Баг компьютерные ошибки

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.

Ошибки в программах – дело обыденное. Приложения зависают, вылетают, перестают запускаться. В простейшем случае пользователь решает проблему переустановкой ПО или чисткой от «мусора». Разработчикам же нужно четко понимать, что такое баг, как исправить его и каким образом получить своевременную обратную связь от пользователей.

Что такое баг?

Термин «баг» (в переводе «жук») у программистов обозначает ситуацию, когда определенный код выдает неверный результат. Причины возникновения разные: ошибки в исходном коде, интерфейсе программы или некорректной работе компилятора. Обнаруживают их на этапе отладки или уже на стадии бета-тестирования, выпуска продукта на рынок.

Варианты ошибок:

1. Появилось сообщение об ошибке, программа продолжает работу.
2. Приложение зависает или вылетает без каких-либо предупреждений.
3. Происходит одно из событий с одновременной отправкой отчета разработчику.

Сложнее всего работать с компьютерными играми, в которых чаще используют термин «краш» (crash). Он означает критическую проблему при запуске или использовании программы. Когда говорят о багах, то чаще имеют в виду сбои графики, например, если игрок «проваливается в текстуры».

Классификация багов

Точка зрения пользователей часто не совпадает с мнением программистов. Так, для первых всего лишь произошел сбой, «приложение перестало работать». Кодеру же предстоит головная боль с определением источника проблемы. Ведь ошибка в программе, вероятно, проявляется лишь на конкретном железе или при сочетании с другим софтом (часто с антивирусами).

Баги делят на категории в зависимости от их критичности:

1. незначительные ошибки,
2. серьезные ошибки,
3. showstopper.

Последние указывают на критическую программную или аппаратную проблему, из-за которой ПО теряет свою функциональность практически на 100%. Например, не удается авторизоваться через логин-пароль или перестала работать кнопка «Далее». Поэтому таким ошибкам отдают приоритет.

Также есть деление ошибок по частоте проявления. Проще всего исправлять постоянные, возникающие при одних и тех же обстоятельствах, независимо от платформы, аппаратной части компьютера или каких-то действий пользователя. Сложность возрастает при периодических сбоях, когда причиной вполне может оказаться глючная оперативная память или ошибки накопителей.

Есть вариант, когда проблема возникает только на машине конкретного клиента. Здесь приходится либо заказывать индивидуальную «работу над ошибками», либо менять компьютер. Потому что ПО для массового пользователя никто не будет редактировать из-за «одного». Только если наберется некая критическая масса одинаковых случаев.

Разновидности ошибок

Программисту еще важно деление на разные типы ошибок приложений исходя из типовых условий их эксплуатации. Например, возникающие при повышении нагрузки на процессор, в интерфейсе, в модуле обработки входящих данных. Существуют баги граничных условий, сбоя идентификаторов, банальной несовместимости с архитектурой процессора (чаще в мобильных устройствах).

Кодеры делят ошибки по сложности:

1. Борбаг (Bohr Bug) – «стабильная» ошибка, легко выявляемая еще на этапе отладки или при бета-тестировании, когда речь еще не идет о выпуске стабильной версии.
2. Гейзенбаг (Heisenbug) – периодически проявляющиеся, иногда надолго исчезающие баги с меняющимися свойствами, включая зависимость от программной среды, «железа».
3. Мандельбаг (Mandelbug) – ошибка с энтропийным поведением, почти с непредсказуемым результатом.
4. Шрединбаг (Schroedinbug) – критические баги, чаще приводящие к появлению возможности взлома, хотя внешне никак себя не проявляют.

Последняя категория ошибок – одна из основных причин регулярного обновления операционных систем Windows. Вроде бы пользователя все устраивает, а разработчик раз за разом выпускает новые пакеты исправлений. Наиболее известный баг, попортивший нервы многим кодерам, это «ошибка 2000 года» (Y2K Error). Про нее успешно забыли, но уроки извлекли.

Программисты различают и те ошибки, что мешают скомпилировать программу, и ворнинги. Вторая категория представляет собой лишь предупреждение о найденных «косяках» в коде, но они не мешают ни сборке ПО, ни последующей эксплуатации. Например, речь идет об отсутствии точки или точки запятой в синтаксисе, когда компилятор способен сам решить проблему.

Логические

Наиболее серьезная из ошибок. Такие баги приводят к изменению функционирования программы вопреки техническому заданию. К чему это приведет, никто не знает – могут записаться на диске «не те данные», некорректно измениться важные документы или предоставиться доступ к коммерческой информации без авторизации. Исправить их получится только при знании изначальной логики.

Синтаксические

Ошибки синтаксиса существуют на уровне конкретного языка программирования: C, Java, Python, Perl и т.д. Что на одной платформе работает максимум с ворнингами, для другой будет серьезной проблемой. Такие баги легко исправить на этапе компиляции, потому что инструмент не позволит «пройти дальше» некорректного участка кода.

Компиляционные

Ситуация происходит, когда код, написанный на языке высокого уровня, преобразуют в «простой», машиночитаемый. Причиной может служить как серьезная ошибка в синтаксисе, так и сбои в самом компиляторе. Такие баги устраняют на этапе разработки-отладки программ, потому что выпустить их даже для бета-тестирования не получится.

Среды выполнения

Так называемые ошибки Run-Time. Проявляются в скомпилированных программах, при запуске. Например, из-за нехватки ресурсов на машине, в результате аварийной ситуации (поломка памяти, носителя, устройств ввода-вывода). Такое происходит, если разработчик не учел реальных условий работы; придется вернуться к стадии проработки логики.

Арифметические

Одна из разновидностей логических ошибок. Происходят, когда программа при работе вычисляет массу переменных, но на каком-то этапе происходит непредвиденное. Например, деление на ноль или же приложение получает «бесконечный» результат. Изменить ситуацию получится только на уровне кода, внедренного в него алгоритма.

Ресурсные

Преимущественно к этой категории относят ошибки типа «переполнение буфера». Программист не учел необходимость очистки памяти перед размещением новых данных. Или интерфейс разработан без учета типовых разрешений экранов, и его элементы постоянно «съезжают», нарушается логика срабатывания кнопок и т.д. Исправить получится только переписыванием части кода.

Взаимодействия

Речь идет о взаимодействии с аппаратным или программным окружением. В случае с приложением для облачного ресурса программист мог допустить ошибку при использовании веб-протоколов. При постоянном появлении ошибки остается только переписывать участок кода, ответственный за появление бага, иначе программа останется неработоспособной.

Что такое исключение

Снизить риски появления непредвиденных ошибок позволяет внедрение в программу исключений. Это события, при возникновении которых начинается «неправильное» поведение. Такой механизм позволяет систематизировать обработку багов независимо от типа приложения, платформы и иных условий. И разработать единую систему реагирования, например, со стороны операционки.

Существуют программные и аппаратные исключения. Первые генерируются самой программой и ОС, под которой она запущена. К аппаратным относятся те, что создаются процессором. Например, деление на 0, переполнение буфера, обращение к невыделенной памяти. Исключениями кодеры охватывают наиболее серьезные, критические баги.

Как избежать ошибок?

Существует два эффективных способа избежать проблем еще на стадии разработки. Первый – это отладка при помощи специальных программ. Они отображают результаты выполнения в цифрах, которые объективно показывают кодеру, правильно ли был обработан следующий участок кода или нужно искать закравшуюся ошибку.

Второй способ представляет собой привлечение специальных людей, тестировщиков. Они помогут разобраться с работоспособностью интерфейса в различных ситуациях, на разных платформах. Это происходит максимально приближенно к реальным условиям. Поэтому любой серьезный продукт проходит такую стадию обязательно.

Выводы

Баги – сопутствующий фактор любой разработки. Большую их часть пользователь не видит, потому что устраняются они еще в «лаборатории», на этапе альфа-тестирования. В бета-версии попадают уже незначительные ошибки, например, связанные с конкретными «узкими» условиями эксплуатации. Редкие проблемы помогают решать краш-репорты – отчеты, отсылаемые производителю самой программой. 

 vlada_maestro / shutterstock

Пишет о программировании, в свободное время создаёт игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Многим известно слово баг (англ. bug — жук), которым называют ошибки в программах. Однако баг — это не совсем ошибка, а скорее неожиданный результат работы. Также есть и другие термины: ворнинг, исключение, утечка.

В этой статье мы на примере C++ разберём, что же значат все эти слова и как эти проблемы влияют на эффективность программы.

Словом «ошибка» (англ. error) можно описать любую проблему, но чаще всего под ним подразумевают синтаксическую ошибку — некорректно написанный код, который даже не скомпилируется:

//В конце команды забыли поставить точку с запятой (;)
int a = 5

Компилятор тут же скажет, что в коде ошибка и скорее всего не хватает запятой или точки с запятой.

Также существуют ворнинги (англ. warning — предупреждение). Они не являются ошибками, поэтому программа всё равно будет собрана. Вот пример:

int main()
{
   //Мы создаём две переменные, которые просто занимают память и никак не используются
   int a, b;
}

Мы можем попросить компилятор показать нам все предупреждения с помощью флага -Wall:

Предупреждения не являются чем-то критичным, но могут иметь негативные последствия. Например, ваша программа будет использовать больше памяти, чем должна. Так как C++ нужен в том числе и для разработки высоконагруженных систем, этого допускать нельзя.

После восклицательного знака в треугольнике — количество предупреждений

Третий вид ошибок — ошибки сегментации (англ. segmentation fault, сокр. segfault, жарг. сегфолт). Они возникают, если программа пытается записать что-то в ячейку, недоступную для записи. Например:

//Создаём константный массив символов 
const char * s = "Hello World";
//Если мы попытаемся перезаписать значение константы, компилятор выдаст ошибку
//Но с помощью указателей мы можем обойти её, поэтому программа успешно скомпилируется
//Однако во время работы она будет выдавать ошибку сегментации
* (char *) s = 'H';

Вот результат работы такого кода:

Мы выяснили, что баг — это не совсем ошибка, а скорее неожиданное поведение программы или результат такого поведения. Баги могут быть чем-то забавным или неприятным. Например, как в играх:

Но они могут привести и к более серьёзным последствиям. Если неправильно спроектировать работу многопоточного приложения, то потоки будут постоянно опережать друг друга. Например, сообщение об ошибке из одного потока может опоздать на миллисекунду, из-за чего второй поток подумает, что никакой ошибки не было, и продолжит работу.

Если ваш код приводит в действие какое-нибудь потенциально опасное устройство, то ценой такой ошибки может быть чья-нибудь жизнь. Такое случилось с кодом для аппарата лучевой терапии Therac-25 — как минимум два человека умерло и ещё больше пострадали из-за превышения дозы радиации.

Также во время работы программы могут возникать ситуации, которые мешают корректной работе программы. Например, если вы просите пользователя ввести число, а он вводит строку.

Конвертировать введённое значение не всегда возможно, поэтому функция, которая занимается преобразованием, «выбрасывает» исключение (англ. exception). Это специальное сообщение говорит о том, что что-то идёт не так.

Если разработчик не описывает логику работы программы при вы выбрасывании исключения, то программа аварийно закрывается. Подробнее мы рассказали об этом в статье про ввод и конвертацию в C++.

Одно из самых известных исключений — переполнение стека (англ. stack overflow). В честь него даже назвали сайт, на котором программисты ищут помощь в решении своих проблем.

int main()
{
   //Бесконечная рекурсия - одна из причин переполнения стека вызовов
   main();
}

Компилятор C++ при этом может выдать ошибку сегментации, а не сообщение о переполнении стека:

Вот аналогичный код на языке C#:

class Program
{
   static void Main(string[] args)
   {
       Main(args);
   }
}

Однако сообщение в этот раз более конкретное:

В обоих случаях программа завершается, потому что не может дальше корректно работать.

Похожая ситуация — переполнение буфера (англ. buffer overflow). Она происходит, когда записываемое значение больше выделенной области в памяти.

//Пробуем записать в переменную типа int значение, которое превышает лимит
//Константа INT_MAX находится в библиотеке climits
int a = INT_MAX + 1;

Обратите внимание, что мы получили предупреждение об арифметическом переполнении (англ. integer overflow):

Тем не менее программа скомпилировалась. Если же такая ситуация возникнет во время вычислений, то мы можем не получить предупреждения.

Арифметическое переполнение стало причиной одной из самых дорогих аварий, произошедших из-за ошибки в коде. В 1996 году ракета-носитель «Ариан-5» взорвалась на 40-й секунде полёта — потери оценивают в 360–500 миллионов долларов.

К сожалению, вручную всё это заметить и исправить не получится. Однако существуют различные инструменты и технологии, которые могут помочь.

Один из таких инструментов — отладчик. Он помогает контролировать ход работы программы, чтобы отслеживать разные показатели.

Второй, более эффективный метод — unit-тесты. Они представляют из себя набор описанных ситуаций для каждого компонента программы с указанием ожидаемого поведения.

Например, у вас есть функция sum (int a, int b), которая возвращает сумму двух чисел. Вы можете написать unit-тесты, чтобы проверять следующие ситуации:

Входные данные	Ожидаемый результат
5, 10	15
99, 99	198
8, -9	-1
-1, -1	-2
fff, 8	IllegalArgumentException

Если какой-то из этих тестов не пройден, вы узнаете об этом и сможете всё исправить. Это намного быстрее, чем проверять всё вручную.

Ошибок существует слишком много. При этом самые опасные тяжелее обнаружить, что только усугубляет ситуацию.

Школа дронов для всех
Учим программировать беспилотники и управлять ими.
Узнать больше

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.

Какие бывают баги

1. Немного этимологии и энтомологии
Давайте посмотрим попристальней на такое знакомое и (до боли?) родное слово БАГ. Происходит оно от английского слова Bug, означающего «насекомое». Есть еще много сторонних значений, в частности английское выражение «to go bugs» — сойти с ума, что легко кореллируется со вполне русским «тараканы в голове завелись». Также вспоминаются и «жучки на линии» (тоже, кстати, по-английски – bugs). И опять мы пришли к насекомым.

Еще в 1878 году, Томас Альва Эдисон (да-да, тот самый!) в письмах к своему соратнику Пускасу писал: «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». Тем же словом, инженеры называли и сбои радарной электроники во время второй Мировой Войны. Конечно, более распространена история о том, что в 1946 году разработка компьютера Марк-2 (Mark-II) были приостановлена из-за сбоя его функционирования, вызванного попаданием мотылька между контактов. Трупик мотылька был извлечен и приклеен к отчету липкой лентой с комментарием «First actual case of bug being found.» («Первый реальный случай нахождения жучка»). Как нетрудно догадаться, примерно оттуда же «растут уши» и слова «дебаггер» (debugger) – буквально «избавитель от жучков».

2. Виды багов.
Простейший (не как инфузория-туфелька, а самый простой для понимания, модно сказать «классический») баг – это несоответствие между ожидаемым результатом (ОР) и фактическим результатом (ФР). Разберем это на примере:

(это, кстати, реальный баг старого Microsoft Excel – он не учитывал приоритета математических операций, по которому умножение имеет высший приоритет по сравнению со сложением)

Все просто. Ждем одно – получаем другое. Баг.
Я не буду перечислять все подвиды бага классического – от опечаток в данных и опечаток в коде до бесконечных циклов, от использования оператора присвоения вместо оператора проверки равенства до использования неинициализированной переменной, от состояния гонки (race condition) в мультипоточных приложения до переполнения буфера, и так далее, и тому подобное – все это достаточно обыденные и ясные явления. Обратимся к малознакомой экзотике.

2.1. Гейзенбаг (Heisenbug)
Баг, названный в честь Гейзенбергского Принципа неопределенности – концепции квантовой физики. Простым (хоть слово «просто» здесь и не очень применимо) примером подобного бага будет являться ошибка, проявляющаяся, когда программа запускается на исполнение в рабочей среде, но исчезающая, когда программу запускают в дебаггере.

2.2. Борбаг (Bohrbug)
Тип бага, названный так в честь атомной модели Бора. В противоположность Гейзенбагу, он проявляется постоянно при одном и том же стечении обстоятельств. Вопрос в том, что весь набор обстоятельств бывет невозможно (или очень трудно) отследить.

2.3. Мандельбаг (Mandelbug)
Назван в честь Бенуа Мандельброта, внесшего огромный вклад в теорию фракталов. Мандельбагами называют ошибки, чьи причины настолько сложны и неясны, что фактически кажутся хаотичными и не поддающимися описаниями. (ключевое слово «кажутся»). Подобное, может быть вызвано, например, медленной реакцией системы – то есть ошибка уже произошла, но об этом вы узнаете только через некоторое время, что сильно затруднит локализацию причин.

2.4. Шрединбаг (Schroedinbug)
Шрединбаг назван в честь известного парадокса с кошкой Шредингера (или эта несчастная животина – кот?). Он заключается в том, что кто-нибудь читает код программы (работающей уже некоторое время) и восклицает «Да этого не может быть! Она просто не может функционировать!», после чего программа прекращает свое функционирование пока данная ошибка не будет исправлена. Будучи, казалось бы, абсолютно фантастической, данная ошибка попадается в реальности – спросите знакомых ветеранов- разработчиков, они подтвердят. Хотя, конечно, последующий анализ, как правило, позволяет отнести ошибку к разделам 2.1, 2.2 или 2.3, это удается не всегда.

2.5. Фазы луны
На самом деле такой ошибки не существует – это популярная отговорка тех, кто не хочет (не имеет желания и/или времени) разбираться в сложных причинах возникновения ошибки. Тем не менее, в истории существует пара примеров, когда ошибки возникали буквально из-за фаз луны. Я не буду приводить здесь эти истории, надеясь, что никому из нас не придется работать со столь сложными устройствами. Тем не менее, в любом случае, хотелось бы предостеречь всех от неосторожных умозаключений и попросить быть более внимательными, настойчивыми и скрупулезными в своей работе.

2.6. Статистический (более известный как количественный) баг
Баг возникающий при произведении программой большого количества каких-либо действий. Примером данной ошибки может служить запуск программы, которая должна равномерно расположить на плоскости некоторое количество точек. Если, например, при большом количестве точек программа не только неправильно располагает их, но и норовит расположить все на одной стороне плоскости (при этом до определенного количества точек работая прекрасно) – вуаля, количественный баг.

2.7. Демонстрационный эффект.
Ну и конечно, известный всем, «эффект первого показа», не раз случавшийся и с вашим покорным слугой. Как только приходит пора показать, например, прекрасно функционировавший на тестовом стенде юнит, обязательно происходит что-то ужасное. Причны, как правило, тривиальны – пропуск «незначительных» тест-кейсов, невнимательность к деталям и неучтенные юз-кейсы. Опять же – будьте внимательней.

На этом я закончу краткий обзор багов, буду рад Вашим замечаниям и предложениям.

Что такое баг?

Кто может себе представить мир без компьютеров? Верит кто или нет, но ещё совсем недавно были времена, когда не было, ни компьютеров, ни планшетов, ни смартфонов. Хотя сейчас практически все используют современную вычислительную технику повсеместно.

«Баг», это компьютерная программа?

Насколько дороги компьютерные ошибки?

Если у человека есть большой опыт работы с компьютерами, тогда, вероятно, он знает, что они далеко не идеальны. Как и человек, машина может иметь недостатки.

Такие недостатки в системе могут быть очень неприятными, особенно тогда, когда проблемы с компьютером мешают получать удовольствие или закончить работу. Многие называют эти ошибки в работе системы «баги», от английского слова «bug» — жук, насекомое. Но виноваты ли на самом деле насекомые?

Какая связь между багом и компьютерной ошибкой

Нет! Компьютерные ошибки, как правило, только ошибки в конструкции компьютера или программном коде. Даже хорошо написанные компьютерные программы, которые работают практически идеально, содержат ошибки. Если программы или компьютеры, имеют много проблем, часто говорят, «глючит».

Когда специалисты пишут новые программы, они обычно стараются тщательно протестировать их, прежде чем продукт поступит к потребителю. Процесс поиска ошибок в компьютере и софте и исправления их называется «отладка». Некоторые люди специально занимаются данной проблематикой, постоянно тестируя компьютеры и программное обеспечение.

Немного истории о баге

Для справки, первый компьютерный баг был обнаружен в 1947 году, когда ученые из Гарварда обнаружили проблемы в своем суперкомпьютере Марк II. После исследований, они выявили, что ошибка была в реле, в котором застрял мотылёк, что и вызывало короткое замыкание.

Исследователи извлекли мотылька (в буквальном переводе с английского «дебаггинг») и записали факт в отчеты. В документе говорилось: «первый реальный случай, когда найдена ошибка». Сегодня отчет можно увидеть в Национальном музее американской истории Смитсоновского института в Вашингтоне, округ Колумбия.

Хотя некоторые считают, что термины «баг» и «дебаггинг» появилась на свет именно тогда, это не совсем так. Фактические данные свидетельствуют о том, что люди использовали слово «баг», чтобы описать проблемы, связанные с механическими устройствами, еще в 1870-е годы.

Получается, что компьютерные ошибки несут опасность? Да. В 1962 году, отсутствие дефиса в компьютерной программе привело к потере зонда «Mariner 1» — беспилотного космического аппарата, стоимость которого составляла 80 миллионов. В 1996 году ракета Европейского космического агентства «Ариан-5» — ценой более 1 миллиард долларов — была разрушена менее чем за минуту после запуска. Всё произошло из-за ошибки в бортовом навигационном компьютере.

Траты на баги

Влияние компьютерных ошибок на работу предприятий значительно и стоит больших денег. Исследование 2002 года, гласит, что просчёты обходятся экономике США ежегодно в цифру более 59 миллиардов долларов! Когда выявляются баги, появляется необходимость в специалистах, которые должны исправить их. Иногда даже придется заменить компьютер, а все знают, как дорого это может стоить!