов:

1. Появляется сообщение об ошибке, но приложение продолжает функционировать.
2. ПО вылетает или зависает. Никаких предупреждений или предпосылок этому не было. Процедура осуществляется неожиданно для пользователя. Возможен вариант, при котором контент перезапускается самостоятельно и непредсказуемо.
3. Одно из событий, описанных ранее, сопровождается отправкой отчетов разработчикам.

Ошибки в программах могут привести соответствующее приложение в негодность, а также к непредсказуемым алгоритмам функционирования. Желательно обнаруживать баги на этапе ранней разработки или тестирования. Лишь в этом случае программист сможет оперативно и относительно недорого внести необходимые изменения в код для отладки ПО.

История происхождения термина

Баг – слово, которое используется разработчиками в качестве сленга. Оно произошло от слова «bug» – «жук». Точно неизвестно, откуда в программировании и IT возник соответствующий термин. Существуют две теории:

1. 9 сентября 1945 года ученые из Гарварда тестировали очередную вычислительную машину. Она называлась Mark II Aiken Relay Calculator. Устройство начало работать с ошибками. Когда его разобрали, то ученые заметили мотылька, застрявшего между реле. Тогда некая Грейс Хоппер назвала произошедший сбой упомянутым термином.
2. Слово «баг» появилось задолго до появления Mark II. Термин использовался Томасом Эдисоном и указывал на мелкие недочеты и трудности. Во время Второй Мировой войны «bugs» называли проблемы с радарной электроникой.

Второй вариант кажется более реалистичным. Это факт, который подтвержден документально. Со временем научились различать различные типы багов в IT. Далее они будут рассмотрены более подробно.

Как классифицируют

Ошибки работы программ разделяются по разным факторам. Классификация у рядовых пользователей и разработчиков различается. То, что для первых – «просто программа вылетела» или «глючит», для вторых – огромная головная боль. Но существует и общепринятая классификация ошибок. Пример – по критичности:

1. Серьезные неполадки. Это нарушения работоспособности приложения, которые могут приводить к непредвиденным крупным изменениям.
2. Незначительные ошибки в программах. Чаще всего не оказывают серьезного воздействия на функциональность ПО.
3. Showstopper. Критические проблемы в приложении или аппаратном обеспечении. Приводят к выходу программы из строя почти всегда. Для примера можно взять любое клиент-серверное приложение, в котором не получается авторизоваться через логин и пароль.

Последний вариант требует особого внимания со стороны программистов. Их стараются обнаружить и устранить в первую очередь. Критические ошибки могут отложить релиз исходной программы на неопределенный срок.

Также существуют различные виды сбоев в плане частоты проявления: постоянные и «разовые». Вторые встречаются редко, чаще – при определенных настройках и действиях со стороны пользователя. Первые появляются независимо от используемой платформы и выполненных клиентом манипуляций.

Иногда может получиться так, что ошибка возникает только на устройстве конкретного пользователя. В данном случае устранение неполадки требует индивидуального подхода. Иногда – полной замены компьютера. Связано это с тем, что никто не будет редактировать исходный код, когда он «глючит» только у одного пользователя.

Виды

Существуют различные типы ошибок в программах в зависимости от типовых условий использования приложений. Пример – сбои, которые возникают при возрастании нагрузки на оперативную память или центральный процессор устройства. Есть баги граничных условий, сбоя идентификаторов, несовместимости с архитектурой процессора (наиболее распространенная проблема на мобильных устройствах).

Разработчики выделяют следующие типы ошибок по уровню сложности:

1. «Борбаг» – «стабильная» неполадка. Она легко обнаруживается на этапе разработки и компилирования. Иногда – во время тестирования наработкой исходной программы.
2. «Гейзенбаг» – баги с поддержкой изменения свойств, включая зависимость от среды, в которой было запущено приложение. Сюда относят периодические неполадки в программах. Они могут исчезать на некоторое время, но через какой-то промежуток вновь дают о себе знать.
3. «Мандельбаг» – непредвиденные ошибки. Обладают энтропийным поведением. Предсказать, к чему они приведут, практически невозможно.
4. «Шрединбаг» – критические неполадки. Приводят к тому, что злоумышленники могут взломать программу. Данный тип ошибок обнаружить достаточно трудно, потому что они никак себя не проявляют.

Также есть классификация «по критичности». Тут всего два варианта – warning («варнинги») и критические весомые сбои. Первые сопровождаются характерными сообщениями и отчетами для разработчиков. Они не представляют серьезной опасности для работоспособности приложения. При компилировании такие сбои легко исправляются. В отдельных случаях компилятор справляется с этой задачей самостоятельно. А вот критические весомые сбои говорят сами за себя. Они приводят к серьезным нарушениям ПО. Исправляются обычно путем проработки логики и значительных изменений программного кода.

Типы багов

Ошибки в программах бывают:

• логическими;
• синтаксическими;
• взаимодействия;
• компиляционные;
• ресурсные;
• арифметические;
• среды выполнения.

Это – основная классификация сбоев в приложениях и операционных системах. Логические, синтаксические и «среды выполнения» встречаются в разработке чаще остальных. На них будет сделан основной акцент.

Ошибки синтаксиса

Синтаксические баги распространены среди новичков. Они относятся к категории «самых безобидных». С данной категорией ошибок способны справиться компиляторы тех или иных языков. Соответствующие инструменты показывают, где допущена неточность. Остается лишь понять, как исправить ее.

Синтаксические ошибки – ошибки синтаксиса, правил языка. Вот пример в Паскале:

Код написан неверно. Согласно действующим синтаксическим нормам, в Pascal в первой строчке нужно в конце поставить точку с запятой.

Логические

Тут стоит выделить обычные и арифметические типы. Вторые возникают, когда программе при работе необходимо вычислить много переменных, но на каком-то этапе расчетов возникают неполадки или нечто непредвиденное. Пример – получение в результатах «бесконечности».

Логические сбои обычного типа – самые сложные и неприятные. Их тяжелее всего обнаружить и исправить. С точки зрения языка программа может быть написана идеально, но работать неправильно. Подобное явление – следствие логической ошибки. Компиляторы их не обнаруживают.

Выше – пример логической ошибки в программе. Тут:

1. Происходит сравнение значения i с 15.
2. На экран выводится сообщение, если I = 15.
3. В заданном цикле i не будет равно 15. Связано это с диапазоном значений – от 1 до 10.

Может показаться, что ошибка безобидная. В приведенном примере так и есть, но в более крупных программах такое явление приводит к серьезным последствиям.

Время выполнения

Run-time сбои – это ошибка времени выполнения программы. Встречается даже когда исходный код лишен логических и синтаксических ошибок. Связаны такие неполадки с ходом выполнения программного продукта. Пример – в процессе функционирования ПО был удален файл, считываемый программой. Если игнорировать подобные неполадки, можно столкнуться с аварийным завершением работы контента.

Самый распространенный пример в данной категории – это неожиданное деление на ноль. Предложенный фрагмент кода с точки зрения синтаксиса и логики написан грамотно. Но, если клиент наберет 0, произойдет сбой системы.

Компиляционный тип

Встречается при разработке на языках высокого уровня. Во время преобразований в машинный тип «что-то идет не так». Причиной служат синтаксические ошибки или сбои непосредственно в компиляторе.

Наличие подобных неполадок делает бета-тестирование невозможным. Компиляционные ошибки устраняются при разработке-отладке.

Ресурсные

Ресурсный тип ошибок – это сбои вроде «переполнение буфера» или «нехватка памяти». Тесно связаны с «железом» устройства. Могут быть вызваны действиями пользователя. Пример – запуск «свежих» игр на стареньких компьютерах.

Исправить ситуацию помогают основательные работы над исходным кодом. А именно – полное переписывание программы или «проблемного» фрагмента.

Взаимодействие

Подразумевается взаимодействие с аппаратным или программным окружением. Пример – ошибка при использовании веб-протоколов. Это приведет к тому, что облачный сервис не будет нормально функционировать. При постоянном возникновении соответствующей неполадки остается один путь – полностью переписывать «проблемный» участок кода, ответственный за соответствующий баг.

Исключения и как избежать багов

Исключение – событие, при возникновении которых начинается «неправильное» поведение программы. Механизм, необходимый для стабилизации обработки неполадок независимо от типа ПО, платформ и иных условий. Помогают разрабатывать единые концепции ответа на баги со стороны операционной системы или контента.

Исключения бывают:

1. Программными. Они генерируются приложением или ОС.
2. Аппаратными. Создаются процессором. Пример – обращение к невыделенной памяти.

Исключения нужны для охвата критических багов. Избежать неполадок помогут отладчики на этапе разработки. А еще – своевременное поэтапное тестирование программы.

P. S. Большой выбор курсов по тестированию есть и в Otus. Присутствуют варианты как для продвинутых, так и для начинающих пользователей.