باگ چیست و چه روش هایی برای رفع باگ وجود دارد؟

باگ چیست؟ در سریال «آقای ربات» (Mr. Robot)، شخصیت اصلی سریال یک هکر است که از باگ‌های موجود در سیستم‌های کامپیوتری برای انجام فعالیت‌های غیرقانونی و هک کردن استفاده می‌کند. باگ یک اشتباه یا اختلال کوچک در سیستم یا نرم‌افزار است که موجب اختلال در عملکرد می‌شود. در این مقاله از آموزش برنامه نویسی، به‌طور کامل مفهوم باگ، انواع و روش‌های برطرف کردن آن را بررسی خواهیم کرد.

باگ‌ چیست؟ دشمنان بدقلقِ پشت پرده

باگ نرم‌‌افزاری (Error bug) به هر نوع خطا یا نقص در یک برنامه کامپیوتری گفته می‌شود که باعث می‌شود برنامه به‌درستی کار نکند. این باگ‌ها به دلایل مختلفی ایجاد می‌شوند، از جمله:

1- اشکالات نرم‌افزاری: گاهی اوقات، یک کد به درستی نوشته نمی‌شود و این می‌تواند باعث بروز مشکلات شود.

2- طراحی نادرست: اگر برنامه به‌درستی طراحی نشده باشد، ممکن است در شرایط خاصی دچار مشکل شود.

3- تداخل با سایر برنامه‌ها: گاهی اوقات، برنامه‌ها با هم تداخل دارند و این تداخل می‌تواند زمینه‌ساز بروز باگ‌ها شود.

انواع باگ نرم‌افزاری و راه‌های رفع آن

باگ‌های نرم‌افزاری ممکن است تجربه کاربری را تحت تاثیر قرار دهند و عملکرد برنامه‌ها را مختل کنند. البته شناخت انواع باگ‌ها و راه‌های رفع آن‌ها به بهبود کیفیت نرم‌افزار کمک می‌کند. اجازه دهید نگاهی به موضوع انواع باگ بیندازیم:

1.باگ‌های عملکردی (Functional Bugs)

این باگ‌ها بر عملکرد اصلی برنامه تاثیر می‌گذارند و باعث رفتارهای غیرمنتظره مثل کرش کردن برنامه یا عدم پاسخگویی ویژگی‌ها می‌شوند؛ برای مثال ممکن است یک ماشین‌حساب در محاسبه ۲+۲ رقم ۵ را نشان‌تان دهد. حتی زمانی‌ که دکمه‌ای را فشار می‌دهید اما اتفاقی نمی‌افتد، سیستم‌تان دچار یک باگ عملکردی شده‌است.

نحوه رفع باگ (دیباگینگ)

1- تست دقیق: قبل از انتشار برنامه، می‌بایست تمام ویژگی‌ها و عملکردها را به‌دقت تست کنید.

2- بازبینی کد: کدهای نوشته‌شده باید توسط تیم‌های مختلف بازبینی شوند تا اشتباهات احتمالی را پیش‌بینی کنید.

2. باگ‌های منطقی (Logical Bugs)

تا به‌حال برایتان پیش‌ آمده در یک فروشگاه آنلاین روی دکمه‌ای مثل سبد خرید کلیک کنید و به جای آن به صفحه حساب کاربری منتقل شوید؟ این نوع، باگ منطقی است. باگ منطقی مثل جاسوس‌های مخفی در دل برنامه هستند و زمانی رخ می‌دهند که کد نوشته‌شده نتایج یا رفتارهای مورد انتظار را رقم نزد.

راهکار رفع باگ

تست واحد (Unit Testing): تست‌ نرم‌افزاری برای عیب‌یابی نرم‌افزار که بخش‌های مختلف کد را به‌صورت جداگانه بررسی می‌کنند.

3. باگ‌های جریان کاری (Workflow Bugs)

باگ جریان کاری شبیه گره وسط نخ‌وسوزن است. این مدل باگ، جریان کارتان را کند می‌کند. مثلا زمانی که روی گزینه‌ای کلیک می‌کنید، انگار نه انگار و بدون هیچ واکنشی اعصاب‌تان را به‌هم می‌ریزد.

راهکار رفع باگ

1- تست کامل جریان‌های کاری و اطمینان از این‌که هر مرحله به‌درستی انجام می‌شود.

2- استفاده از ابزارهای مانیتورینگ: ابزارهایی که می‌توانند عملکرد برنامه را در زمان واقعی مانیتور کنند و نقاط ضعف را شناسایی کنند.

4. باگ‌های سطح واحد (Unit Level Bugs)

این باگ‌ها در کوچکترین واحدهای قابل تست یک سیستم نرم‌افزاری رخ می‌دهند، مانند مشکلات برنامه‌نویسی توابع، متدها یا کلاس‌ها.

راهکار دیباگ

استفاده از تست‌های واحد برای شناسایی و رفع این باگ‌ها در مراحل اولیه توسعه.

5. باگ‌های یکپارچه‌سازی سطح سیستم (System-Level Integration Bugs)

این باگ‌ها زمانی رخ می‌دهند که اجزای مختلف یک سیستم نتوانند به‌درستی با هم کار کنند. دقیقا حالتی مشابه زمانی که قسمت‌های مختلف یک نرم‌افزار را گروه‌های مختلف ساخته باشند و ترکیب کار نتیجه درستی از آب درنیاید.

راهکار دیباگ

انجام تست‌های یکپارچه‌سازی برای اطمینان از هماهنگی بین اجزای مختلف سیستم.

6. باگ‌های خارج از محدوده (Out of Bound Bugs)

تصور کنید قصد دارید یک قرار ملاقات آنلاین تنظیم کنید. در صفحه انتخاب تاریخ اشتباهی یک روز قبل از امروز را انتخاب می‌کنید. بعد متوجه می‌شوید قرارتان برای دیروز ثبت شده‌است؛ این یعنی برنامه از محدوده تاریخ مجاز خارج شده و یک باگ خارج از محدوده، باعث آن شده‌است. این باگ‌ها زمانی رخ می‌دهند که محاسبات منطقی یا ریاضی از محدوده‌های مجاز فراتر بروند.

راهکار رفع باگ

بررسی دقیق محدوده‌ها و استفاده از تست‌های محدوده برای جلوگیری از این باگ‌ها.

7. باگ‌های امنیتی (Security Bugs)

این باگ‌ها نقاط ضعف یا نقص‌هایی هستند که توسط مهاجمان برای دسترسی غیرمجاز، سرقت اطلاعات حساس یا ایجاد اختلال در خدمات استفاده می‌شوند.

1- استفاده از ابزارهای امنیتی: ابزارهای مختلفی وجود دارند که می‌توانند نقاط ضعف امنیتی را شناسایی کنند.

2- به‌روزرسانی مداوم: برنامه‌ها باید به‌صورت مداوم به‌روزرسانی‌های امنیتی دریافت کنند تا از حملات جدید جلوگیری شود.

جدول مقایسه انواع باگ‌ها و راه‌های رفع آن‌ها

راه‌حل	توضیح	نوع باگ
انجام تست‌های عملکردی دقیق	تأثیر بر عملکرد اصلی برنامه	باگ‌های عملکردی
بررسی منطق کد و استفاده از تست‌های واحد	نتایج یا رفتارهای غیرمنتظره	باگ‌های منطقی
تست کامل جریان‌های کاری	مشکلات در فرایندهای جریان کاری	باگ‌های جریان کاری
استفاده از تست‌های واحد	مشکلات در کوچکترین واحدهای کد	باگ‌های سطح واحد
انجام تست‌های یکپارچه‌سازی	مشکلات در هماهنگی اجزای سیستم	باگ‌های یکپارچه‌سازی سطح سیستم
بررسی محدوده‌ها و استفاده از تست‌های محدوده	محاسبات فراتر از محدوده‌های مجاز	باگ‌های خارج از محدوده
انجام تست‌های امنیتی و استفاده از روش‌های امنیتی	نقاط ضعف امنیتی	باگ‌های امنیتی

با شناخت انواع مختلف باگ‌های نرم‌افزاری و راه‌های رفع آن‌ها، می‌توانید برنامه‌های خود را با کیفیت بالاتر و کارایی بیشتر توسعه دهید. در بخش بعدی خواهیم گفت چگونه این خطاهای موذیانه را پیدا کنید.

چگونه باگ‌های نرم‌افزاری را شناسایی کنیم؟

پیدا کردن باگ‌های نرم‌افزاری ممکن است کار سختی باشد، اما با روش درست می‌توانید این کار را انجام دهید. برای پیدا کردن باگ‌ها، مراحل زیر را دنبال کنید:

جست‌وجو در ویژگی‌های نرم‌افزار

هر ویژگی نرم‌افزاری را امتحان و بررسی کنید که درست کار کند؛ برای مثال اگر ویژگی ورود به سیستم نرم‌افزاری را بررسی می‌کنید، باید مراحل ورود و خروج را به‌طور کامل طی کرده و بررسی کنید که اطلاعات درست ذخیره و اعتبارسنجی شود.

بررسی دقیق رابط کاربری

تمام منو‌ها، دکمه‌ها و صفحه‌ها را نگاه کنید. بررسی کنید چیزی غیرعادی یا اشتباه وجود نداشته باشد؛ برای مثال اگر قصد خرید و عرضه لباس از سایت یا اینستگرام را دارید، مطمئن باشید در صفحه موردنظر همه چیز به‌درستی کار کند.

ایجاد برنامه تست

سناریوهای مختلفی برای کارکردهای نرم‌افزار در نظر بگیرید و هر کدام را کامل تست کنید؛ برای مثال، برای تست کردن فرایند ثبت‌نام باید یک برنامه تست طراحی کنید که شامل ثبت‌نام کاربر، خروج از سیستم، دوباره ورود و بررسی صحت اطلاعات ورود باشد.

استفاده از ابزارهای خودکارسازی

اجرای اسکریپت‌های خودکارسازی و بررسی خروجی‌ها به پیدا کردن باگ‌ها کمک زیادی خواهد کرد. برای این کار باید از ابزار خودکارسازی مناسبی استفاده کنید. با انجام این مراحل، می‌توانید خیلی از باگ‌های نرم‌افزار را پیدا کنید.

نکته: برای پیدا کردن باگ‌های بیشتر، می‌توانید از روش‌های تست تخصصی‌تر مثل تست عملکرد، تست امنیت و تست سازگاری هم استفاده کنید.

چه نرم‌افزار‌هایی برای تست و تشخیص باگ‌ مناسب است؟

برای تست و تشخیص باگ‌ها در نرم‌افزار، ابزارهای متعددی وجود دارند که می‌توانند به شما کمک کنند تا باگ‌ها را به‌سرعت شناسایی و رفع کنید. در اینجا چند نمونه از ابزارهای دیباگینگ را معرفی کرده‌ایم:

Selenium

1- مناسب برای تست‌های عملکردی و رابط کاربری.

2- یک ابزار تست خودکار برای برنامه‌های وب است و به شما امکان می‌دهد تست‌های مرورگر را بنویسید و اجرا کنید.

JUnit

1- یک فریم‌ورک تست واحد برای زبان برنامه‌نویسی جاوا.

2- به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا تست‌های خودکار برای کدهای جاوا بنویسند و اجرا کنند.

BrowserStack

1- مناسب برای تست سازگاری وب‌سایت با دستگاه‌های مختلف.

2- یک ابزار تست متقابل مرورگر که به شما امکان می‌دهد وب‌سایت خود را روی دستگاه‌ها و مرورگرهای واقعی مختلف آزمایش کنید.

GTmetrix

1- ابزاری برای ارزیابی سرعت و عملکرد وب‌سایت.

2- این ابزار به شما کمک می‌کند تا باگ‌های مرتبط با سرعت بارگذاری و عملکرد وب‌سایت را شناسایی کنید.

SonarQube

1- مناسب برای آنالیز استاتیک کد و بهبود کیفیت کد.

2- یک پلتفرم برای بررسی کیفیت کد که به شما کمک می‌کند تا باگ‌ها، آسیب‌پذیری‌ها و مشکلات کد را شناسایی کنید.

Invicti

1- مناسب برای تست امنیتی و شناسایی آسیب‌پذیری‌ها

2- یک ابزار تست نفوذ امنیتی که برای شناسایی نقاط ضعف امنیتی در وب‌سایت‌ها و سرورها استفاده می‌شود.

راهکارهای پیشگیری از باگ نرم‌افزاری

برای جلوگیری از بروز و رفع باگ در نرم‌افزار، نیاز داریم از ابتدا تا انتهای فرایند توسعه، برنامه‌ریزی دقیق داشته باشیم.

تعریف دقیق نیازمندی‌ها

اولین قدم، مشخص کردن دقیق و کامل نیازمندی‌های نرم‌افزار است. وقتی توسعه‌دهنده‌ها بدون ابهام بدانند که نرم‌افزار قرار است چه کاری انجام دهد، احتمال بروز اشتباه کمتر می‌شود.

برنامه‌ریزی و طراحی جامع

با برنامه‌ریزی و طراحی خوب، می‌توانید مشکلات احتمالی را از قبل پیش‌بینی کنید و راه‌حل‌های قابل اعتماد و انعطاف‌پذیر ارائه دهید.

کدنویسی استاندارد

استفاده از روش‌های استاندارد کدنویسی مثل تقسیم‌بندی کد به بخش‌های کوچک، نوشتن توضیحات مناسب و استفاده از نام‌گذاری استاندارد، باعث می‌شود کدها راحت‌تر خوانده و نگهداری شوند و احتمال خطا کمتر می‌شود.

تست‌های دقیق

آزمایش کردن نرم‌افزار در مراحل مختلف توسعه، از جمله تست واحد و تست یکپارچه‌سازی، کمک می‌کند تا باگ‌ها زودتر پیدا شوند و بتوانید راحت‌تر آن‌ها را برطرف کنید.

یکپارچه‌سازی و استقرار مداوم

با ادغام کردن کدها به‌صورت مرتب و انجام تست‌های خودکار، می‌توانیم باگ‌ها را سریع‌تر پیدا و رفع کنیم.

کار گروهی و بازبینی کد

کار کردن به‌صورت گروهی، بازبینی کدهای همکاران و اشتراک‌گذاری اطلاعات، باعث می‌شود کیفیت کلی کدها بهتر شود و تعداد باگ‌ها کم‌تر شود.

نظارت و گزارش‌گیری پس از انتشار

با بررسی نرم‌افزار بعد از انتشار و رسیدگی سریع به مشکلات احتمالی، می‌توانید از عملکرد پایدار و مطمئن نرم‌افزار مطمئن شوید.

جمع‌بندی

باگ چیست؟ پاسخ این سوال را به‌طور کامل در مقاله بررسی کردیم. تست کردن باگ بخشی مهم در فرایند ساخت نرم‌افزار محسوب می‌شود. این فرایند کمک می‌کند تا مطمئن شوید نرم‌افزار قبل از انتشار به‌طور کامل بررسی شده‌است. پیدا کردن و رفع باگ‌ها در طول ساخت نرم‌افزار اهمیت ویژه‌ای دارد. با شناخت بهتر باگ‌های رایج، برنامه‌نویسان می‌توانند از بروز مشکل جلوگیری کنند و کیفیت نرم‌افزار را بالا ببرند.

سوالات متداول

آیا باگ فقط برای نرم‌افزار است؟ سخت‌افزار چطور؟

باگ فقط محدود به نرم‌افزار نیست و در سخت‌افزار نیز می‌تواند رخ دهد. در واقع، هم نرم‌افزار و هم سخت‌افزار می‌توانند دچار باگ یا اشکال شوند.

باگ ویروس یا بدافزار است؟

خیر، باگ ویروس یا بدافزار نیست. باگ یک نقص یا خطا در کد نرم‌افزار است که باعث عملکرد نادرست می‌شود. ویروس و بدافزارها برنامه‌های مخربی هستند که به‌طور عمدی برای آسیب رساندن یا دسترسی غیرمجاز به سیستم‌ها طراحی شده‌اند.