Баг программы что это

Что такое баги, ворнинги и исключения в программировании

Разбираемся, какие бывают типы ошибок в программировании и как с ними справляться.

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.

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

Ошибки в программировании

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

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:

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:

Вот результат работы такого кода:

Баги в программах

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.

Исключения в программах

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.

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.

Как избежать всех этих ошибок

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.

Заключение

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

Если вы хотите научиться писать качественный код и находить в нём ошибки, вы можете записаться на наш курс по разработке на C++.

Источник

Типы багов: этимология и энтомология

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

Еще в 1878 году, Томас Альва Эдисон (да-да, тот самый!) в письмах к своему соратнику Пускасу писал: «It has been just so in all of my inventions. The first step is an intuition, and comes with a burst, then difficulties arise — this thing gives out and [it is] then that ‘Bugs’ — as such little faults and difficulties are called — show themselves and months of intense watching, study and labor are requisite before commercial success or failure is certainly reached». Тем же словом, инженеры называли и сбои радарной электроники во время второй Мировой Войны. Конечно, более распространена история о том, что в 1946 году разработка компьютера Марк-2 (Mark-II) были приостановлена из-за сбоя его функционирования, вызванного попаданием мотылька между контактов. Трупик мотылька был извлечен и приклеен к отчету липкой лентой с комментарием «First actual case of bug being found.» («Первый реальный случай нахождения жучка»). Как нетрудно догадаться, примерно оттуда же «растут уши» и слова «дебаггер» (debugger) – буквально «избавитель от жучков».

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник

Что такое «компьютерная баг» и откуда взялся этот термин

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

Баг- это непреднамеренная ошибка в компьютерном программном обеспечении

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

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

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

Почему мы называем их багами

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

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

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

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

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

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

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

Бабочка Грейс Хоппер

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

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

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

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

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

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

Источник

Что такое баги, ворнинги и исключения в программировании

[править] История

И здесь они тоже водятся

Впоследствии слово баг было перенято всеми хоть каким-то образом приобщенными к компьютерам людьми и его значение в каждом конкретном случае стало разным. Но понятие ашипки по-прежнему является обобщающим для всех этих значений, алсо, 9 сентября отмечается День тестировщика.

Видео

Игровые баги

Баги есть не только в программах, они довольно часто встречаются и в играх. Баг игры — это недоработка разработчиков, из-за которой игровой процесс идет не так, как задумывалось изначально. За всю историю гейм-индустрии выходило тысячи забагованных проектов. О самых известных и занимательных мы и поговорим в этом разделе.

Пожалуй, самым забагованным проектом за последние несколько лет можно назвать Assassin’s Creed: Unity. Проекты «Юбисофт» никогда не славились своей оптимизацией, но Unity — это настоящая энциклопедия багов. Порой персонажи находятся в очень странных и неестественных позах, проваливаются в текстурки, проходят через стены или же попросту зависают. Чего только стоит баг, который в считаные часы облетел весь интернет (у персонажей просто пропадали лица, из-за чего выглядели они довольно жутко). Даже сама «Юбисофт» признала свою ошибку, выпустила патч, который фиксит баги, и возместила покупателям ущерб.

Порой игроки воспринимают баги в качестве фичи, особенности игры. Так произошло с мегауспешной серией игр под названием Mortal Kombat. В первой части игры был баг, который перекрашивал Скорпиона (одного из основных персонажей игры) в красный цвет. При этом имя героя заменялось на сообщение об ошибке Error Macro. Игроки посчитали, что эта недоработка является задумкой разработчиков, а красный ниндзя — это дополнительный секретный персонаж. Эду Буну (создатель МК) понравилась данная затея, и в последующей части он добавил в игру этого героя под именем Эрмак (сокращение от той самой Error Macro).

Кто первым употребил слово «баг» в нынешнем значении слова?

Однако, как выяснилось, на самом деле данный термин куда старше XX столетия. Его можно встретить, например, в дневниках Томаса Эдисона. Так, в 1878 году он писал о том, что:

«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».

А в 1889 году во многих газетах появились сообщения о трудностях, которые испытывал Эдисон, тестируя свой новый фонограф. По словам самого изобретателя, он: «не спал две ночи подряд, пытаясь обнаружить баг». Далее в тексте говорилось о том, что этим багом было постоянное шуршание, возникающее через некоторое время после включения прибора. Любопытно, что именно тогда данный термин впервые попал в Оксфордский словарь английского языка, причем в качестве примера употребления приводилась та самая выдержка из газетной статьи. А в 1943 году это значение слова «баг» было приведено в словаре Вебстера, и опять-таки со ссылкой на Эдисона.

Впрочем, вряд ли данный смысл в слово «баг» вложил сам изобретатель. Согласно другим свидетельствам, его в то время вовсю использовали служащие различных телеграфных компаний. Поэтому точно сказать, когда же оно было введено в оборот, и кто конкретно это сделал, увы, не представляется возможным. Впрочем, не исключено, что таковых «новаторов» было несколько.

Происхождение термина

В оригинальном переводе bug (баг) – это жучок, применялся он для обозначения технических неполадок, не поддающихся выявлению на стадии написания кодов, в телеграфах и телефонах до момента ввода в эксплуатацию компьютеров.

Так, известный изобретатель Томас Эдисон еще в 1878 году говорил, что каждое его изобретение так или иначе было связано в багами. Создание устройств – это дело техники, но неизбежно каждое из них рано или поздно начинало отказываться работать. Тогда Эдисон и ввел понятие «жучков». По его словам баг – это мелкая трудность или ошибка, которую можно устранить только спустя долгое время и на основании результатов наблюдений, замеров и опытов.

Также термин «баги» применялся во времена Второй мировой войны. Тогда только военные знали, что такое баг, называя условно этим термином неполадки в работе радарной электроники.

В программировании баг – что это такое? Определение его впервые ввела Грейс Хоппер в 1946 году. В то время она работала над программированием вычислительной машины в Гарварде. Однако в какой-то момент работы устройство отказывалось реагировать и отключалось. Тогда Грейс решила отследить сбой изнутри машины. К ее удивлению, причиной ошибки в вычислениях стал мотылек, который застрял между контактами реле. Мотылек до сих пор хранится в техническом дневнике под скотчем под записью: «Первый действительный случай нахождения жука».

[править] Тестирование

Основная статья: Тестировщик

Для отлова багов в программах используют специально обученных охотников во все возможные дыры, называемых тестировщиками. Первой их задачей является сломать программу любыми средствами. У идеального тестировщика в вакууме на компьютере не работает ничего, потому что он всё сломал. У обычного тестера должна не работать только одна конкретная программа. Также является профитом, если тестер ломает мебель, бьёт стёкла и рвёт занавески. Пример.

Как известно, программисты очень сильно любят тестеров, поэтому тестер должен обладать разрядом по боксу для общения с особо неадекватными их представителями. А также тестер должен обладать рефлекторным умением посылать фаербол в ответ на заклинание «это фича».

Источник