База знаний

Откуда берутся ошибки в ПО?

Почему бывает так, что программы работают неправильно? Все очень просто – они создаются и используются людьми. Если пользователь допустит ошибку, это может привести к проблеме в работе программы – она используется неправильно, а значит, может повести себя не так, как ожидалось.

Ошибка (error) – это действие человека, которое порождает неправильный результат.

Однако программы разрабатываются и создаются людьми, которые также могут допускать (и допускают) ошибки. Это значит, что недостатки есть и в самом программном обеспечении. Они называются дефектами или багами (оба обозначения равносильны). Здесь важно помнить, что программное обеспечение – нечто большее, чем просто код.

Дефект, Баг (Defect, Bug) – недостаток компонента или системы, который может привести к отказу определенной функциональности. Дефект, обнаруженный во время исполнения программы, может вызвать отказ отдельного компонента или всей системы.

При исполнении кода программы дефекты, заложенные еще во время его написания, могут проявиться: программа может не делать того, что должна или наоборот – делать то, чего не должна, – происходит сбой.

Сбой (failure) – несоответствие фактического результата (actualresult) работы компонента или системы ожидаемому результату (expectedresult).

Сбой в работе программы может являться индикатором наличия в ней дефекта.

Таким образом, баг существует при одновременном выполнении трех условий:

  • известен ожидаемый результат;
  • известен фактический результат;
  • фактический результат отличается от ожидаемого результата.

Важно понимать, что не все баги становятся причиной сбоев – некоторые из них могут никак себя не проявлять и оставаться незамеченными (или проявляться только при очень специфических обстоятельствах).

Причиной сбоев могут быть не только дефекты, но также и условия окружающей среды: например, радиация, электромагнитные поля или загрязнение также могут влиять на работу как программного, так и аппаратного обеспечения.

Всего существует несколько источников дефектов и, соответственно, сбоев:

  • ошибки в спецификации, дизайне или реализации программной системы;
  • ошибки использования системы;
  • неблагоприятные условия окружающей среды;
  • умышленное причинение вреда;
  • потенциальные последствия предыдущих ошибок, условий или умышленных действий.

Дефекты могут возникать на разных уровнях, и от того, будут ли они исправлены и когда, будет напрямую зависеть качество системы.

Качество (Quality) – степень, в которой совокупность присущих характеристик соответствует требованиям.

Качество программного обеспечения (Software Quality) – это совокупность характеристик программного обеспечения, отражающих его способность удовлетворять установленные и предполагаемые потребности.

Требование (Requirement) – потребность или ожидание, которое установлено. Обычно предполагается или является обязательным.

scheme

В первом случае все было сделано правильно и мы получили продукт, полностью соответствующий ожиданиям заказчика и удовлетворяющий критериям качества.

Во втором случае ошибки были допущены уже при кодировании, что привело к появлению дефектов в готовом продукте. Но на этом уровне баги достаточно легко обнаружить и исправить, поскольку мы видим несоответствие требованиям.

Третий вариант хуже – здесь ошибки были допущены на этапе проектирования системы. Заметить это можно лишь проведя тщательную сверку со спецификацией. Исправить такие дефекты тоже непросто – нужно заново перерабатывать дизайн продукта.

В четвертом случае дефекты были заложены еще на этапе формирования требований; вся дальнейшая разработка и даже тестирование пошли по изначально неправильному пути. Во время тестирования мы не найдем багов – программа пройдет все тесты, но может быть забракована заказчиком.

Условно, можно выделить пять причин появления дефектов в программном коде.

  1. Недостаток или отсутствие общения в команде. Зачастую, бизнес требования просто не доходят до команды разработки. У заказчика есть понимание того, каким он хочет видеть готовый продукт, но если должным образом не объяснить его идею разработчикам и тестировщикам, результат может оказаться не таким, как предполагалось. Требования должны быть доступны и понятны всем участникам процесса разработки ПО.
  2. Сложность программного обеспечения. Современное ПО состоит из множества компонентов, которые объединяются в сложные программные системы. Многопоточные приложения, клиент-серверная и распределенная архитектура, многоуровневые базы данных – программы становятся все сложнее в написании и поддержке, и тем труднее становится работа программистов. А чем труднее работа, тем больше ошибок может допустить исполняющий ее человек.
  3. Изменения требований. Даже незначительные изменения требований на поздних этапах разработки требуют большого объема работ по внесению изменений в систему. Меняется дизайн и архитектура приложения, что, в свою очередь, требует внесения изменений в исходный код и принципы взаимодействия программных модулей. Такие текущие изменения зачастую становятся источником трудноуловимых дефектов. Тем не менее, часто меняющиеся требования в современном бизнесе – скорее правило, чем исключение, поэтому непрерывное тестирование и контроль рисков в таких условиях – прямая обязанность специалистов отдела обеспечения качества.
  4. Плохо документированный код. Сложно поддерживать и изменять плохо написанный и слабо документированный программный код. Во многих компаниях существуют специальные правила по написанию и документированию кода программистами. Хотя на практике часто бывает так, что разработчики вынуждены писать программы в первую очередь быстро и это сказывается на качестве продукта.
  5. Средства разработки ПО. Средства визуализации, библиотеки, компиляторы, генераторы скриптов и другие вспомогательные инструменты разработки – это тоже зачастую плохо работающие и слабо документированные программы, которые могут стать источником дефектов в готовом продукте.