باگ یابی (Debugging) چیست؟ + مزیت های باگ یابی و نرم افزار های خودکار آن🟩

اشکال زدایی یا باگ یابی یافتن و رفع اشکال است، به عنوان مثال، خطاهای نرم افزار یا برنامه. هر نرم افزار یا محصولی که در حال توسعه است مراحل مختلفی را طی می کند – آزمایش، عیب یابی و نگهداری در یک محیط متفاوت. این نرم افزارها یا محصولات حاوی خطا یا اشکال هستند. برای توسعه نرم افزارهای بدون اشکال باید این باگ ها از نرم افزار حذف شوند. اشکال زدایی فرآیندی است که بسیاری از تسترهای نرم افزار برای یافتن و رفع آن باگ ها از آن استفاده می کنند. اشکال زدایی به یافتن اشکالات، تجزیه و تحلیل و رفع آنها اشاره دارد.

باگ یابی

این فرآیند زمانی اتفاق می افتد که نرم افزار به دلیل برخی خطاها از کار بیفتد یا یک کار ناخواسته را انجام دهد. اشکال زدایی ساده به نظر می رسد، اما یک کار پیچیده است، زیرا رفع تمام خطاها در هر مرحله اشکال زدایی ضروری است.

اشکال زدایی فرآیند مکان یابی و حذف اشتباهات کدنویسی در برنامه های کامپیوتری است. در فناوری اطلاعات و مهندسی، کلمه “باگ” مترادف کلمه “خطا” است. هدف از اشکال زدایی شناسایی و تصحیح علت اصلی یک خطا است.

اشکال زدایی نقش مهمی در فرآیند توسعه نرم افزار ایفا می کند و از قضا، آزمایش برای تعیین و از بین بردن وجود اشکالات می تواند به اندازه نوشتن کد زمان ببرد. فرآیند اشکال زدایی خود شامل شناسایی علت یک خطا و رفع آن است.

چرا به اشکال زدایی نیاز داریم؟

هر نرم‌افزار توسعه‌یافته قبل از انتشار یا ورود به بازار باید بدون اشکال باشد. از آنجایی که رقابت زیادی در بازار وجود دارد، هر سازمانی می خواهد در صدر باشد. این امکان وجود دارد که نرم افزار شما بدون اشکال باشد و مشتری از نرم افزار شما راضی باشد. اگر مشتری هنگام استفاده از نرم افزار خطایی پیدا نکند خوشحال می شود. برای خوشحال کردن مشتری، نرم افزار باید بدون اشکال باشد و با استفاده از فرآیند اشکال زدایی حل شود. به همین دلیل است که هر سازمانی باید قبل از انتشار آنها در بازار، اشکال زدایی را انجام دهد.

فرآیند اشکال زدایی

1. شناسایی خطا

شناسایی خطاها در مراحل اولیه می تواند زمان زیادی را ذخیره کند. اگر در شناسایی خطا مرتکب اشتباه شویم منجر به اتلاف وقت زیادی می شود. پیدا کردن خطا یا اشکالاتی که در سایت مشتری رخ می دهد، دشوار است. شناسایی خطای مناسب برای صرفه جویی در زمان و جلوگیری از خطا در سایت کاربر مهم است.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀» پزشکی قانونی دیجیتال

2. محل خطا را شناسایی کنید

پس از شناسایی یک خطا، باید مکان دقیقی را در کد شناسایی کنیم که در آن خطا رخ می دهد. شناسایی مکان دقیقی که منجر به خطا می شود می تواند به رفع سریعتر مشکل کمک کند.

3. تجزیه و تحلیل خطا

برای تجزیه و تحلیل خطا در این مرحله باید از یک رویکرد مناسب استفاده کنید. این به شما کمک می کند تا مشکل را درک کنید. این مرحله بسیار مهم است زیرا حل یک خطا ممکن است به خطای دیگری منجر شود.

باگ یابی یا دیباگینگ به همه نرم افزار ها کمک می کند که بهتر کار کنند

4. تجزیه و تحلیل را اثبات کنید

هنگامی که خطای شناسایی شده تجزیه و تحلیل شد، باید بر روی سایر خطاهای نرم افزار تمرکز کنید. این فرآیند شامل اتوماسیون تست است، که در آن شما باید موارد تست را از طریق چارچوب تست بنویسید.

5. پوشش جانبی آسیب

در این مرحله باید واحد تست تمامی کدهایی که در آن تغییرات ایجاد می کنید انجام دهید. اگر همه موارد آزمایشی آزمون را با موفقیت پشت سر بگذارند، می‌توانید به مرحله بعدی بروید یا باید مورد آزمایشی را که آزمون را قبول نمی‌کند حل کنید. رفع و تایید: این مرحله نهایی فرآیند اشکال زدایی است، که در آن باید تمام اشکالات را برطرف کنید و تمام اسکریپت های تست را آزمایش کنید.

مزایای باگ یابی

صرفه جویی در زمان:

انجام اشکال زدایی در مرحله اولیه باعث صرفه جویی در زمان توسعه دهندگان نرم افزار می شود زیرا آنها می توانند از استفاده از کدهای پیچیده در توسعه نرم افزار اجتناب کنند. این نه تنها در وقت توسعه دهندگان نرم افزار صرفه جویی می کند، بلکه در انرژی آنها نیز صرفه جویی می کند.

گزارش خطاها:

گزارش های خطا را بلافاصله به محض وقوع می دهد. این امکان تشخیص خطاها را در مراحل اولیه فراهم می‌کند و فرآیند توسعه نرم‌افزار را بدون استرس می‌کند.

تفسیرهای آسان:

با ارائه اطلاعات بیشتر در مورد ساختارهای داده، تفاسیر آسانی را ارائه می دهد

انتشار نرم‌افزار بدون اشکال:

با یافتن خطاها در نرم‌افزار، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا قبل از انتشار آن‌ها را برطرف کرده و نرم‌افزار بدون اشکال را در اختیار مشتریان قرار دهند.

ابزارهای مختلف اشکال زدایی

برای شناسایی و رفع اشکالات از ابزارهای مختلفی استفاده شده است. ابزارهای اشکال زدایی یک برنامه نرم افزاری است که برای تست و اشکال زدایی سایر برنامه های نرم افزاری استفاده می شود. بسیاری از ابزارهای دیباگ منبع باز مانند DBX و GDB در بازار موجود هستند. برخی از ابزارها در زیر ذکر شده است.

GDB (اشکال‌زدای گنو)
LLDB
Radare2
دیباگر مایکروسافت ویژوال استودیو
والگریند
WinDBg
دیباگر جاوا اسکریپت فایرفاکس
Eclipse debugger
بازوی DTT (Alinea DDT)
WDW (اشکال‌زدای OpenWatcom)

استراتژی های اشکال زدایی

در زیر استراتژی های مختلف به شرح زیر است:

1. استراتژی یادگیری

قبل از پیدا کردن یک اشکال در نرم افزار یا محصول، ضروری است که آن نرم افزار یا محصول را به دقت یاد بگیرید. زیرا بدون هیچ دانشی نمی توانید خطاها را پیدا کنید. اگر سیستم و نحوه عملکرد آن را به خوبی بشناسید، فقط می توانید باگ های آن نرم افزار را پیدا کنید.

2. تجربه

تجربه قبلی می تواند به شما در یافتن انواع مشابه باگ ها و همچنین راه حلی برای رفع اشکال کمک کند. بستگی به این دارد تجربه کارشناس فردی که چگونه می تواند اتوبوس را به سرعت پیدا کند.

3. تحلیل رو به جلو

تحلیل رو به جلو برنامه ها شامل ردیابی برنامه به جلو با استفاده از عبارات چاپی یا نقاط شکست در نقاط مختلف است. بیشتر مربوط به مکانی است که خروجی های اشتباه به دست می آید.

باگ یابی برعکس عمل هک کردن و تخریب یک نرم افزار است

4. تحلیل معکوس

تجزیه و تحلیل معکوس برنامه شامل برنامه ردیابی به عقب از محل وقوع خطا برای شناسایی منطقه کد معیوب است.

این موارد را در جلو بیشتر و بیشتر بررسی خواهیم کرد.

اشکال زدایی فرآیند مکان یابی و حذف اشتباهات کدنویسی در برنامه های کامپیوتری است. در فناوری اطلاعات و مهندسی، کلمه “باگ” مترادف کلمه “خطا” است. هدف از اشکال زدایی شناسایی و تصحیح علت اصلی یک خطا است.

اشکال زدایی نقش مهمی در فرآیند توسعه نرم افزار ایفا می کند و از قضا، آزمایش برای تعیین و از بین بردن وجود اشکالات می تواند به اندازه نوشتن کد زمان ببرد. فرآیند اشکال زدایی خود شامل شناسایی علت یک خطا و رفع آن است.

در طول فرآیند اشکال زدایی، که می تواند به صورت دستی یا خودکار از طریق ابزارهای اشکال زدایی نرم افزار انجام شود، مهندسان به دنبال موارد زیر خواهند بود:

خطاهای نحوی
غلط املایی
اشتباهات در منطق
خطاهای پیاده سازی

ابزارهای نرم‌افزار اشکال‌زدایی کد شامل پشتیبانی از کیت توسعه نرم‌افزار (SDK) برای زبان‌های برنامه‌نویسی خاص، توابع هشدار خطا و یک رابط کاربری (داشبورد) است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خطاهای خاص، اطلاعات بیشتری کسب کنند.

توضیح تخصصی تر باگ یابی

در فرآیند اشکال‌زدایی، برنامه‌های نرم‌افزاری کامل به‌طور منظم برای شناسایی و اصلاح مسائل کامپایل و اجرا می‌شوند. برنامه های نرم افزاری بزرگ که حاوی میلیون ها خط کد منبع هستند، به اجزای کوچک تقسیم می شوند. برای بهره وری، ابتدا هر جزء به طور جداگانه اشکال زدایی می شود و سپس برنامه به طور کلی. به طور کلی، روشی که اشکال زدایی کار می کند به استراتژی های تست جهانی که انتخاب شده اند بستگی دارد.

اهمیت اشکال زدایی

اشکال زدایی به عنوان بخشی اساسی از مدیریت کد و توسعه نرم افزار. کارشناسان اغلب در مورد اشکال‌زدایی به‌عنوان «افراد، فرآیندها و سیستم‌ها» صحبت می‌کنند که به رفع هر گونه مشکل در یک پایگاه کد موجود کمک می‌کند. یک مثال عالی برای این امر، ظهور شیوه‌های مدرن به نام «اشکال‌زدایی معکوس» است. در عصر devOps و توسعه نرم‌افزار چابک، اشکال‌زدایی معکوس شامل نظارت بر برنامه‌ها و ارائه داده‌ها به روش‌های خاص، به منظور خودکار کردن فرآیند اشکال‌زدایی است. قبلاً این کار توسط دانشمندان کامپیوتر منفرد در فرآیندی انجام می شد که اغلب شبیه به نوعی کارآگاهی فنی بود.

در زمان‌های قدیم، برنامه‌نویس‌ها پس از مشاهده برخی باگ‌های عملکردی در حین آزمایش، تیکت‌های فردی را ثبت می‌کردند، و سپس به عقب برگشتند و کد را به صورت دستی جست‌وجو کردند یا از اشکال‌زدایی‌های بدوی استفاده می‌کردند تا بفهمند چه اتفاقی می‌افتد. حتی برای یک تیم باتجربه هم غیرعادی نبود که برای مدتی «سرنگون» شود، چه به دلیل پیچیدگی کدی که این اشکال را ایجاد کرده است، یا به دلیل گریزان بودن باگ در آزمایش، یا هر دو.

در مقابل، سیستم‌های اشکال‌زدایی معکوس که شبیه طراحی ضبط‌کننده‌های پرواز در هواپیما هستند، برنامه‌ها را در زمان اجرا ردیابی می‌کنند، یا در غیر این صورت برنامه‌ها را نظارت می‌کنند تا اطلاعات مناسبی را ارائه دهند تا اشکال‌زدایی بیشتر به یک فرآیند خودکار تبدیل شود.

با انجام انواع بیشتری از مانیتورینگ پیچیده در زمان واقعی یا در حین استفاده از برنامه ها، ابزارهای اشکال زدایی معکوس جزئیات بیشتری را که دانشمندان کامپیوتر به طور سنتی مجبور به بررسی دستی می بودند، دریافت می کنند و به توسعه دهندگان کمک می کنند اولویت بندی کنند که کدام خطاها باید ابتدا مورد بررسی قرار گیرند.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀» لینکدین چیست

اشکال زدایی خودکار

ابزارهای اشکال زدایی خودکار می توانند به توسعه دهندگان کمک کنند تا رسیدگی به خطاها را ساده کرده و زمان رفع خطاهای تایپی و اشتباهات در نحو یا منطق را کاهش دهند.

این نوع ابزار تضمین کیفیت (QA) می‌تواند استثناها را در زمان وقوع آنها ثبت کند و داده‌های تشخیصی و زمینه‌ای را برای توسعه‌دهندگان فراهم کند تا رفع خطا را آسان‌تر کند. برخی از ابزارهای اشکال زدایی خودکار از الگوریتم های کدگذاری سخت استفاده می کنند در حالی که برخی دیگر از موتورهای یادگیری ماشین برای شناسایی انواع مختلف خطاها و الگوهای خطا استفاده می کنند.

هنگامی که تیم های توسعه از یکپارچه سازی مداوم و تحویل مداوم (CI/CD) استفاده می کنند، اشکال زدایی را می توان به طور خودکار در تست های واحد در طول فرآیند توسعه یا از طریق آزمایش های قناری که تغییرات کد را برای تعداد محدودی از کاربران نهایی در محیط تولید منتشر می کند، انجام داد.

تکامل باگ یابی در طول زمان

ابزارهای اشکال زدایی

Dalvik Debug Monitor Service (DDMS) یک ابزار باگ یابی است که در پلتفرم اندروید استفاده می شود. Dalvik Debug Monitor Service به صورت چند بخش دانلود می شود. برخی از خدمات ارائه شده توسط DDMS عبارتند از: حمل و نقل پورت، ضبط صفحه روی دستگاه، نظارت بر رشته و پشته روی دستگاه، و اطلاعات وضعیت رادیویی.

سرویس مانیتور باگ یابی Dalvik به توسعه دهندگان این امکان را می دهد تا اشکالات برنامه های اجرا شده بر روی شبیه ساز یا یک دستگاه اندروید واقعی را شناسایی کنند. به عنوان مثال، با استفاده از ویژگی LogCat DDMS، توسعه دهندگان می توانند پیام های گزارش مربوط به وضعیت برنامه و دستگاه را مشاهده کنند. LogCat می تواند شماره خط دقیقی را که در آن خطایی رخ داده است مشخص کند.

یکی دیگر از ویژگی های DDMS که به کنترل شبیه ساز معروف است، به توسعه دهندگان اجازه می دهد تا وضعیت ها و فعالیت های تلفن را شبیه سازی کنند. به عنوان مثال، می تواند انواع مختلفی از شبکه ها مانند GPRS، EDGE و UTMS را شبیه سازی کند که می توانند ویژگی های مختلف شبکه مانند سرعت و تاخیر را داشته باشند.

بیشتر بخوانید🚀🚀🚀🚀🚀🚀» برنامه های ذخیره سازی ابری

نکته:

جدا از ویژگی‌هایی که قبلاً ذکر شد، سرویس مانیتور باگ یابی Dalvik همچنین اطلاعات LogCat، پردازش و وضعیت رادیویی و همچنین جعل تماس‌های دریافتی، پیامک و داده‌های مکان را ارائه می‌دهد. این ابزار اشکال زدایی را می توان با افزودن افزونه ADT (ابزار توسعه اندروید) در Eclipse IDE ادغام کرد. در غیر این صورت، می توان از طریق خط فرمان به آن دسترسی داشت و به طور خودکار به هر شبیه ساز در حال اجرا متصل می شود.

سایر برنامه های رفع اشکال محبوب عبارتند از:

Chrome DevTools مجموعه ای از ابزارهای تألیف، باگ یابی و نمایه سازی است که در Google Chrome تعبیه شده است.

Fusion Reactor یک ابزار نظارت مستمر و اشکال زدایی زنده برای جاوا و ColdFusion است. این به مهندسان نرم افزار اجازه می دهد تا به فراخوانی های API و واحدهای کوچک کد بدون نیاز به کامپایل مداوم کد ارجاع دهند.

GDB (Debugger GNU) در خط فرمان اجرا می شود و می تواند برای اشکال زدایی برنامه های نوشته شده در C، C++، Fortran و Modula-a استفاده شود.

Disassembler تعاملی (IDA) به مهندسان نرم افزار اجازه می دهد تا کدهای قابل اجرا توسط ماشین را به زبان اسمبلی مهندسی معکوس کنند.

Lightrun یک دیباگر سمت سرور است که به توسعه دهندگان اجازه می دهد آزمایش ها و تشخیص ها را بر روی میکروسرویس ها، Kubernetes، Docker swarms و سرویس های وب آمازون انجام دهند.