Отладка
программы является итеративным процессом
обнаружения и исправления ошибок и
обычно требует последовательного
выполнения четырех этапов:
Некоторые
ошибки проявляются после первого же
запуска программы на выполнение, и для
их обнаружения не надо прибегать ни к
каким специальным средствам. Некоторые
ошибки проявляются в случайные моменты
работы программы. С такими ошибками
справиться труднее всего – зафиксировать
условия возникновения ошибки, понять
причину ошибки и устранить ее. С целью
обнаружения подобных ошибок осуществляется
тестирование
программы–
ее выполнение для специально подобранных
представительных контрольных примеров
– тестов. Тест
– это такой
набор исходных данных, для которого
вручную или другим способом просчитаны
промежуточные и конечные результаты и
который может быть использован для
получения информации о надежности
проверяемой программы.
Тестирование
программы должно включать в себя прогон
трех видов контрольных примеров:
нормальных ситуаций, граничных ситуаций
и случаев неправильных данных.
Нормальные
случаи –
это примеры с правильными входными
данными. Если программа не работает в
подобных случаях, она требует серьезных
переделок. Граничные контрольные примеры
помогают установить, способна ли
программа нормально реагировать на
особые случаи во входных данных. Граничные
примеры
представляют собой данные, которые,
будучи математически корректными,
приводят программу к необходимости
работать особым образом. Неправильными
являются
такие данные,
которые расположены вне допустимого
диапазона. Примеры с неправильными
данными должны быть обработаны
соответствующим образом, поскольку в
повседневной эксплуатации программе
придется иметь дело и с неверными
входными данными.
После того как
ошибка обнаружена, необходимо найти в
исходном тексте программы то место, в
котором она возникала, – локализовать
ошибку. Можно
использовать ряд различных методов
отладки, позволяющих обнаружить
расположение ошибки; выбор существенно
зависит от особенностей ситуации.
Большинство программистов начинают с
неформального метода, известного под
названием проверка
за столом. Используя
контрольный пример, который привел к
ошибке в программе, программист
аналитически трассирует листинг
программы в надежде локализовать ошибку.
Проверка за столом – это хороший метод,
поскольку он заставляет программиста
детально понять работу программы. Если
применение метода проверки за столом
оказалось бесплодным, нужно использовать
специальные методы и способы отладки,
позволяющие наблюдать за передачей
управления в программе и за изменением
значений наиболее важных переменных.
Полученная отладочная информация
позволит локализовать подозрительные
ситуации, провести анализ и выявить
причину ошибки, устранить ее, а затем
продолжить поиск других ошибок.
В общем случае
ошибки могут возникать на любом этапе
разработки программы, причина ошибок
может быть связана с недопониманием
сути задачи, недостатками проектирования
алгоритма, неправильным использованием
языковых средств. При выполнении
программы ошибки разного типа проявляют
себя различным образом, и их принято
подразделять на следующие группы:
Синтаксические
ошибки –
это ошибки, проявляющиеся на этапе
компиляции программы и возникающие в
связи с нарушением синтаксических
правил написания предложений используемого
языка программирования (к таким ошибкам
относятся
пропущенные точки с запятой, ссылки на
неописанные переменные, присваивание
переменной значений неверного типа и
т. д.). Если компилятор встречает в
тексте программы оператор или описание,
которые
он не может интерпретировать, то он
позиционирует курсор на место обнаруженной
ошибки и
в строку статуса выводит сообщение,
содержащее номер ошибки и ее краткое
описание.
Семантические
ошибки – это
ошибки, проявляющиеся на этапе
выполнения программы при ее попытке
вычислить недопустимые значения
параметров или выполнить недопустимые
действия. Причина возникновения ошибок
данного типа связана с нарушением
семантических правил написания программ
(примером являются ситуации
попытки
открыть несуществующий файл или выполнить
деление на нуль). Если программа
обнаруживает ошибку такого типа, то она
завершает свое выполнение
и
выводит
соответствующее сообщение в окне Build,
содержащее номер строки с ошибкой и ее
возможный характер. Список сообщений
можно просмотреть с помощью команды
меню View/Debug
Windows/Event
Log.
При выполнении программы из среды Delphi
автоматически выбирается соответствующий
исходный файл и в нем находится
местоположение ошибки. Если же программа
выполнялась вне среды и в ней появилась
ошибка данного типа, то необходимо
запустить
среду и найти вызвавший ошибку оператор.
Логические
(смысловые) ошибки – самые
сложные и трудноуловимые, связанные с
неправильным применением тех или иных
алгоритмических конструкций. Эти ошибки
при выполнении программы могут проявиться
явно (выдано сообщение об ошибке, нет
результата или выдан неверный результат,
программа «зацикливается»), но чаще
они проявляют себя только при определенных
сочетаниях параметров или вообще не
вызывают нарушения работы программы,
которая в этом случае выдает правдоподобные,
но неверные результаты.
Ошибки первого
типа легко выявляются самим компилятором.
Обычно устранение синтаксических ошибок
не вызывает особых трудностей. Более
сложно выявить ошибки второго и особенно
третьего типа. Для обнаружения и
устранения ошибок второго и третьего
типа обычно применяют специальные
способы и средства отладки программ.
Выявлению ошибок второго типа часто
помогает использование контролирующих
режимов компиляции с проверкой допустимых
значений тех или иных параметров (границ
индексов элементов массивов, значений
переменных типа диапазона, ситуаций
переполнения, ошибок ввода-вывода).
Устанавливаются эти режимы с помощью
ключей
компилятора,
задаваемых либо в программе, либо в меню
Project/Options/Compiler
среды
Delphi, либо
в
меню
Options/Compiler Турбо-среды.
Соседние файлы в папке крутые билеты по инфе
Готовая программа не всегда работает как надо. Бывает, возникают баги, предупреждения, исключения. В итоге программа зависает, дает сбой или вылетает. Но это не конец света. Любую ошибку в коде можно исправить, если знать, почему она возникла.
Что это и почему возникает
Ошибка в программировании — это зачастую ошибки разработчиков, которые находят тестировщики. Запускают разные тесты и отладку, чтобы определить источники проблемы.
Научитесь находить ошибки в приложениях и на сайтах до того, как ими начнут пользоваться клиенты. Для этого освойте профессию «Инженер по тестированию». Изучать язык программирования необязательно. Тестировщик работает с готовыми сайтами, приложениями, сервисами, а не с кодом. В программе от Skypro: четыре проекта для портфолио, практика с обратной связью, все основные инструменты тестировщика.
Ошибки часто называют багами, но подразумевают под ними разное, например:
❗ Ворнинги, или предупреждения. Возникают, когда программа начинает вести себя не так, как задумывалось. Не являются критичными ошибками. Программа с ворнингами работает, но с аномалиями.
❗ Исключения. Это не ошибки, а особые ситуации, которые нужно обработать.
❗ Синтаксические ошибки. Это ошибка в программе, связанная с написанием кода. Пример: программист забыл поставить точку или неверно написал название оператора. Если не исправить, код программы не запустится, а останется просто текстом.
Классификация багов
У багов есть два атрибута — серьезности (Severity) и приоритета (Priority). Серьезность касается технической стороны, а приоритет — организационной.
🚨 По серьезности. Атрибут показывает, как сильно ошибка влияет на общую функциональность программы. Чем выше значение атрибута, тем хуже.
По серьезности баги классифицируют так:
🚦 По приоритету. Атрибут показывает, как быстро баг необходимо исправить, пока он не нанес программе приличный ущерб. Бывает таким:
Типы ошибок в программе
🧨 Логические. Приводят к тому, что программа зависает, работает не так, как надо, или выдает неожиданные результаты — например, не записывает файл, а стирает.
Логические ошибки коварны: их трудно обнаружить. Программа выглядит так, будто в ней всё правильно, но при этом работает некорректно. Чтобы победить логические ошибки, специалист должен хорошо ориентироваться в коде программы.
🧨 Синтаксические. Это опечатки в названиях операторов, пропущенные запятые или кавычки. Безобидные ошибки: их обнаруживают и подсвечивают в коде компиляторы, а программисту остается исправить.
🧨 Взаимодействия. Это ошибка в участке кода, который отвечает за взаимодействие с аппаратным или программным окружением. Такая ошибка возникает, например, если неправильно использовать веб-протоколы. Исправляется элементарно: разработчик переписывает нужный кусок кода.
🧨 Компиляционные. Любая программа — это текст. Чтобы он заработал как программа, используют компилятор. Он преобразует программный код в машинный, но одновременно может вызывать ошибки.
Компиляционные баги появляются, если что-то не так с компилятором или в коде есть синтаксические ошибки. Компилятор будто ругается: «Не понимаю, что тут написано. Не знаю, как обработать».
🧨 Ошибки среды выполнения. Возникают, когда программа скомпилирована и уже выглядит как файл — жми и работай. Юзер запускает файл, а программа тормозит и виснет. Причина — нехватка ресурсов, например памяти или буфера.
Такой баг — ошибка разработчика. Он не предвидел реальные условия развертывания программы. Теперь ему надо вернуться в исходный код и поправить фрагмент.
🧨 Арифметические. Бывает, в коде есть числовые переменные и математические формулы. Если где-то проблема — не указаны константы или округление сработало не так, возникает баг. Надо лезть в код и проверять математику.
Инженер-тестировщик: новая работа через 9 месяцев
Получится, даже если у вас нет опыта в IT
Что такое исключения в программах
Это механизм, который помогает программе обрабатывать нестандартную ситуацию и при этом не вылетать. Идеально, если программист предусмотрел все возможные ситуации. Но так бывает редко, поэтому лучше использовать специальный обработчик. Он обработает исключения так, что программа продолжит работать.
Как это происходит:
Исключения бывают программными и аппаратными:
Как контролировать баги в программе
🔧 Следите за компилятором. Когда компилятор преобразует текст программы в машинный код, то подсвечивает в нём сомнительные участки, которые способны вызывать баги. Некоторые предупреждения не обозначают баг как таковой, а только говорят: «Тут что-то подозрительное». Всё подозрительное надо изучать и прорабатывать, чтобы не было проблемы в будущем.
🔧 Используйте отладчик. Это программа, которая без участия айтишника проверяет, исправно ли работает алгоритм. В случае чего сообщает об ошибках. Например, отладчик используют для построчного выполнения программы. Вместе с тем проверяют значения переменных: фактические сравнивают с ожидаемыми. Если что-то не сходится, ищут баги и исправляют.
🔧 Проводите юнит-тесты. Это когда разработчик или тестировщик описывает ситуации для каждого компонента и указывает, к какому результату должна привести программа. Потом запускает проверку. Если результат не совпадает с ожидаемым, появляется предупреждение. Дальше программисты находят и устраняют проблему.
Что такое ошибки в программировании
Определение
понятия «ошибка в программе» 1
Классификация
ошибок по месту их возникновения 2
Классификация
ошибок с точки зрения тестировщика 12
Классификация
ошибок по степени их критичности 13
Классификация
ошибок в зависимости от их места в
жизненном цикле программного изделия 14
Классификация
программных ошибок (багов) с точки
зрения субъективного восприятия их
программистами 15
В качестве введения рассмотрим определения
понятия «ошибка». Начнем с наиболее
общего трактования этого понятия
применительно к некоторым техническим
системам.
Далее рассмотрим более частные
определения, непосредственно связанные
с компьютерными программами.
Определение понятия «ошибка в программе»
В самом общем случае под ошибкой
понимается какой-то сбой в программе
на этапе ее выполнения.
Ошибкой (или так называемым багом) можно
назвать недокументированные или
нежелательные, «побочные» реакции
программы на те или иные действия
пользователя равно как и при использовании
ее одновременно с другим программами
или на другой аппаратной платформе.
Классификация ошибок по месту их возникновения
В краткой классификации выделяются
следующие ошибки.
Ошибки пользовательского интерфейса.
Взаимодействие программы с пользователем.
Ошибки, связанные с обработкой граничных
условий.
Начальное и последующие состояния.
Ошибки управления потоком.
Ошибки передачи или интерпретации
данных.
Подробная классификация с небольшой
правкой и моими комментариями приведена
ниже.
Избыточная функциональность. В
программе слишком много функций, поэтому
она сложна в изучении и эксплуатации.
Не хватает концептуального единства.
Второстепенные функции осложняют доступ
к базовым возможностям. Программа часто
теряет производительность. Документация
на систему слишком обширна и ею невозможно
пользоваться. Мне кажется, что часть
такого рода ошибок пересекаются с
ошибками интерфейса.
Ложное впечатление о наборе функций
продукта. Связано в первую очередь с
ошибками или низким качеством документации.
Сюда же можно отнести не документируемые
функции программы и закладки. Очень
важный пункт с точки зрения безопасного
ПО: необходимо обеспечить строгое
соответствие описания программы и ее
функций.
Неадекватность реализации базовых
функций. Функция реализована так, что
не годится для эксплуатации. Сюда
относятся вопросы недостаточной
производительности.
Пропущенная функция. В программе
не реализована функция, предусмотренная
спецификацией.
Неверно работающая функция. Функция
работает не так, как предусмотрено
спецификацией.
Функция должна быть реализована
пользователем. Пользователь должен
сам что-то сделать, чтобы функция
заработала. Для некоторых программ
такой режим предусматривается и не
может, на мой взгляд, считаться ошибкой.
Программа не делает того, что ожидает
от нее пользователь. Причина таких
ошибок кроется в недостатках спецификации
программы. С этими ошибками нужно
бороться на этапе проектирования ПО.
Для ответственного ПО необходимо
потребовать безошибочность спецификаций.
Как этого добиться – сложный вопрос.
Во всяком случае, для достижения
высококачественного кодирования нужно
исходить из того, что спецификации
программ не содержат ошибок, иначе
совершенно не ясно как это обеспечить
и проконтролировать.
Взаимодействия программы и пользователя.
Их появление возможно как в интерактивном,
так и в пакетном режимах.
Неверная или смущающая пользователя
информация. Даже незначительные
ошибки подрывают доверие пользователя
к программе. На основании этих ошибок,
а также при недостаточно подробных
сообщениях пользователь может сделать
неверные выводы, которые могут иметь
серьезные последствия для системы в
целом. В этом разделе авторы анализируют
сообщения программ об ошибках. Сюда же
относятся такие интерфейсные ошибки,
как неудачные пиктограммы, названия
кнопок и функций, несколько разных
названий для одной и той же функции.
Избыточность документации, попытка
переложить на пользователя проблемы,
которые должны решить программисты.
Справочная система и сообщения об
ошибках. Текст в электронном виде
должен быть не сложнее, чем на бумаге
(максимальный уровень сложности 5). Текст
должен быть написан простым языком,
сообщения программ должны быть в
утвердительной форме, краткими и
простыми, содержать минимум технических
терминов. Нужно избегать неуместной
эмоциональности и слов, которые могут
напугать пользователя. Документация
не должна содержать ошибок и неверных
примеров. Контекстно-зависимые справочные
системы и подсистемы обработки ошибок
должны проверять, что делает программа
в момент их вызова. Неправильное
определение источника ошибки в сообщении,
должны указываться причина ошибки и
способ выхода из ситуации.
Представляется целесообразным выделение
рубрики «Ошибки документации и сообщений
программы» в самостоятельный раздел.
Этот раздел не связан непосредственно
с кодом программ (по крайней мере, с его
функциональной частью) и процессом
кодирования. Поскольку язык технической
документации является строгим, основные
понятия должны быть строго определены,
их полисемия исключена, возможно
применение методов автоматической
обработки текстов и достижение при этом
весьма высокого качества.
Ошибки отображения. Данные отражаются
формально правильно, но в каком-то
неестественном виде, два курсора (забыли
стереть курсор в предыдущем фокусе
ввода), курсор исчезает или отображается
не в том месте, недоочищена часть экрана,
не выделены активные элементы экрана,
не снято выделение, отображена неверная
или неполная строка, сообщение остается
на экране слишком долго или исчезает
слишком быстро. В этот пункт следовало
бы добавить ошибки, связанные с появлением
информации, не предусмотренной
спецификацией, ошибки в форматах или
размерности некоторых полей, выдачу
информации (или части сообщений)
конфиденциального характера пользователем,
не имеющим соответствующих прав.
Организация экрана. Плохая
структурированность информации на
экране, неэстетическое оформление
экрана, неудачная организация меню,
ошибки организации диалоговых окон,
труднонаходимые конструкции, неуместное
использование мигания, пестрые цветовые
сочетания, использование цветов в
качестве смыслового интерфейса,
невозможность избавиться от избыточной
информации на экране – все это «ошибки
интерфейса».
Организация команд и способы их ввода.
Рассматриваются различные несоответствия.
Неуместная оптимизация, непоследовательный
синтаксис, неодинаковый стиль ввода
команд, нелогичные сокращения команд,
непоследовательные правила завершения
ввода, несоответствие опций для различных
команд, похожие названия для различных
команд, непоследовательная интерпретация
регистра, неодинаковое положение команды
в меню, неодинаковое использование
функциональных клавиш, непоследовательные
правила обработки ошибок, непоследовательные
правила редактирования или сохранения
данных.
Потери времени. Имеются в виду потери
времени из-за неудачного интерфейса
программы.
Меню. Меню должны быть простыми и
логичными, поэтому все недостатки меню
можно считать ошибками программы или
же потенциальным источником ошибок при
эксплуатации программного изделия.
Командные строки. В некоторых случаях
ввод команд может быть предпочтительнее
выбора из меню. Речь идет о чисто
интерфейсных вещах: учет регистра в
командах может приводить к ошибкам,
соблюдение единого порядка параметров
в командах, не распознаются полные имена
в командах, не допускаются сокращения,
сложная команда в одной строке, отсутствие
возможности пакетного ввода, отсутствие
возможности редактирования команд.
Нестандартное использование клавиатуры.
Рассматриваются различные неудобства
пользователя, приводящие к его ошибкам,
связанные с отсутствием возможности
использовать клавиши, их непривычное
использование, возможность осуществить
ввод недопустимых символов, отсутствие
индикаторов состояния клавиатуры,
отсутствие реакции на управляющие
клавиши.
Пропущенные команды. Ошибки связаны
с невозможностью или с существенными
трудностями пользователя при изменениях
состояния программы. Сюда входят ошибки,
связанные с невозможностью выйти из
какой-то программы или из какого-то
режима, прервать или приостановить
выполнение программы, отсутствие
возможности резервного копирования
(по-моему, это в первую очередь
функциональная ошибка), отсутствие
команды отмены, отсутствие запросов на
подтверждение команд для некоторых
ответственных операций, отсутствие
режима автоматического периодического
сохранения данных (по-моему, это также
функциональная ошибка).
Разное. Очень эклектичный раздел.
Сюда входят ошибки, связанные с защитой
информации (неадекватные средства
защиты и избыточная защита), которые
необходимо выделить в самостоятельный
раздел. Невозможность спрятать меню
(недостаток интерфейса), отсутствие
поддержки стандартных функций операционной
системы, отсутствие поддержки длинных
имен файлов (функциональные ошибки).
Негибкость программы. В разделе
рассматриваются возможные проблемы
настройки пользовательского интерфейса
программы. Отмечается, что негибкость
программы – это не всегда недостаток,
т.к. программы с простым фиксированным
интерфейсом как правило более просты
в изучении и в эксплуатации. Выделяются
следующие виды ошибок: невозможность
отключить звук, отсутствие переключателя
учета регистра, несовместимость с
аппаратным обеспечением (по-моему, не
из этого раздела), игнорирование
инициализации устройств, выполненной
извне (имеется в виду, что программа не
может выполнить настройки конкретного
оборудования, а только посылает какой-то
ограниченный набор команд (по-моему, не
из этого раздела), не предусмотрено
отключение функции автоматического
сохранения, невозможность замедлить
(ускорить) прокрутку текста, отсутствие
возможности повторить последнее действие
или выяснить, каким оно было, невозможно
выполнить только что настроенную
команду, не сохраняются настроенные
параметры программы (мне кажется, что
это функциональный недостаток, причем
возможна ситуация, когда настройка
некоторых параметров пользователем
невозможна по соображениям безопасности),
побочные эффекты настройки, излишне
высокая степень настраиваемости.
Производительность. Авторы отмечают
существование нескольких трактовок
этого понятия: 1) скорость программы, 2)
производительность работы пользователя,
3) субъективное восприятие пользователем
характеристик производительности
программы. В связи с этим возможна
ситуация, когда высокоскоростная
программа с неудачным пользовательским
интерфейсом кажется медленнее, чем на
самом деле. Какая-то логика в этом
безусловно есть, но представляется
более правильным разделить производительность
программы при решении ее основных
функциональных задач, которая в
большинстве случаев не зависит от
пользователей и может быть точно
замерена, и производительность
непосредственно интерфейса. При всей
субъективности этой характеристики
она может быть оценена на стадии
разработки интерфейса, а затем и измерена
специальными средствами.
В разделе выделяются следующие подразделы:
низкоскоростная программа (ошибки
проектирования и кодирования), задержка
реакции на действия пользователя,
большое время ответа, программа не
распознает ввод, отсутствие предупреждений
о длительных операциях, отсутствие
индикаторов хода работы, проблемы
тайм-аутов (здесь речь идет об искусственных
ограничениях времени ввода данных или
паузах при совершении каких-то действий),
надоедливая программа, избыточная
информация, передавая по медленным
сетям (проблема рассматривается только
с точки зрения интерфейса пользователя,
хотя проблема должна решаться при
проектировании системы в целом). Далее
приводятся ряд ошибок, которые явно не
из этого раздела: выходная информация
должна быть полной и понятной пользователю,
невозможно получить определенные
данные, невозможно перенаправить вывод,
формат, неподходящий для дальнейшей
обработки (речь идет об ошибках в
программных интерфейсах, явно напрашивается
вывод — выделить их в раздел: «Ошибки
взаимодействия программ»), слишком мало
или слишком много выходной информации,
абсурдная степень точности, невозможность
форматирования заголовков таблиц и
подписей рисунков, невозможность
изменения масштаба графиков. Необходимо
отметить, что последние 2 пункта являются
слишком частными, поэтому вызывает
сомнение необходимость включать
настолько частные ошибки в общую
классификацию.
Предотвращение ошибок. Программа
должна быть защищена от недопустимого
ввода и неправильной эксплуатации.
Должна быть предусмотрена проверка
вводимых данных. Можно использовать
методы аппаратного обнаружения и
исправления ошибок.
неверное начальное состояние;
неадекватная проверка пользовательского
ввода;
неадекватная защита от испорченных
данных;
не выполнена проверка переданных
параметров;
недостаточная защита от ошибок
операционной системы;
не выполняется проверка версии;
недостаточная защита от неправильного
использования («защита от дурака»).
Выявление ошибок. Программа должна
контролировать правильность данных.
восстановление после ошибок;
автоматическое исправление ошибок;
отсутствие сообщения об ошибке;
не установлен флаг ошибки;
куда возвращается управление? (Ошибки
передачи управления после сбоя);
прекращение выполнения программы из-за
ошибки. Имеются в виду возможные ошибки
из-за не корректной обработки такой
ситуации;
обработка аппаратных отказов;
ну нет у меня нужного диска! Программа
должна предусматривать какой-то выход
из ситуации, когда пользователь не в
состоянии выполнить требуемое действие.
Ошибки, связанные с граничными
условиями.
Выделяют следующие типы таких ошибок:
неправильная обработка граничного
значения;
неверное граничное условие;
неправильная обработка данных, не
соответствующих граничным условиям.
Выделяются следующие подпункты:
ограничения на равенство;
ограничения времени (имеются в виду
вопросы, связанные с поведением системы
на границах заданных в программе
временных интервалов);
ограничения объема памяти;
ограничения, связанные со структурой
данных;
ограничения, связанные с аппаратным
обеспечением;
Раздел представляется очень эклектичным.
Напрашивается вывод о вынесении ошибок,
связанных с циклами, использованием
памяти, ошибок в структурах данных в
отдельные разделы. Представляется, что
наличие того или иного ограничения не
может являться главным критерием
классификации. Также все ошибки, связанные
с аппаратным обеспечением должны быть
собраны в отдельном разделе и там
структурированы.
неверная логика (может быть следствием,
как ошибок проектирования, так и
кодирования);
неправильно выполняются арифметические
операции (как правило – это ошибки
кодирования);
неточные вычисления (могут быть
следствием, как ошибок проектирования,
так и кодирования). Очень сложная тема,
надо выработать свое отношение к ней с
точки зрения разработки безопасного
ПО.
неверно расставленные скобки;
неправильный порядок операторов;
неверно работает базовая функция;
переполнение и потеря значащих разрядов;
ошибки отсечения и округления;
путаница с представлением данных;
неправильное преобразование данных из
одного формата в другой;
Начальное и последующие состояния
(Ошибки инициализации).
Представляется не очень обоснованным
их выделение в самостоятельный раздел,
хотя они важны.
не присвоены начальные значения;
не инициализирована переменная,
управляющая циклом;
не инициализирован указатель;
не очищена строка;
не инициализированы регистры;
не сброшен флаг;
данные должны были инициализироваться
в другом месте;
не выполнена повторная инициализация;
предположение (не верное), что данные
не были инициализированы;
путаница со статическими и динамическими
переменными;
не предполагавшаяся модификация данных,
выполняемая другими подпрограммами;
зависимость от инструментальных средств,
которых может не быть.
В этот раздел относится все то, что
связано с последовательностью и
обстоятельствами выполнения операторов
программы.
очевидно неверное поведение программы;
переход по GOTO;
логика, основанная на определении
вызывающей подпрограммы;
использование таблиц переходов;
выполнение данных (вместо команд).
Ситуация возможна из-за ошибок работы
с указателями, отсутствия проверок
границ массивов, ошибок перехода,
вызванных, например, ошибкой в таблице
адресов перехода, ошибок сегментирования
памяти;
переход к подпрограмме, которая
отсутствует в памяти. Ошибки связаны с
ошибками в организации оверлейных
программ;
реентерабельность. Реентерабельная
программа может вызывать сама себя или
быть вызвана несколькими параллельными
процессами одновременно. Такая возможность
может не поддерживаться языком
программирования. Если она поддерживается,
то нужно обеспечить защиту данных,
используемых одним процессом, от их
модификации другим;
путаница имен переменных и команд;
неверное предположение о состоянии
программы или данных после вызова;
обработка ошибок выполнения процедур
(имеются в виду ошибки, когда программист
не предусмотрел такую обработку);
возврат не в ту точку кода (сюда включены
несколько видов ошибок: испорченный
стек, переполнение и выход за нижнюю
границу стека, выход из подпрограммы
по GOTO вместо RETURN);
прерывания (сюда включены несколько
видов ошибок: неверная таблица прерываний,
ошибки, связанные с модификацией
программами таблицы прерываний, ошибки,
связанные с блокированием прерываний,
неудачное возобновление работы программы
после прерывания);
завершение работы программы;
синтаксические ошибки, сообщения о
которых отображаются во время выполнения
программы (имеются в виду программы,
написанные на интерпретируемом языке
программирования);
ожидание невозможных условий или
комбинаций условий (примерами таких
ошибок являются: проблемы ввода/вывода,
взаимная блокировка, простая логическая
ошибка в условиях);
неверный приоритет пользователя или
процесса;
циклы (сюда включены несколько видов
ошибок: бесконечный цикл, неверное
начальное значение переменной управления
циклом, случайное изменение переменной
управления циклом, ошибочный критерий
выхода из цикла, команды, которые должны
или не должны выполняться внутри цикла,
ошибка вложенности циклов);
условные операторы (Сюда включены
несколько видов ошибок: неправильное
сравнение, неверные результаты сравнений,
условный оператор не учитывает модификации
программы, ошибки сравнения значений
переменных с плавающей точкой из-за
округлений, спутаны логические операторы,
присваивание вместо сравнения, ошибки
в использовании конструкции THRN/ELSE,
команды, которые не входят ни в одно из
предложений, не проверен флаг, не сброшен
флаг. Кроме этого в этом же подразделе
рассматривается сложный условный
оператор, содержащий многочисленные
варианты ветвления. В этом случае
возможны следующие ошибки: пропущен
блок, выполняемый во всех остальных
случаях, неверно определены действия
для всех остальных случаев, пропущенные
варианты, требуется подразделение
одного варианта на несколько, пересекающиеся
условия, неверные условия и невозможные
случаи).
Ошибки обработки или интерпретации
данных.
проблемы при передаче данных между
подпрограммами (сюда включены несколько
видов ошибок: параметры указаны не в
том порядке или пропущены, несоответствие
типов данных, псевдонимы и различная
интерпретация содержимого одной и той
же области памяти, неправильная
интерпретация данных, неадекватная
информация об ошибке, перед аварийным
выходом из подпрограммы не восстановлено
правильное состояние данных, устаревшие
копии данных, связанные переменные не
синхронизированы, локальная установка
глобальных данных (имеется в виду
путаница локальных и глобальных
переменных), глобальное использование
локальных переменных, неверная маска
битового поля, неверное значение из
таблицы);
границы расположения данных (сюда
включены несколько видов ошибок: не
обозначен конец нуль-терминированной
строки, неожиданный конец строки,
запись/чтение за границами структуры
данных или ее элемента, чтение за
пределами буфера сообщения, чтение за
пределами буфера сообщения, дополнение
переменных до полного слова, переполнение
и выход за нижнюю границу стека данных,
затирание кода или данных другого
процесса);
проблемы с обменом сообщений (сюда
включены несколько видов ошибок: отправка
сообщения не тому процессу или не в тот
порт, ошибка распознавания полученного
сообщения, недостающие или
несинхронизированные сообщения,
сообщение передано только N
процессам из N+1, порча
данных, хранящихся на внешнем устройстве,
потеря изменений, не сохранены введенные
данные, объем данных слишком велик для
процесса-получателя, неудачная попытка
отмены записи данных).
гонки при обновлении данных;
предположение, что одно задание завершится
до начала другого;
предположение, что в течение определенного
короткого интервала времени не будет
ввода данных;
предположение, что в течение определенного
короткого интервала времени не будет
прерываний;
ресурс только что стал недоступен;
предположение, что человек, устройство
или процесс ответят быстро;
реальный набор опций в процессе
перерисовки экрана;
задание начинается до того, как выполнены
подготовительные действия;
сообщения приходят одновременно или
не в том порядке, в котором они были
отправлены.
При повышенных нагрузках или нехватке
ресурсов могут возникнуть дополнительные
ошибки. Выделяются подпункты:
требуемый ресурс недоступен;
не освобожден ресурс;
нет сигнала об освобождении устройства;
старый файл не удален с накопителя;
системе не возвращена неиспользуемая
память;
лишние затраты компьютерного времени;
нет свободного блока памяти достаточного
размера;
недостаточный размер буфера ввода или
очереди;
не очищен элемент очереди, буфера или
стека;
повышение вероятности ситуационных
гонок;
при повышенной нагрузке объем
необязательных данных не сокращается;
не распознается сокращенный вывод
другого процесса при повышенной загрузке;
не приостанавливаются задания с низким
приоритетом;
задания с низким приоритетом вообще не
выполняются.
В этом разделе хотелось бы обратить
внимание на следующее:
1) Часть ошибок из этого раздела могут
проявляться и при не очень высоких
нагрузках, но, возможно, они будут
проявляться реже и через более длительные
интервалы времени;
2) Многие ошибки из 2-х предыдущих разделов
уже в своей формулировке носят
вероятностный характер, поэтому следует
предположить возможность использования
вероятностных моделей и методов для их
выявления.
В разделе рассматриваются ошибки
взаимодействия программного и аппаратного
обеспечения. Выделяются подпункты:
неверный адрес устройства;
устройство возвращено не в тот пул;
данному пользователю или программе
использование устройства запрещено;
данный уровень привилегий не позволяет
получить доступ к устройству;
не проверяется содержимое текущего
диска;
не закрыт файл;
неожиданный конец файла;
ошибки, связанные с длиной файлов и
дисковыми секторами;
неверный код операции или команды;
неверно интерпретирован код состояния
или возврата;
ошибка протокола обмена с устройством;
неполное использование возможностей
устройства;
игнорирование или неправильно используется
механизм страничного управления памятью;
игнорирование ограничений канала;
предположения о наличии или отсутствии
устройства или его инициализации;
программируемые функциональные клавиши.
Необходимо отметить, что в качестве
моделей ошибок данного раздела подойдут
вероятностные модели. Оправдано
моделировать ошибки программы и
аппаратуры совместно.
Контроль версий и идентификаторов.
таинственным образом появляются старые
ошибки;
обновление не всех копий данных или
программных файлов;
отсутствие номера версии;
неверный номер версии в заголовке
экрана;
отсутствующая или неверная информация
об авторских правах;
программа, скомпилированная из архивной
копии, не соответствует проданному
варианту;
готовые диски содержат неверный код
или данные.
Являются ошибками сотрудников группы
тестирования, а не программы. Выделяются
подпункты:
пропущенные ошибки в программе;
не замечена проблема (отмечаются
следующие причины этого: тестировщик
не знает, каким должен быть правильный
результат, ошибка затерялась в большом
объеме выходных данных, тестировщик не
ожидал такого результата теста,
тестировщик устал и невнимателен, ему
скучно, механизм выполнения теста
настолько сложен, что тестировщик
уделяет ему больше внимания, чем
результатам);
пропуск ошибок на экране;
не документирована проблема (отмечаются
следующие причины этого: тестировщик
неаккуратно ведет записи, тестировщик
не уверен в том, что данные действия
программы являются ошибочными, ошибка
показалась слишком незначительной,
тестировщик считает, что ошибку не будет
исправлена, тестировщика просили не
документировать больше подобные ошибки);
не выполнен запланированный тест
(отмечаются следующие причины этого:
тестовые материалы и записи плохо
организованы, тестировщику скучно
выполнять однотипные примеры, в одном
тесте объединено слишком много действий);
не описаны временные зависимости
появления ошибок;
слишком сложный тест (не позволяет
ошибку и добиться ее воспроизведения);
Ошибка выявлена и забыта.
Описываются ошибки использования
результатов тестирования. По-моему,
раздел следует объединить с предыдущим.
Выделяются подпункты:
не составлен итоговый отчет;
серьезная проблема не документирована
повторно;
не проверено исправление;
перед выпуском продукта не проанализирован
список нерешенных проблем.
Необходимо заметить, что изложенные в
2-х последних разделах ошибки тестирования
требуют для устранения средств
автоматизации тестирования и составления
отчетов. В идеальном случае, эти средства
должны быть проинтегрированы со
средствами и технологиями проектирования
ПО. Они должны стать важными инструментальными
средствами создания высококачественного
ПО. При разработке средств автоматизированного
тестирования следует избегать ошибок,
которые присущи любому ПО, поэтому нужно
потребовать, чтобы такие средства
обладали более высокими характеристиками
надежности, чем проверяемое с их помощью
ПО.
Что такое баги, ворнинги и исключения в программировании
Разбираемся, какие бывают типы ошибок в программировании и как с ними справляться.
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 =
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:
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
* s = ;
//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
* ( *) s = ;
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.
Компилятор C++ при этом может выдать ошибку сегментации, а не сообщение о переполнении стека:
Вот аналогичный код на языке C#:
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
a = INT_MAX + ;
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:
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.
Научитесь: Профессия Разработчик на C++ с нуля
Дефекты программного обеспечения можно обнаружить на каждом этапе разработки и тестирования продукта. Чтобы гарантировать исправление наиболее серьезных дефектов программного обеспечения, тестировщикам важно иметь хорошее представление о различных типах дефектов, которые могут возникнуть.
В этой статье мы обсудим самые распространенные типы ПО дефекты и способы их выявления.
Что такое дефект?
Дефект программного обеспечения — это ошибка, изъян, сбой или неисправность в компьютерной программе, из-за которой она выдает неправильный или неожиданный результат или ведет себя непреднамеренным образом. Программная ошибка возникает, когда фактические результаты не совпадают с ожидаемыми. Разработчики и программисты иногда допускают ошибки, которые создают ошибки, называемые дефектами. Большинство ошибок возникает из-за ошибок, которые допускают разработчики или программисты.
Обязательно прочтите: Разница между дефектом, ошибкой, ошибкой и сбоем