Программная ошибка

Запись в тех.журнале

В значении «неуловимой технической ошибки» слово «жучок» (англ. bug) употреблялось задолго до появления компьютеров персоналом телеграфных и телефонных компаний в отношении неполадок с электрооборудованием и радиотехникой. В 1878 году Томас Эдисон писал[1]:

«Так было со всеми моими изобретениями. Первый шаг — интуиция, которая приходит как вспышка, затем возникают трудности — устройство отказывается работать, и именно тогда проявляются «жучки» — как называют эти мелкие ошибки и трудности — и требуются месяцы пристального наблюдения, исследований и усилий, прежде чем дело дойдёт до коммерческого успеха или неудачи».

Оригинальный текст (англ.)[показатьскрыть]

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.

Во время Второй мировой войны словом bugs именовали проблемы с радарной электроникой.

По одной из версий, в отношении программной ошибки этот термин впервые был применен 9 сентября 1947 года[2] Грейс Хоппер, которая работала в Гарвардском университете с вычислительной машиной Harvard Mark II. Проследив возникшую ошибку в работе программы до электромеханического реле машины, она нашла между замкнувшими контактами сгоревшего мотылька. Извлечённое насекомое было вклеено скотчем в технический дневник с сопроводительной иронической надписью: «Первый реальный случай обнаружения жучка» (англ. First actual case of bug being found)[3].

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.

По важности:

• Критические (иногда showstoppers) — лишающие программу всей полезности;
• Серьёзные;
• Незначительные;
• Косметические.

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 (например, некорректная обработка пустой строки или максимального числового значения);
• Ошибки вычислений;
• Ошибки управления потоками;
• Ошибки обработки или интерпретации данных;
• При состоянии гонки;
• Повышение нагрузки;
• Ошибки контроля версии и идентификаторов;
• Ошибки тестирования.

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.

Для отладки программы (англ. debugging) разработчиками ПО используются специальные программы-отладчики (англ. debugger). Например, в операционной системе Windows можно использовать программу WinDbg из пакета Microsoft Debugging Tools for Windows. Для GNU/Linux и ряда других UNIX-подобных операционных систем существует отладчик GDB (GNU Debugger).

Основная масса ошибок обычно отлаживается на этапе компиляции и тестирования программы. Однако некоторая часть ошибок всё же попадает в публикуемую версию и проявляется на компьютерах конечных пользователей в процессе эксплуатации ПО. Для повышения качества программного обеспечения пользуются специальными программами, цель которых — отловить ошибку в целевом приложении, собрать необходимую информацию об её симптомах и отправить отчёт по интернету к разработчикам данного ПО.

Например, в операционную систему Windows встроена утилита Dr. Watson, которая по умолчанию отлавливает ошибки в приложениях пользователя и отправляет отчёт на специальный Сервер компании Microsoft. Также в качестве примера можно привести аналогичные библиотеки Breakpad[4] и CrashRpt[5].

• Авария ракеты-носителя «Ариан-5» (4 июня 1996) — пример одной из самых дорогостоящих компьютерных ошибок в истории.
• Ошибки в программном обеспечении медицинского ускорителя Therac-25 привели к превышению доз облучения нескольких людей.
• Финансовая организация Knight Capital Group потеряла 440 миллионов долларов за 45 минут из-за ошибки в программе высокочастотного трейдинга[6].

• Отладка программы
• Отчет об ошибке
• Система отслеживания ошибок
• Типобезопасность
• Формальная верификация
• GIGO

• Уязвимости в исходных кодах, «Компьютерная газета». Продолжение: Уязвимости в исходных кодах. Перепечатка: 1 часть (недоступная ссылка), 2 часть (недоступная ссылка).
• 10 худших ошибок в программировании в истории человечества
• 2010 CWE/SANS Top 25 Most Dangerous Software Errors частичный перевод на русский 25 самых опасных ошибок при создании программ
• Ошибки, обнаруженные в Open Source проектах разработчиками PVS-Studio с помощью статического анализа. Можно найти полезные примеры при подготовки статей и презентаций.