Che cos’è un bug software?

Nell’informatica, in particolare nello sviluppo del software, i bug sono ospiti non invitati che possono compromettere in modo significativo le operazioni del software. Questi bug si nascondono all’interno delle righe di codice e possono causare inconvenienti cruciali, incidendo sulla sicurezza e sulla funzionalità del software. In questo articolo scopriremo di più sui bug software e sul loro effetto sui sistemi software.

Che cos’è un bug software?

Nello sviluppo del software, un bug è un difetto di un programma informatico che può causare errori non intenzionali o operativi. Questi errori possono andare da errori tipografici a problemi critici che possono mandare in tilt un sistema informatico.

L’origine del termine “bug”

Secondo una notizia non verificata, il termine “bug” nella tecnologia informatica ha avuto origine da un insetto (in inglese “bug”) trovato all’interno di un computer. L’aneddoto sarebbe avvenuto nel 1947 quando Grace Hopper, pioniera della programmazione informatica, trovò una falena intrappolata in un interruttore a relè. La falena aveva causato il malfunzionamento della macchina che stava azionando. Si dice che da quel momento il termine “bug” sia stato usato per descrivere qualsiasi tipo di errore o difetto in un sistema informatico.

Quali sono i tipi di bug software?

I bug software si presentano in diverse forme. Ecco alcuni dei tipi più comuni di bug:

• Errori di sintassi: Sono errori che violano le regole della grammatica di un linguaggio di programmazione. I compilatori o gli interpreti spesso li rilevano.
• Errori logici: Si verificano quando il codice di un programma è sintatticamente corretto, ma produce risultati errati a causa di una logica o di algoritmi difettosi.
• Errori semantici: Questi errori derivano da incomprensioni o interpretazioni errate del problema da risolvere. Possono dare origine a programmi che producono risultati inattesi o non voluti.
• Errori di runtime: Questi errori si verificano durante l’esecuzione di un programma e possono causare l’arresto del programma o produrre risultati errati. Tra gli esempi vi sono la divisione per zero, l’accesso alla memoria al di fuori dei limiti assegnati o il tentativo di utilizzare una variabile non inizializzata.

Qual è il ciclo di vita dei bug software?

I bug attraversano diverse fasi del loro ciclo di vita:

1. Scoperta: I bug vengono scoperti da un utente, da un tester dedicato alla ricerca di bug o dagli sviluppatori del software.
2. Segnalazione: Una volta scoperto un bug software, la successiva azione comune è la segnalazione della sua scoperta. L’utente, il tester o lo sviluppatore possono fare il reporting.
3. Assegnazione della priorità: Al bug software viene assegnata una priorità in base alla sua gravità e al suo impatto.
4. Indagine: Gli sviluppatori sono quindi incaricati di indagare sul bug software. In questo modo è possibile determinare la causa principale del bug e i passi successivi per eliminarlo e correggere gli effetti che potrebbe aver già causato.
5. Correzione: La correzione del bug software comporta la modifica del codice, assicurandosi che sia giusto per fare in modo che il bug venga corretto e non che non causi ulteriori problemi.
6. Test: Il codice corretto viene testato per verificare che il bug sia stato risolto e che non ne siano stati introdotti di nuovi.
7. Verifica: Questa è la parte in cui il bug software viene verificato per assicurarsi che sia stato corretto. I tester eseguono questo compito testando nuovamente le funzionalità interessate.
8. Risoluzione: Il bug software viene contrassegnato come risolto nel sistema di tracciamento dei bug, e il suo caso nel sistema viene chiuso.

Quali sono le cause dei bug software?

Diversi fattori causano la manifestazione dei bug. Eccone alcuni:

• Errore umano: Gli sviluppatori possono commettere errori durante la creazione del software. Durante la programmazione, il collaudo o l’integrazione di componenti software possono verificarsi errori che possono passare inosservati. Questi errori possono derivare da diversi fattori, come errori di comunicazione, sviste, problemi di abilità o errori di battitura molto piccoli, che portano a intoppi involontari nella funzionalità e nelle prestazioni. La complessità dei software moderni aumenta le possibilità di errore umano, soprattutto quando più team sono coinvolti nello sviluppo.
• Difetti di progettazione: I bug possono anche essere ricondotti a problemi nella progettazione iniziale dei software. Architetture mal concepite, una pianificazione inadeguata o la mancata considerazione della scalabilità e dell’usabilità future possono portare a debolezze del sistema. Questi difetti di progettazione possono non emergere immediatamente, ma possono diventare problemi significativi con l’evoluzione dei software o con l’aggiunta di nuove funzionalità.
• Fattori esterni: Anche gli elementi esterni possono causare bug software. Questi fattori possono includere malfunzionamenti dell’hardware, problemi di compatibilità con altri software o sistemi, modifiche alle API di terze parti o guasti di rete. Questi fattori esterni possono introdurre comportamenti inattesi o errori che influiscono sulle prestazioni e sull’affidabilità del software, anche se il codice è perfetto.

L’impatto dei bug software

I bug software possono colpire i sistemi informatici e l’impatto può essere da minimo a significativo. Ecco alcuni degli impatti più comuni dei bug:

• Perdita di fatturato. I bug possono avere implicazioni finanziarie significative per le organizzazioni e le aziende. La perdita di fatturato può derivare da fattori quali l’insoddisfazione dei clienti, il danno alla reputazione, lo spreco di risorse e di manodopera e altro ancora.
• Implicazioni per la sicurezza. I bug possono causare vulnerabilità che espongono i software o i sistemi a problemi di sicurezza e ad attacchi potenzialmente pericolosi. Queste vulnerabilità possono consentire agli aggressori di ottenere un accesso non autorizzato al sistema, con conseguente esecuzione di codici dannosi o furto di dati.
• Esperienza dell’utente. I bug possono avere un impatto anche sulle aziende e sulle organizzazioni, rendendo difficile l’esperienza degli utenti del sistema. Gli utenti affetti da bug possono anche lamentarsi e potenzialmente perdere fiducia nel sistema, con conseguente riduzione della soddisfazione degli utenti, dei tassi di fidelizzazione e dei danni alla reputazione dell’azienda.

Come prevenire i bug software?

Sebbene sia noto che i bug causino una pletora di problemi in un sistema, essi possono essere evitati adottando best practice come le seguenti:

1. Test e garanzia di qualità: I tester hanno il compito di esaminare un sistema o un software in fase di sviluppo. Sono in prima linea per individuare gli errori, in modo che gli sviluppatori possano affrontare e risolvere questi difetti. I tester impiegano diverse tecniche per applicare il processo:

• Test unitari: Il test delle unità è una strategia che prevede il collaudo di singoli componenti o funzioni in modo isolato per verificare che funzionino come previsto.
• Test di integrazione: Questo processo avviene dopo che le unità sono state verificate attraverso i test unitari. Ciò consente di verificare il funzionamento dei diversi moduli o componenti, di assicurare che l’interazione tra i componenti sia corretta e di scoprire i problemi che potrebbero verificarsi integrando elementi disparati dell’intero sistema.
• Test di sistema: Il test di sistema è un processo che riesce a superare i test di integrazione una volta che i componenti sono stati superati. Questo processo prevede il collaudo dell’intera applicazione software in un ambiente che riproduce fedelmente l’ambiente di produzione per verificare la funzionalità, le prestazioni e la sicurezza del software in condizioni reali.
• Test di accettazione: Gli utenti finali sono coinvolti nell’intero processo, in particolare nel test di accettazione, che è la fase finale. Questo processo può essere manuale o automatizzato e fornisce la conferma finale che il prodotto è pronto per essere utilizzato.

2. Strumenti e tecniche di debug: Gli strumenti di debug aiutano gli sviluppatori a individuare i codici che causano i bug, consentendo loro di determinare i passi successivi per risolvere i problemi. Ecco alcuni strumenti e approcci che possono aiutare gli sviluppatori a semplificare il processo di debug:

• Debugger: Strumenti come GDB e debugger integrati negli IDE sono fondamentali per individuare i bug. Gli sviluppatori usano comunemente questi strumenti per analizzare il loro codice riga per riga, verificando le variabili per vedere il flusso dell’esecuzione. In questo modo gli sviluppatori possono identificare dove le cose sono andate male.
• Revisioni del codice: Le peer review sono una tecnica di debugging che aiuta a individuare i problemi che gli strumenti automatici potrebbero non notare. Questo processo si concentra principalmente sulla leggibilità, sull’aderenza agli standard di programmazione e sul rilevamento precoce degli errori logici. I team utilizzano spesso strumenti come GitHub o GitLab per la revisione collaborativa del codice.
• Analisi statica del codice: Questo metodo prevede l’analisi del codice sorgente senza eseguirlo, utilizzando strumenti come SonarQube o ESLint per individuare potenziali problemi come vulnerabilità di sicurezza, codice inutilizzato o violazione degli standard di programmazione. Si tratta di un approccio proattivo per individuare tempestivamente i problemi.
• Logging e monitoraggio: La verifica dell’interazione del codice con le applicazioni (instrumentation) con relativo logging consente agli sviluppatori di acquisire dettagli sul comportamento delle applicazioni in produzione. Quando si verificano dei bug, i log possono aiutare a identificare dove e perché.
• Suite di test automatizzate: Implementare le tecniche di verifica una volta non è sufficiente. Ecco perché l’esecuzione regolare di test automatizzati aiuta a individuare regressioni o nuovi bug introdotti da recenti modifiche al codice.

3. Le best practice per la prevenzione dei bug software: L’impiego delle strategie più adatte consente agli sviluppatori di eliminare i bug software, attraverso l’adesione alle best practice di programmazione che permettono di ottenere un codice pulito e manutenibile. Ecco le linee guida principali per ridurre al minimo i bug:

• Scrivi codice pulito e modulare: Suddividere una funzionalità complessa in funzioni o moduli più piccoli e gestibili rende più facile la comprensione e la manutenzione. Il codice modulare è anche più facile da testare e debuggare.
• Segui gli standard di programmazione: L’adesione a una guida di stile coerente (per esempio, PEP8 per Python) garantisce la facilità di lettura, revisione e manutenzione del codice. Gli standard di programmazione riducono anche le possibilità di introdurre bug difficili da individuare, legati alla formattazione o alle convenzioni.
• Inserisci documentazione nel codice: Un codice con note chiare consente agli sviluppatori di comprendere lo scopo e la funzione delle diverse parti del sistema. Commenti e documentazione possono chiarire le intenzioni del programmatore, riducendo la probabilità di introdurre bug durante la manutenzione.
• Pratica la programmazione difensiva: Anticipare potenziali fallimenti o input non validi e programmare in modo difensivo aiuta a prevenire crash inattesi o bug. Questo include tecniche come la convalida degli input, la gestione corretta delle eccezioni e i null check.
• Refactoring regolare: Effettuare regolarmente un refactoring del codice ne migliora la struttura senza modificarne la funzionalità, rendendolo più facile da manutenere e meno soggetto a bug nel tempo. Un codice pulito e ben strutturato è intrinsecamente meno soggetto a errori nascosti.
• Utilizza il controllo delle versioni e le ramificazioni: L’uso di sistemi di controllo delle versioni come Git consente agli sviluppatori di tenere traccia delle modifiche, di riportare un codice problematico a uno stato precedente e di isolare le funzionalità sperimentali in rami separati. Questo aiuta a prevenire l’introduzione di bug nella base di codice principale.
• Integrazione continua (CI): Le pratiche di CI garantiscono che ogni modifica al codice venga testata e integrata frequentemente. Strumenti come Jenkins, CircleCI e Travis CI consentono agli sviluppatori di individuare tempestivamente i bug eseguendo test automatici su ogni commit.

Conclusioni

I bug sono inconvenienti nel software o nei sistemi che possono causare effetti indesiderati minimi, come problemi di poco conto, o problemi significativi come perdite di fatturato, vulnerabilità della sicurezza e altro ancora. In ogni caso i bug si possono prevenire applicando test rigorosi e controlli di qualità. È inoltre possibile intercettarli applicando le best practice di prevenzione dei bug software, che consentono agli sviluppatori di ridurre la probabilità che questi si verifichino per attenuarne l’impatto.