Программирование поиск ошибок в программах

Предположение

Сначала вы не сможете точно определить местонахождение ошибки,
но обычно проще логически представить, в какой раздел кода смотреть.

Обратите внимание, что программа разделена на два раздела:
определение функции add_underscores() и основной блок, определяющий переменную
со значением «hello» и выводящий результат.

Посмотрим на основной раздел:

phrase = «hello»
print(add_underscores(phrase))

Очевидно, что здесь все хорошо и проблема должна быть в
определении функции:

Первая строка создает переменную new_word со значением «_». Промах,
проблема находится где-то в теле цикла for.

Виды ошибок

Это простые ошибки, которые в компилируемых языках программирования выявляет компилятор (программа, которая преобразует текст на языке программирования в набор машинных кодов). Если компилятор показывает несколько ошибок, отладку кода начинают с исправления самой первой, так как она может быть причиной других.

В интерпретируемых языках (например Python) текст программы команда за командой переводится в машинный код и сразу исполняется. К моменту обнаружения ошибки часть программы уже может исполниться.

Ошибки компоновки

Ошибки связаны с разрешением внешних ссылок. Выявляет компоновщик (редактор связей) при объединении модулей программы. Простой пример — ситуация, когда требуется обращение к подпрограмме другого модуля, но при компоновке она не найдена. Ошибки также просто найти и устранить.

Ошибки, которые обнаруживают операционная система, аппаратные средства или пользователи при выполнении программы. Они считаются непредсказуемыми и проявляются после успешной компиляции и компоновки. Можно выделить четыре вида проявления таких ошибок:

  • сообщение об ошибке, которую зафиксировали схемы контроля машинных команд. Это может быть переполнение разрядной сетки (когда старшие разряды результата операции не помещаются в выделенной области памяти), «деление на ноль», нарушение адресации и другие;
  • сообщение об ошибке, которую зафиксировала операционная система. Она же, как правило, и документирует ошибку. Это нарушение защиты памяти, отсутствие файла с заданным именем, попытка записи на устройство, защищенное от записи;
  • прекращение работы компьютера или зависание. Это и простые ошибки, которые не требуют перезагрузки компьютера, и более сложные, когда нужно выключать ПК;
  • получение результатов, которые отличаются от ожидаемых. Программа работает стабильно, но выдает некорректный результат, который пользователь воспринимает за истину.

Ошибки выполнения можно разделить на три большие группы.

Ошибки определения данных или неверное определение исходных данных. Они могут появиться во время выполнения операций ввода-вывода.

К ним относятся:

  • ошибки преобразования;
  • ошибки данных;
  • ошибки перезаписи.

Как правило, использование специальных технических средств для отладки (API-логгеров, логов операционной системы, профилировщиков и пр.) и программирование с защитой от ошибок помогает обнаружить и решить лишь часть из них.

Логические ошибки. Они могут возникать из ошибок, которые были допущены при выборе методов, разработке алгоритмов, определении структуры данных, кодировании модуля.

В эту группу входят:

  • ошибки некорректного использования переменных. Сюда относятся неправильный выбор типов данных, использование индексов, выходящих за пределы определения массивов, использование переменных до присвоения переменной начального значения, нарушения соответствия типов данных;
  • ошибки вычислений. Это некорректная работа с переменными, неправильное преобразование типов данных в процессе вычислений;
  • ошибки взаимодействия модулей или межмодульного интерфейса. Это нарушение типов и последовательности при передаче параметров, области действия локальных и глобальных переменных, несоблюдение единства единиц измерения формальных и фактических параметров;
  • неправильная реализация логики при программировании.

Ошибки накопления погрешностей. Могут возникать при неправильном округлении, игнорировании ограничений разрядной сетки, использовании приближенных методов вычислений и т.д.

Состав информации о дефекте

Главный компонент такой системы — база данных, содержащая сведения об обнаруженных дефектах. Эти сведения могут включать в себя:

  • номер (идентификатор) дефекта;
  • короткое описание дефекта;
  • кто сообщил о дефекте;
  • дата и время, когда был обнаружен дефект;
  • версия продукта, в которой обнаружен дефект;
  • серьезность (критичность) дефекта и приоритет решения ;
  • описание шагов для выявления дефекта (воспроизведения непреднамеренного поведения программы);
  • ожидаемый результат и фактический результат;
  • кто ответственен за устранение дефекта;
  • обсуждение возможных решений и их последствий;
  • текущее состояние (статус) дефекта;
  • версия продукта, в которой дефект исправлен.

Кроме того, развитые системы предоставляют возможность прикреплять файлы, помогающие описать проблему (например, дамп памяти или скриншот).

Отладка программы

Отладка, как мы уже говорили, бывает двух видов:
Синтаксическая отладка. Синтаксические ошибки выявляет компилятор, поэтому исправлять их достаточно легко.
Семантическая (смысловая) отладка. Ее время наступает тогда, когда синтаксических ошибок не осталось, но результаты программа выдает неверные. Здесь компилятор сам ничего выявить не сможет, хотя в среде программирования обычно существуют вспомогательные средства отладки, о которых мы еще поговорим.
Отладка — это процесс локализации и исправления ошибок в программе.

Как бы тщательно мы ни писали, отладка почти всегда занимает больше времени, чем программирование.

Проектирование тестов

Тесты просчитываются вручную, значит, они должны быть достаточно просты для этого.
Тесты должны проверять каждую ветку алгоритма. По возможности, конечно. Так что количество и сложность тестов зависит от сложности программы.
Тесты составляются до кодирования и отладки: во время разработки алгоритма или даже составления математической модели.
Обычно для экономии времени сначала пропускают более простые тесты, а затем более сложные.

Давайте рассмотрим задачу: нужно проверить, попадает ли введенное число в заданный пользователем диапазон.

program Example;
(******************************************************
* Задача: проверить, попадает ли введенное число в *
* заданный пользователем диапазон *
******************************************************)

Как видите, программа очень мала, а тестов для проверки всех ветвей ее алгоритма, требуется довольно много.

Backlog

Программирование поиск ошибок в программах

Описание ошибки в Backlog ( Source )

Созданный для разработчиков, Backlog — это онлайн-решение для управления проектами, которое также включает отслеживание ошибок. Система позволяет видеть все ошибки, которые вписываются в общий рабочий процесс проекта.

Пользователям, работающим с Backlog, понравилось, что даже бесплатная версия системы включает в себя доступ к вики и говорит, что система в целом проста в использовании и настройке.

Ограничения бесплатной версии:

  • Десять пользователей
  • Один проект
  • 100 МБ памяти

Стоимость обновления: самая низкая цена оплачиваемой версии Backlog составляет 20 долларов США в месяц для 30 пользователей, пяти проектов и одного ГБ хранилища.

Тестирование

Конечно, в реальной работе мы не расписываем так занудно каждый шаг, не прибегаем исключительно к одной методике, да и вообще частенько не задумываемся, каким образом искать ляпы. Теперь, когда мы разобрались со всеми подходами, каждый волен выбрать те из них, которые кажутся самыми удобными.

Этимология термина «баг»

Английское слово bugge является основой для терминов « bugbear » и « bugaboo », используемых для обозначения монстра.

Термин «ошибка» для описания дефектов был частью инженерного жаргона с 1870-х годов и предшествовал электронным компьютерам и компьютерному программному обеспечению; возможно, первоначально он использовался в аппаратной инженерии для описания механических неисправностей. Например, Томас Эдисон написал следующие слова в письме своему коллеге в 1878 году:

Baffle Ball , первая механическая игра в пинбол , рекламировалась как «свободная от ошибок» в 1931 году. Проблемы с военной экипировкой во время Второй мировой войны назывались ошибками (или сбоями ). В книге, опубликованной в 1942 году, Луиза Дикинсон Рич , говоря о механизированной машине для резки льда , сказала: «Распиловка льда была приостановлена ​​до тех пор, пока не появится создатель, который выведет жуков из его любимой машины».

Исаак Азимов использовал термин «жук» для обозначения проблем с роботом в своем рассказе « Поймай этого кролика », опубликованном в 1944 году.

Программирование поиск ошибок в программах

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

В действительности этот случай произошел 9 сентября 1947, а не 1945, года. Слово «bug» в современном значении употреблялось задолго до этого персоналом телеграфных и телефонных компаний в отношении неполадок с электрооборудованием и радиотехникой. Во время Второй мировой войны словом «bugs» назывались проблемы с радарной электроникой. В 1878 годуТомас 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 .

В 1946 году, когда Хоппер уволили с действительной службы, она поступила на Гарвардский факультет в вычислительную лабораторию, где продолжила свою работу над Mark II и Mark III . Операторы проследили ошибку в Mark II до мотылька , пойманного в реле, придумав термин « ошибка » . Эта ошибка была тщательно удалена и записана в бортовой журнал. Исходя из первой ошибки, сегодня мы называем ошибки или сбои в программе ошибкой .

Представление о том, что программное обеспечение может содержать ошибки, восходит к заметкам Ады Лавлейс 1843 года об аналитической машине , в которых она говорит о возможности ошибочности программных «карточек» для аналитической машины Чарльза Бэббиджа :

10 бесплатных программ для отслеживания ошибок с открытым исходным кодом

Некоторые из этих утилит предназначены исключительно для отслеживания ошибок, а другие — более расширенные решения, которые могут помочь отслеживать несколько этапов ваших проектов разработки. Все они — free.

Некоторые бесплатные системы имеют ограничения по количеству пользователей или проектов, которые можно присоединить к ней. Для небольших команд это не проблема. Но, вероятно, не будет иметь смысла для более крупных команд или компаний, работающих одновременно над несколькими клиентскими проектами, то такие ограничения перечислены, чтоб знать о них заранее.

Параметры, которые применялись при отборе программного обеспечения:

  • Решения, наиболее часто упоминаемые специалистами на основе собственного опыта.
  • Системы, которые все еще поддерживаются и недавно (в течение последнего года) обновлены.
  • Системы, предлагающие бесплатную версию.
  • Системы, позволяющие работать более чем одному пользователю в бесплатной версии, чтобы могла работать команда.

Альтернативные способы поиска ошибок

Использование отладчика может быть сложным и трудоемким, но
это самый надежный способ найти ошибки в коде. Однако отладчики не всегда есть в наличии. В подобных ситуациях можно использовать print debugging для поиска
ошибок в коде. задействует функцию print() для отображения в консоли текста, указывающего место выполнения программы и состояние
переменных.

Например, вместо отладки предыдущего примера можно добавить
следующую строку в конец цикла for:

Измененный код будет выглядеть следующим образом:

Вывод должен выглядеть так:

i = 0; new_word = h_
i = 1; new_word = e_
i = 2; new_word = l_
i = 3; new_word = l_
i = 4; new_word = o_
o_

работает, но имеет
несколько недостатков по сравнению с отладкой дебаггером. Вы должны запускать
всю программу каждый раз, когда хотите проверить значения переменных, а также помнить про удаление вызовов функций print().

Один из способов улучшить наш цикл – перебирать символы в
word:

def add_underscores(word):
new_word = «_»
for letter in word:
new_word = new_word + letter + «_»
return new_word

Читать также:  Программа для проверки флешки на ошибки и битые сектора на русском скачать

Жизненный цикл дефекта

Как правило, система отслеживания ошибок использует тот или иной вариант «жизненного цикла» ошибки, стадия которого определяется текущим состоянием, или статусом, в котором находится ошибка.

Программирование поиск ошибок в программах

Типичный жизненный цикл дефекта:

  • новый — дефект зарегистрирован тестировщиком
  • назначен — назначен ответственный за исправление дефекта
  • разрешен — дефект переходит обратно в сферу ответственности тестировщика. Как правило, сопровождается резолюцией, например:
    исправлено (исправления включены в версию такую-то)дубль (повторяет дефект, уже находящийся в работе).не исправлено (работает в соответствии со спецификацией, имеет слишком низкий приоритет, исправление отложено до следующей версии и т. п.)невоспроизводимо (запрос дополнительной информации об условиях, в которых дефект проявляется).
  • исправлено (исправления включены в версию такую-то)
  • дубль (повторяет дефект, уже находящийся в работе).
  • не исправлено (работает в соответствии со спецификацией, имеет слишком низкий приоритет, исправление отложено до следующей версии и т. п.)
  • невоспроизводимо (запрос дополнительной информации об условиях, в которых дефект проявляется).
  • далее тестировщик проводит проверку исправления, в зависимости от чего дефект либо снова переходит в статус назначен (если он описан как исправленный, но не исправлен), либо в статус закрыт.
  • открыт повторно — дефект вновь найден в другой версии.

Система может предоставлять администратору возможность настроить, какие пользователи могут просматривать и редактировать ошибки в зависимости от их состояния, переводить их в другое состояние или удалять.

Программирование поиск ошибок в программах

В корпоративной среде система отслеживания ошибок может использоваться для получения отчетов, показывающих продуктивность программистов при исправлении ошибок. Однако, часто такой подход не дает достаточно точных результатов, потому что разные ошибки имеют различную степень серьезности и сложности. При этом серьезность проблемы не имеет прямого отношения к сложности устранения ошибки.

Как выполняется отладка в современных IDE

Ранние отладчики, например gdb, представляли собой отдельные программы с интерфейсами командной строки. Более поздние, например первые версии Turbo Debugger, были автономными, но имели собственный графический интерфейс для облегчения работы. Сейчас большинство IDE имеют встроенный отладчик. Он использует такой же интерфейс, как и редактор кода, поэтому можно выполнять отладку в той же среде, которая используется для написания кода.

Отладчик позволяет разработчику контролировать выполнение и проверять (или изменять) состояние программ. Например, можно использовать отладчик для построчного выполнения программы, проверяя по ходу значения переменных. Сравнение фактических и ожидаемых значений переменных или наблюдение за ходом выполнения кода может помочь в отслеживании логических (семантических) ошибок.

Пошаговое выполнение — это набор связанных функций отладчика, позволяющих поэтапно выполнять код.

Шаг с заходом (step into)

Команда выполняет очередную инструкцию, а потом приостанавливает процесс, чтобы с помощью отладчика было можно проверить состояние программы. Если в выполняемом операторе есть вызов функции, step into заставляет программу переходить в начало вызываемой функции, где она приостанавливается.

Шаг с обходом (step over)

Команда также выполняет очередную инструкцию. Однако когда step into будет входить в вызовы функций и выполнять их строка за строкой, step over выполнит всю функцию, не останавливаясь, и вернет управление после ее выполнения. Команда step over позволяет пропустить функции, если разработчик уверен, что они уже исправлены, или не заинтересован в их отладке в данный момент.

Шаг с выходом (step out)

В отличие от step into и step over, step out выполняет не следующую строку кода, а весь оставшийся код функции, исполняемой в настоящее время. После возврата из функции он возвращает управление разработчику. Эта команда полезна, когда специалист случайно вошел в функцию, которую не нужно отлаживать.

Как правило, при пошаговом выполнении можно идти только вперед. Поэтому легко перешагнуть место, которое нужно проверить. Если это произошло, необходимо перезапустить отладку.

У некоторых отладчиков (таких как GDB 7.0, Visual Studio Enterprise Edition 15.5 и более поздних версий) есть возможность вернуться на шаг назад. Это полезно, если пропущена цель либо нужно повторно проверить выполненную инструкцию.

Средства отладки

Помимо методик, хорошо бы иметь представление о средствах, которые помогают нам выявлять ошибки. Это:

1) Аварийная печать — вывод сообщений о ненормальном завершении отдельных блоков и всей программы в целом.

2) Печать в узлах программы — вывод промежуточных значений параметров в местах, выбранных программистом. Обычно, это критичные участки алгоритма (например, значение, от которого зависит дальнейший ход выполнения) или составные части сложных формул (отдельно просчитать и вывести числитель и знаменатель большой дроби).

3) Непосредственное слежение:

  • — арифметическое (за тем, чему равны, когда и как изменяются выбранные переменные),
  • — логическое (когда и как выполняется выбранная последовательность операторов),
  • — контроль выхода индексов за допустимые пределы,
  • — отслеживание обращений к переменным,
  • — отслеживание обращений к подпрограммам,
  • — проверка значений индексов элементов массивов и т.д.

Нынешние среды разработки часто предлагают нам реагировать на возникающую проблему в диалоговом режиме. При этом можно:

  • — просмотреть текущие значения переменных, состояние памяти, участок алгоритма, где произошел сбой;
  • — прервать выполнение программы;
  • — внести в программу изменения и повторно запустить ее (в компиляторных средах для этого потребуется перекомпилировать код, в интерпретаторных выполнение можно продолжить прямо с измененного оператора).

Программирование поиск ошибок в программах

Рис Пример отладки приложения

Метод дедукции

Неверные результаты в нашем случае могут получиться из-за ошибки в:

  • — вводе данных;
  • — расчетном блоке;
  • — собственно выводе.

Для доказательства мы можем пользоваться отладочной печатью, трассировкой или просто набором тестов. В любом случае мы выявляем одну ошибку в расчете и одну в выводе.

Bugzilla

Программирование поиск ошибок в программах

Список ошибок в Bugzilla

Система работает на MySQL, PostgreSQL и Oracle и требует установки Perl.

Пользователям Bugzilla нравится, тем что программное обеспечение легко использовать с низкой кривой обучения. Они считают, что у ПО есть все основные функции для отслеживания ошибок. Но! — если потребности более сложны, то сервис слабоват.

Ограничения бесплатной версии: Bugzilla — это инструмент с открытым исходным кодом, поэтому бесплатная версия включает в себя все функции.

Отчеты об ошибках

Основная масса багов обычно отлаживается на этапе компиляции и тестирования программы. Однако некоторая часть ошибок все 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 ее симптомах и отправить отчет 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 отчет на специальный Сервер компании Microsoft. Также в качестве примера можно привести аналогичные библиотеки Breakpad и CrashRpt

Система отслеживания ошибок (
баг-трекер )

Система отслеживания ошибок (англ. bug tracking system) — прикладная программа, разработанная с целью помочь разработчикам программного обеспечения (программистам, тестировщикам и др.) учитывать и контролировать ошибки и неполадки, найденные в программах, пожелания пользователей, а также следить за процессом устранения этих ошибок и выполнения или невыполнения пожеланий.

Примеры систем отслеживания ошибок

  • Redmine — не относится к системам отслеживания ошибок, но многие компании его используют.
  • BUGS — the Bug Genie http://www.thebuggenie.com/
  • Bugzilla http://www.bugzilla.org/features/
  • eTraxis https://www.etraxis.com/
  • GNATS
  • Launchpad
  • Mantis bug tracking system
  • Trac
  • EmForge
  • Picket
  • Flyspray
  • DEVPROM
  • Atlassian JIRA
  • Bontq
  • PVCS Tracker
  • Project Kaiser
  • TrackStudio Enterprise
  • YouTrack
  • Яндекс.Трекер
  • BugTracker.NET
  • BugNet
  • ClearQuest
  • Intland CodeBeamer
  • LifeTask.ru
  • FlySpray
  • StarTeam

Используйте окно управления отладкой

если отладка отсутствует в строке меню, убедитесь, что интерактивное окно находится
в фокусе.

Метод индукции

Судя по результатам, ошибка возникает, когда максимальное число — второе или третье (если максимальное — первое, то определяется оно правильно, для доказательства можно програть еще два-три теста).

Просматриваем все, относящееся к переменным b и с. Со вводом никаких проблем не замечено, а что касается вывода — то мы быстро натыкаемся на замену b на с. Исправляем.

Кнопка Step

Нажмите Step и окно отладки будет выглядеть
следующим образом:

Программирование поиск ошибок в программах

Обратите внимание на два отличия. Во-первых, сообщение на
панели стека изменилось:

На этом этапе выполняется line 1 и отладчик останавливается перед
выполнением line 2.

Во-вторых – новая переменная i со значением 1 на панели Locals. Цикл for в line 1
создал переменную и присвоил ей это значение.

Здесь важно, что можно отслеживать растущие значения i и j по
мере прохождения цикла for. Это полезная фича поиска источника ошибок в коде.
Знание значения каждой переменной в каждой строке кода может помочь точно
определить проблемную зону.

Советы отладчику

1) Проверяйте тщательнее: ошибка скорее всего находится не в том месте, в котором кажется.

2) Часто оказывается легче выделить те места программы, ошибок в которых нет, а затем уже искать в остальных.

3) Тщательнее следить за объявлениями констант, типов и переменных, входными данными.

4) При последовательной разработке приходится особенно аккуратно писать драйверы и заглушки — они сами могут быть источником ошибок.

5) Анализировать код, начиная с самых простых вариантов. Чаще всего встречаются ошибки:
— значения входных аргументов принимаются не в том порядке,
— переменная не проинициализирована,
— при повторном прохождении модуля, перемен ная повторно не инициализируется,
— вместо предполагаемого полного копирования структуры данных, копируется только верхний уровень (например, вместо создания новой динамической переменной и присваивания ей нужного значения, адрес тупо копируется из уже существующей переменной),
— скобки в сложном выражении расставлены неправильно.

6) При упорной длительной отладке глаз «замыливается». Хороший прием — обратиться за помощью к другому лицу, чтобы не повторять ошибочных рассуждений. Правда, частенько остается проблемой убедить это другое лицо помочь вам.

7) Ошибка, скорее всего окажется вашей и будет находиться в тексте программы. Гораздо реже она оказывается:

  • в компиляторе,
  • операционной системе,
  • аппаратной части,
  • электропроводке в здании и т.д.

Но если вы совершенно уверены, что в программе ошибок нет, просмотрите стандартные модули, к которым она обращается, выясните, не менялась ли версия среды разработки, в конце концов, просто перегрузите компьютер — некоторые проблемы (особенно в DOS-средах, запускаемых из-под Windows) возникают из-за некорректной работы с памятью.

8) Убедитесь, что исходный текст программы соответствует скомпилированному объектному коду (текст может быть изменен, а запускаемый модуль, который вы тестируете — скомпилирован еще из старого варианта).

9) Навязчивый поиск одной ошибки почти всегда непродуктивен. Не получается — отложите задачу, возьмитесь за написание следующего модуля, на худой конец займитесь документированием.

10) Старайтесь не жалеть времени, чтобы уясненить причину ошибки. Это поможет вам:
исправить программу,
обнаружить другие ошибки того же типа,
не делать их в дальнейшем.

11) Если вы уже знаете симптомы ошибки, иногда полезно не исправлять ее сразу, а на фоне известного поведения программы поискать другие ляпы.

12) Самые труднообнаруживаемые ошибки — наведенные, то есть те, что были внесены в код при исправлении других.

Pivotal Tracker

Программирование поиск ошибок в программах

Меню настроек и бэклог в Pivotal Tracker ( Source )

Pivotal Tracker — это гибкое решение для управления проектами, созданное для разработчиков программного обеспечения. Его визуальная панель позволяет сразу увидеть все проекты, над которыми проводится работа, чтобы не потерять контроль над  ошибками или задачами. Функция отслеживания скорости фиксирует темпы, с которыми  команда решает проблемы.

Читать также:  Семь системных инструментов, которые помогут вам устранить проблемы Windows

Система также интегрируется с GitHub, поэтому можно отслеживать код во всем проекте.

Пользователям Pivotal Tracker нравится, тем что панели инструментов программы дают им хорошую видимость проектов как в усечённом малом, так и в большом масштабе. Многие считают, что система проста в использовании, но некоторые пользователи отметили, что системой становится сложно пользоваться, если они  отслеживают сразу несколько проектов.

  • Три пользователя
  • 2 ГБ памяти
  • Может иметь только два проекта в системе в любой момент времени

Стоимость обновления: самая низкая цена платной версии Pivotal Tracker составляет 12,50 долларов США в месяц для пяти пользователей, пяти проектов и 5 ГБ памяти.

Futuramo

Программирование поиск ошибок в программах

Визуальный тикет в Футурамо

Проблемы могут быть поручены одному исполнителю или команде, а функция интеллектуального поиска решения позволяет использовать любые выражения, связанные с проблемой. Futuramo также предлагает множество других модулей, включая отслеживание времени; управление проектами и контактами.

Стоимость обновления: самая низкая цена платной версии Futuramo начинается с 8 долларов США за лицензию в месяц для добавления четвёртого пользователя.

Определение ошибки и исправление

Как мы уже выяснили – на каждой итерации цикла new_word
перезаписывается следующим символом в строке «hello» и подчеркиванием.
Поскольку внутри цикла есть только одна строка кода, проблема должна быть именно
там:

Код указывает Python получить следующий символ word,
прикрепить подчеркивание и назначить новую строку переменной new_word. Это
именно то неверное поведение, которое мы наблюдали.

Если бы вы закрыли
отладчик, не нажав кнопку Quit, при повторном открытии окна отладки могла
появиться ошибка:

You can only toggle the debugger when
idle

Всегда нажимайте кнопку Go или Quit, когда заканчиваете отладку,
иначе могут возникнуть проблемы с ее повторным запуском.

Точки останова и кнопка Go

Часто вам известно, что ошибка должна всплыть в определенном куске
кода, но неизвестно, где именно. Чтобы не нажимать кнопку Step весь
день, установите точку останова, которая скажет отладчику запускать весь код,
пока он ее не достигнет.

Точки останова сообщают отладчику, когда следует
приостановить выполнение кода, чтобы вы могли взглянуть на текущее состояние
программы.

Чтобы установить точку останова, щелкните правой кнопкой мыши
(Ctrl для Mac) по строке кода, на которой хотите сделать паузу, и выберите
пункт Set Breakpoint – IDLE выделит линию желтым. Чтобы удалить ее, выберите Clear
Breakpoint.

Установите точку останова в строке с оператором print(). Окно
редактора должно выглядеть так:

Программирование поиск ошибок в программах

Сохраните и запустите. Как и раньше, панель стека указывает, что отладчик запущен и ожидает выполнения line 1. Нажмите
кнопку Go и посмотрите, что произойдет:

Программирование поиск ошибок в программах

Теперь на панели стека информация о выполнении line 3:

На панели Locals мы видим, что переменные i и j имеют значения 1
и 2 соответственно. Нажмем кнопку Go и попросим отладчик запускать код до точки
останова или до конца программы. Снова нажмите Go – окно отладки теперь выглядит так:

Программирование поиск ошибок в программах

На панели стека отображается то же сообщение, что и раньше –
отладчик ожидает выполнения line 3. Однако значения переменных i и j теперь
равны 2 и 4. Интерактивное окно также отображает выходные данные после первого
запуска строки с помощью функции print() через цикл.

Нажмите кнопку в третий раз. Теперь i и j равны 3 и 6. Если
нажать Go еще раз, программа завершит работу.

Повторение шагов 1-3, пока ошибка не исчезнет

Сохраните изменения в программе и запустите ее снова. В окне
отладки нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова. Понажимайте
Step несколько раз и смотрите, что происходит с переменной new_word на каждой
итерации – все работает, как положено. Иногда необходимо повторять этот процесс
несколько раз, прежде чем исправится ошибка.

Точка останова

Определив, где может быть ошибка, установите точку
останова в начале цикла for, чтобы проследить за происходящим внутри кода:

Программирование поиск ошибок в программах

Запустим. Выполнение останавливается на строке с определением
функции.

Нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова:

Программирование поиск ошибок в программах

Код останавливается перед циклом for в функции
add_underscores(). Обратите внимание, что на панели Locals отображаются две
локальные переменные – word со значением «hello», и new_word со значением «_»,

Программирование поиск ошибок в программах

Переменная i – это счетчик для цикла for, который можно
использовать, чтобы отслеживать активную на данный момент итерацию.

Нажмите кнопку Step еще раз и посмотрите на панель Locals –
переменная new_word приняла значение «h_»:

Программирование поиск ошибок в программах

Это неправильно т. к. сначала в new_word было значение «_», на
второй итерации цикла for в ней должно быть «_h_». Если нажать Step еще
несколько раз, то увидим, что в new_word попадает значение e_, затем l_ и так
далее.

Локализация ошибок

Локализация — это нахождение места ошибки в программе.

В процессе поиска ошибки мы обычно выполняем одни и те же действия:

  • прогоняем программу и получаем результаты;
  • сверяем результаты с эталонными и анализируем несоответствие;
  • выявляем наличие ошибки, выдвигаем гипотезу о ее характере и месте в программе;
  • проверяем текст программы, исправляем ошибку, если мы нашли ее правильно.

Способы обнаружения ошибки:

  • Аналитический — имея достаточное представление о структуре программы, просматриваем ее текст вручную, без прогона.
  • Экспериментальный — прогоняем программу, используя отладочную печать и средства трассировки, и анализируем результаты ее работы.

Оба способа по-своему удобны и обычно используются совместно.

Значение и классификация ошибок программного обеспечения

В зависимости от этапа разработки ПО, на котором выявляется ошибка выделяют:

  • синтаксические ошибки (распознаваемые в качестве таковых транслятором и делающие компиляцию невозможной) — например отсутствие или несоответствие открывающей и закрывающей скобок;
  • предупреждения (warnings) компилятора — например, использование неинициализированной переменной. В этом случае компилятор может заметить, что программист делает что-то необычное (вероятно неверное), и сообщает об этом, однако программист сам принимает решение игнорировать сообщение или нет;
  • ошибки времени исполнения, смысловые ошибки (семантические) — например вычитание переменных вместо сложения или ошибка сегментации.

Также баги делят на следующие категории

  • Арифметические ошибки (деление на 0, переполнение)
  • Логические ошибки (бесконечные циклы, бесконечная рекурсия)
  • Ошибки работы с ресурсами (null pointer, access violation, переполнение буфера)
  • Ошибки синхронизации многопоточности (дедлок, race condition)
  • Showstoppers;
  • Серьезные;
  • Незначительные баги;

По времени появления:

  • Постоянно, при каждом запуске;
  • Иногда («плавающий» тип);
  • Только на машине у клиента (зависит от локальных настроек у клиента);

По месту и направлению:

  • Ошибки пользовательского интерфейса;
  • Системы обработки ошибок;
  • Ошибки, связанные с граничными условиями;
  • Ошибки вычислений;
  • Ошибки управления потоком;
  • Ошибки обработки или интерпретации данных;
  • При ситуации «гонок»;
  • Повышение нагрузки;
  • Ошибки контроля версии и индентификаторов;
  • Ошибки тестирования;

Разновидности по типу обнаруения и выявления

  • Борбаг — легко обнаруживаемая стабильная ошибка
  • Гейзенбаг — сложно обнаруживаемая, периодически исчезающая и меняющая свойства, при попытке обнаружения, ошибка
  • Мандельбаг — ошибка с очень сложным, хаотичным, поведением
  • Шрединбаг — критическая ошибка, которая не проявляется, пока кто-нибудь на нее не наткнется в исходном коде, после чего программа совершенно перестает работать

В зависимости от характера ошибки, программы и среды исполнения, ошибка может проявляться сразу или наоборот — долгое время оставаться незамеченной (например Проблема 2038 года).

Также ошибка может проявляться в виде уязвимости, делающей возможным несанкционированный доступ к системе или DoS-атаку.

YouTrack

Программирование поиск ошибок в программах

Программное обеспечение, адаптированное под требования Agile software development. Даёт возможность искать полный текст ошибки. Позволяет группировать проблемы с помощью тегов (что упрощает их поиск в системе) или связывать разные проблемы друг с другом для отслеживания связанных ошибок.

Через REST API YouTrack позволяет конечным пользователям сообщать разработчикам о проблемах из различных сторонних приложений.

Пользователи YouTrack заявили, что система быстро настраивается, легко интегрируется с другими приложениями и описали функциональность поиска ошибок как очень мощную. Однако многие отметили, что неуклюжий пользовательский интерфейс приводит к длительному обучению для работы с программой.

  • Ограничено до десяти пользователей
  • Версия облака имеет ограничение хранения 5 ГБ
  • Версия облака не позволяет создавать частные проекты

Стоимость обновления: самая низкая платная версия решения SaaS от YouTrack составляет 200 долларов США в год для 15 пользователей. Для размещения YouTrack на своих серверах YouTrack составляет 500 долларов США для 25 пользователей.

Обратное движение по алгоритму

Зная, что ошибка возникает при выводе результатов, рассматриваем код, начиная с операторов вывода. Сразу же находим лишнюю b в операторе writeln.

Синтаксические ошибки

Синтаксические ошибки зачастую выявляют уже на этапе трансляции. К сожалению, многие ошибки других видов транслятор выявить не в силах, т.к. ему не известен задуманный или требуемый результат работы программы. Отсутствие сообщений транслятора о наличии синтаксических ошибок является необходимым условием правильности программы, но не может свидетельствовать о том, что она даст правильный результат.

Примеры синтаксических ошибок :

  • отсутствие знака пунктуации;
  • несоответствие количества открывающих и закрывающих скобок;
  • неправильно сформированный оператор;
  • неправильная запись имени переменной;
  • ошибка в написании служебных слов;
  • отсутствие условия окончания цикла;
  • отсутствие описания массивов и т.п.

Поиск и исправление ошибок

Для отладки программы (англ. debugging) разработчиками ПО используются специальные программы-отладчики (англ. debugger). Например, в операционной системеWindows 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).

Тестирование — это выполнение программы для набора проверочных входных значений и сравнение полученных результатов с ожидаемыми.

Цель тестирования — проверка и доказательство правильности работы программы. В противном случае — выявление того, что в ней есть ошибки. Тестирование само не показывает местонахождение ошибки и не указывает на ее причины.
Принципы тестирования.

1) Тест — просчитанный вручную пример выполнения программы от исходных данных до ожидаемых результатов расчета. Эти результаты считаются эталонными.
Полномаршрутным будет такое тестирование, при котором каждый линейный участок программы будет пройден хотя бы при выполнении одного теста.

2) При прогоне программы по тестовым начальным данным, полученные результаты нужно сверить с эталонными и проанализировать разницу, если она есть.

3) При разработке тестов нужно учитывать не только правильные, но и неверные исходные данные.

4) Мы должны проверить программу на нежелательные побочные эффекты при задании некоторых исходных данных (деление на ноль, попытка считывания из несуществующего файла и т.д.).

5) Тестирование нужно планировать: заранее выбрать, что мы контролируем и как это сделать лучше. Обычно тесты планируются на этапе алгоритмизации или выбора численного метода решения. Причем, составляя тесты, мы предполагаем, что ошибки в программе есть.

6) Чем больше ошибок в коде мы уже нашли, тем больше вероятность, что мы обнаружим еще не найденные.
Хорошим называют тест, который с большой вероятностью должен обнаруживать ошибки, а удачным — тот, который их обнаружил.

Ошибки, которые не обнаруживает транслятор

В случае правильного написания операторов в программе может присутствовать большое количество ошибок, которые транслятор не может обнаружить. Рассмотрим примеры таких ошибок:

Логические ошибки: после проверки заданного условия неправильно указана ветвь алгоритма; неполный перечень возможных условий при решении задачи; один или более блоков алгоритма в программе пропущен.

Читать также:  Лучшие программы для исправления ошибок в тексте

Ошибки в циклах: неправильно указано начало цикла; неправильно указаны условия окончания цикла; неправильно указано количество повторений цикла; использование бесконечного цикла.

Ошибки ввода-вывода; ошибки при работе с данными: неправильно задан тип данных; организовано считывание меньшего или большего объема данных, чем нужно; неправильно отредактированы данные.

Ошибки в использовании переменных: используются переменных, для которых не указаны начальные значения; ошибочно указана одна переменная вместо другой. Ошибки при работе с массивами: пропущено предварительное обнуление массивов; неправильное описание массивов; индексы массивов следуют в ошибочном порядке.

ошибки безопасности, умышленные и не умышленные уязвимости в системе, открытость к отказам в обслуживании. несанкционированном доступе. екхолы

Ошибки в арифметических операциях: неправильное использование типа переменной (например, для сохранения результата деления используется целочисленная переменная); неправильно определен порядок действий; выполняется деление на нуль; при расчете выполняется попытка извлечения квадратного корня из отрицательного числа; не учитываются значащие разряды числа.

ошибки в архитектуре приложения пприводящие к увеличени технического долга

Fossil

Программирование поиск ошибок в программах

Проект в Fossil

Программное обеспечение с открытым исходным кодом и встроенным отслеживанием ошибок. Оно автономное, поэтому нет необходимости в создании собственного веб-сервера или базы данных. Система также предлагает управление версиями, создание вики и автоматическое обновление файлов.

Настройки позволяют связать работу с реальным временем, позволяя фиксировать этапы, контрольные точки процесса, объявления, связанные проектом.

Ограничения бесплатной версии: Fossil — это инструмент с открытым исходным кодом, поэтому бесплатная версия включает в себя все функции.

Статью про баг я написал специально для тебя. Если ты хотел бы внести свой вклад в развии теории и практики,
ты можешь написать коммент или статью отправив на мою почту в разделе контакты.
Этим ты поможешь другим читателям, ведь ты хочешь это сделать? Надеюсь, что теперь ты понял что такое баг, ошибки в программировании, система отслеживания ошибок, баг-трекер, программный дефект
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Информатика

Tuleap

Программирование поиск ошибок в программах

Просмотр проблемы в Tuleap

Tuleap — это гибкое решение для управления проектами. Его функция отслеживания позволяет отслеживать ошибки, а также требования и задачи проекта. Каждая команда может создавать и настраивать новые элементы для отслеживания без одобрения системного администратора.

Tuleap также позволяет создавать настраиваемые рабочие процессы.

Ограничения:  в бесплатной версии Tuleap отсутствуют дополнительные функции, такие как отслеживание времени и управление тестированием.

Стоимость обновления: Tuleap предлагает корпоративные и облачные планы для команд, которым необходим доступ к более продвинутым функциям. Эти планы также предлагают платные варианты поддержки. Tuleap не перечисляет цены на своем сайте.

Трассировка и промежуточная наблюдение за переменными

Добавляем промежуточную печать или наблюдение за переменными:

  • — вывод a, b, c после ввода (проверяем, правильно ли получили данные)
  • — вывод значения каждого из условий (проверяем, правильно ли записали условия)

Листинг программы существенно увеличился и стал вот таким:

В принципе, еще при наборе у нас неплохой шанс отловить ошибку в условии: подобные кусочки кода обычно не перебиваются, а копируются, и если дать себе труд слегка при этом задуматься, ошибку найти легко.

Но давайте считать, что глаз «замылен» совершенно, и найти ошибку не удалось.

Вывод для второго случая получается следующим:

Со вводом все в порядке . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Впрочем, в этом сомнений и так было немного. А вот что касается второй группы операторов печати, то картина вышла интересная: в результате выводится верное число (8.00), но неправильное слово («третье», а не «второе»).

Вероятно, проблемы в выводе результатов. Тщательно проверяем текст и обнаруживаем, что действительно в последнем случае выводится не c, а b. Однако к решению текущей проблемы это не относится: исправив ошибку, мы получаем для чисел -2.0, 8.0, 4.0 следующий результат.

Наибольшим оказалось третье число 4.00

Теперь ошибка локализована до расчетного блока и, после некоторых усилий, мы ее находим и исправляем.

Redmine

Программирование поиск ошибок в программах

Список проблем в Redmine

Redmine — это больше, чем просто трекер ошибок. Это решение для управления проектами с открытым исходным кодом и существует он уже более десяти лет, поддерживает 34 разных языка. Redmine написан на Ruby и совместим с MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL и SQLite.

Если просто ищете отслеживание ошибок, то Redmine может дать намного больше, чем  рассчитывали. Можно использовать гибкость настраиваемого интерфейса и множество доступных плагинов для адаптации системы к потребностям команды.

Пользователи Redmine обнаружили, что базовая версия программы проста в применении и довольно интуитивна в использовании. При установке плагинов и расширении с помощью модулей можно повысить функциональность программного обеспечения. Хотя это может сделать систему сложной в использовании. Однако, без плагинов и настроек, интерфейс кажется устаревшим и неуклюжим.

Ограничения бесплатной версии: Redmine — это решение с открытым исходным кодом, поэтому бесплатная версия включает в себя все функции.

Ошибки в программах могут допускаться от самого начального этапа составления алгоритма решения задачи до окончательного оформления программы. Разновидностей ошибок достаточно много. Рассмотрим некоторые группы ошибок и соответствующие примеры:

Программирование поиск ошибок в программах

Если вы удручены тем, что насажали в текст программы глупых ошибок — не расстраивайтесь. Ошибки вообще не бывают умными, хотя и могут относиться к самым разным частям кода:

  • — ошибки обращения к данным,
  • — ошибки описания данных,
  • — ошибки вычислений,
  • — ошибки при сравнении,
  • — ошибки в передаче управления,
  • — ошибки ввода-вывода,
  • — ошибки интерфейса,
  • и т д

Программирование поиск ошибок в программах

Классификация ошибок по этапу обработки программы

Программирование поиск ошибок в программах

рис Классификация ошибок этапа выполнения по возможным причинам

  • ошибки в приложениях , bugs , баг репорт , bug report ,
  • Фича
  • GIGO
  • Патч
  • тестирование
  • цикломатическая сложность
  • баг репорт
  • качество программного обеспечения

К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про виды ошибок программного обеспечения. Но я — старался.
Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое виды ошибок программного обеспечения, принципы отладки
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Качество и тестирование программного обеспечения. Quality Assurance.

Программирование поиск ошибок в программах

Список тикетов в Trac

Trac специально создан для проектов разработки и отслеживания проблем, но также может использоваться для управления документами. Он имеет минималистский дизайн, встроенную вики и интегрируется с Apache Subversion и GitHub.

Можно связать ошибки с различными задачами, файлами, страницами вики или ошибками. Trac написан на Python и совместим с SQLite, MySQL и PostgreSQL.

Ограничения бесплатной версии: Trac — это решение с открытым исходным кодом, поэтому бесплатная версия включает в себя все функции.

MantisBT

Программирование поиск ошибок в программах

Сводка панели в MantisBT

MantisBT построен на PHP и совместим с базами данных MySQL и PostgreSQL. Он обычно используется в качестве отслеживания ошибок, но его можно настроить для управления более крупными проектами.

MantisBT предлагает управление доступом, которое можно изменить для каждого проекта; настраиваемые поля проблем, уведомления и рабочие процессы,  надстройку с оптимизированным мобильным интерфейсом, если команде нужен мобильный доступ.

Пользователи обнаружили, что MantisBT достаточно прост для опытного программиста, но отметили, что менее опытному разработчику может потребоваться некоторое обучение. Они также отметили, что, хотя интерфейс MantisBT устарел, он по-прежнему предлагает все основные функции, которые команда разработчиков программного обеспечения должна отслеживать и иметь возможность исправлять ошибки.

Ограничения бесплатной версии: MantisBT — это решение с открытым исходным кодом. Самостоятельная бесплатная версия включает все функции.

Стоимость обновления: MantisBT также предлагает версию SaaS, которая начинается с $ 4,95 в месяц для одного проекта и до пяти пользователей.

Deprecated: Функция wp_make_content_images_responsive с версии 5.5.0 считается устаревшей! Используйте wp_filter_content_tags(). in /home/h/hostweg6/mycoderblog.ru/public_html/wp-includes/functions.php on line 5382

Стратегии тестирования

1) Тестирование программы как «черного ящика».

Мы знаем только о том, что делает программа, но даже не задумываемся о ее внутренней структуре. Задаем набор входных данных, получаем результаты, сверяем с эталонными.

При этом обнаружить все ошибки мы можем только если составили тесты для всех возможных наборов данных. Естественно, это противоречит экономическим принципам, да и просто достаточно глупо.

«Черным ящиком» удобно тестировать небольшие подпрограммы.
2) Тестирование программы как «белого ящика».

Здесь перед составлением теста мы изучаем логику программы, ее внутреннюю структуру. Тестирование будет считаться удачным, если проверяет программу по всем направлениям. Однако, как мы уже говорили, это требует огромного количества тестов.

На практике мы, как всегда, совместно используем оба принципа.
3) Тестирование программ модульной структуры.

Мы снова возвращаемся к вопросу о структурном программировании. Если вы помните, программы строятся из модулей не в последнюю очередь для того, чтобы их легко было отлаживать и тестировать. Действительно, структурированную программу мы будем тестировать частями. При этом нам нужно:
строить набор тестов;
комбинировать модули для тестирования.

Такое комбинирование может строиться двумя способами:
Пошаговое тестирование — тестируем каждый модуль, присоединяя его к уже оттестированным. При этом можем соединять части программы сверху вниз (нисходящий способ) или снизу вверх (восходящий).
Монолитное тестирование — каждый модуль тестируется отдельно, а затем из них формируется готовая рабочая программа и тестируется уже целиком.

Чтобы протестировать отдельный модуль, нужен модуль-драйвер (всегда один) и модул и-заглушки (этих может быть несколько).
Модуль-драйвер содержит фиксированные исходные данные. Он вызывает тестируемый модуль и отображает (а возможно, и анализирует) результаты.
Модуль-заглушка нужен, если в тестируемом модуле есть вызовы других. Вместо этого вызова управление передается модулю-заглушке, и уже он имитирует необходимые действия.

К сожалению, мы опять сталкиваемся с тем, что драйверы и заглушки сами могут оказаться источником ошибок. Поэтому создаваться они должны с большой осторожностью.

Обзор окна управления отладкой

Чтобы увидеть работу отладчика, напишем простую
программу без ошибок. Введите в редактор следующий код:

Сохраните все, откройте окно отладки и нажмите клавишу F5 –
выполнение не завершилось.

Окно отладки будет выглядеть следующим образом:

Программирование поиск ошибок в программах

Обратите внимание, что панель в верхней части окна содержит сообщение:

Расшифруем: код for i in range(1, 4): еще не запущен, а ‘__main__’.module() сообщает, что в данный момент мы находимся в
основном разделе программы, а не в определении функции.

Ниже панели стека находится панель Locals, в которой
перечислены непонятные вещи: __annotations__, __builtins__, __doc__ и т. д. – это
внутренние системные переменные, которые пока можно игнорировать. По мере
выполнения программы переменные, объявленные в коде и отображаемые в этом окне,
помогут в отслеживании их значений.

В левом верхнем углу окна расположены пять кнопок:
Go, Step, Over, Out и Quit – они управляют перемещением отладчика по коду.

В следующих разделах вы узнаете, что делает каждая из
этих кнопок.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *