プログラミングを理解している人なら、「デバッグ」という言葉を見たり聞いたりしたことがあるはずです。 これは通常、コンピュータープログラミングで実行されるプロセスです。 プログラマ デバッガは問題を特定し、問題を修正するか、回避策を探します。

ソフトウェア エンジニアや開発者は、プログラム内のエラーを検出して修正するのに役立つデバッグに依存することがよくあります。 これは、プログラムに対するエラーの影響を判断するテストに似ています。 ただし、デバッグとテストには違いがあります。 デバッグは、プログラムが誤動作する原因を特定するのに役立ちます。

プログラマデバッガとは何ですか?

プログラマ デバッガはテストを行い、バグ、つまりプログラム内のエラーを検出します。 このソフトウェア プログラムは通常、プログラムのテストを実行してバグを検出するためにプログラマーによって組み込まれます。 プログラマ デバッガは、実行を一定レベルで制御するためにプログラムを実行する代わりに、命令セット スティミュレータを統合できます。

したがって、デバッガは特定の条件に基づいてプログラムを停止します。 シミュレータはデバッガの実行速度を低下させる可能性があります。 ほとんどのデバッガは、プログラムを一度に 1 ステップずつ実行できます。 また、一部のプログラムは実行中に状態が変更される可能性があります。 デバッガーを使用すると、アプリケーションの実行状態とデータを表示できます。

プログラマ デバッガは、ユーザーがプログラムの流れ、変数の作成、行われた計算、および各変数に格納されたデータを判断するのに役立ちます。 デバッガーを使用すると、別のプログラムを簡単に表示して、間違ったコードを検出できます。 デバッガーを使用すると、プログラム内のセマンティック エラーを検出できます。 デバッガーは使用するのが少し難しい場合がありますが、プログラムを完璧にするために必要な時間を最小限に抑えるのに役立ちます。

デバッグとは何ですか?

デバッグは、プログラムまたは Web サイト内のエラーを検出して修正することを伴うコンピューター プログラミングの手順です。 これらのエラーは、私たちがバグとして知っているものです。 バグの背後にある理由を特定するのは非常に難しい場合があります。 また、バグを修正するか、将来そのようなことが起こらないようにするための戦略を立てる必要があります。

デバッグは、プログラマーがプログラムまたはソフトウェアの誤動作の原因を特定するのに役立つ重要なプロセスです。 新しいソフトウェア プログラムで同じコーディング標準を使用すると、バグが発生する可能性があります。 新しく開発したプログラムのデバッグは、プログラムの作成に比べて時間がかかることがあります。

デバッグ プロセスには多くの手順が含まれます。 多くのモジュールが密結合している場合、デバッグの実行がより困難になることがあります。 この場合、モジュールの変更により、別のモジュールでさらなるバグが発生する可能性があります。

デバッグプロセスにおける重要な用語

デバッグ プロセス中に頻繁に使用されるいくつかの一般的な用語に慣れる必要があります。 これらには次のものが含まれます。

プログラマ デバッガ: デバッガとも呼ばれるこのツールは、バグが発生している領域を特定し、修正します。 かなりの数のソフトウェア ツールにはデバッグ ツールが備わっています。

Complier: このソフトウェアは、プログラムを簡単にデバッグできる形式にコーディング言語を翻訳するのに役立ちます。 また、いくつかのエラーを検出し、それらのエラーを修正するための解決策を提供します。 ただし、エラーに対処するにはデバッグ ツールが必要です。

例外: これにより、プログラム内のコードの流れが変わります。 この問題は、プログラム内に存在しないファイルを開こうとしたときに発生する可能性があります。 場合によっては、例外を処理できることがあります。 ただし、プログラムが例外によって中断された場合は、デバッグを開始する必要があります。

ブレークポイント: ブレークポイントは、デバッグ中に発生するいくつかのイベントを調査するのに役立ちます。 このようなイベントの例は例外です。 ブレークポイントを使用すると、以前にエラーが発生したセクションでコードの実行を停止できます。

値: 変数を作成した後に変数に割り当てられる名前を表します。 たとえば、「情報の確認」は、数値に割り当てた値である可能性があります。

アプリケーション プログラミング インターフェイス (API): API を利用して、1 つのプログラムでさまざまなコーディング言語を実行できます。 たとえば、ユーザーは API に基づいて別のアカウントを使用して Web サイトにログインできます。

出力：プログラムをコンパイラで実行し、作成されたコード化されたデータです。

入力: 特定の機能を単純に実行するようにプログラムに命令を与えるコーディング言語です。

デバッグプロセスの手順
デバッグ プロセス中に実行する必要がある特定の手順があります。

エラーの検出

エラーの検出は、早い段階で行うと時間を節約できます。 エラーの検出が不十分だと時間が無駄になる可能性があります。 場合によっては、ユーザーが報告した運用上のエラーを解釈するのが難しい場合があります。 したがって、実際のエラーを検出することが重要です。

エラーの場所を特定する

これは、エラーが発生した正確な場所を特定する必要があることを意味します。 これはエラーを修正するのに役立ちます。 この手順では、エラーを分析するのではなく、エラーの場所を知ることに注意を払う必要があります。

エラーを分析する

エラーの場所を特定したら、エラーを分析する必要があります。 これは、そもそもエラーが発生した理由を理解するのに役立ちます。

分析を証明する

主要なエラーを分析した後、発生する可能性の高いさらに多くのエラーを検出することが重要です。 このステップでは、テスト フレームワークを介してテスト ケースを作成します。

横方向のダメージをカバー

ここでは、いくつかの変更が加えられるコードの単体テストを実行する必要があります。

エラーを修正する

最後のステップは、エラーを修正してプログラムをテストすることです。

デバッグエラーの種類

デバッグ プロセス中に、いくつかの一般的なエラーが発生することがあります。 これらのエラーには次のようなものがあります。

論理エラー

これらはコードのアルゴリズムで発生する問題です。 ロジック エラーは、プログラムのコードが予期しない出力を生成したり、プログラムの動作を停止したりするときに発生します。 デバッグ ツールは、これらのエラーの解決に役立ちます。 このツールは、問題の原因となっている変数をチェックします。

構文エラー

基本的に、これらはコード行の文法上の混乱です。 たとえば、余分なピリオドが原因で構文エラーが発生する可能性があります。 このエラーはコンパイラによって識別できます。 コンパイラは、コード内のエラーの場所とその解決方法に関する通知メッセージを画面に送信します。 このエラーを修正するには、プログラマ デバッガが使用されます。

インターフェースエラー

これらのエラーは、アプリケーション プログラミング インターフェイス (API) での切断によって発生します。 これらは API のコーディング言語が原因で発生します。 このエラーに対処するには、コード内の行を比較する必要があります。 また、過去に実行したデバッグ プロセスの記録が残っていることも確認してください。

実行時エラー

誰かがプログラムを使用し、そのプログラムの実行中にエラーが検出された場合、これを実行時エラーと呼びます。 コンピューターはプログラムのコードを予期しない方法で解釈する可能性があるため、最初のデバッグ プロセスの完了後にこれらのエラーが発生する可能性があります。 このエラーの解決策は、プログラムを正しく実行するために必要なデータをオペレーティング システムに持たせることです。

プログラマデバッガの種類

プログラマ デバッガにはさまざまな種類があります。 これらのデバッガは通常、プログラム内のエラーを調査します。 例には、ICDW デバッガや SWD プログラマが含まれます。

アトメルICE

デバッグやプログラミングに使用する開発ツールです。 Atmel Studio と互換性があり、Atmel AVR UC3 32 ビットを使用したマイクロコントローラーのデバッグとプログラミングのサポートを提供します。 USB バス電圧は Atmel ICE への電力供給に使用されます。 このツールが機能するには 100 mA 未満が必要なため、USB ハブを使用してこのデバッグ ツールに電力を供給できます。 電源LEDを搭載しており、接続すると点灯します。

ピックキット 3

Pickit 3 は、Microchip PIC の設計および開発に広く統合されている、低コストでシンプルなプログラマ デバッガです。 また、このデバッガはエミュレーション回路が組み込まれたデバイスを使用するため、実際のデバイスと同様にコードを実行します。 このデバッグ ツールのプロセッサは非常に高速で動作します。

Pickit 3 の機能には、フルスピード USB サポート、短絡モニター、ブレークポイントでの周辺機器のフリーズなどがあります。 Pickit3 は、開発プログラミングを目的として設計されています。 Pickit 3 プログラマ デバッガを使用すると、アプリケーションをリアルタイムで簡単にデバッグできるだけでなく、ハードウェア ブレークポイントもデバッグできます。

ピックキット4

これは Pickit の 4 番目のバージョンです。 これは、Microchip PIC、CEC マイクロコントローラーのプログラムとデバッグを可能にするデバッガーです。 このデバッグ ツールには、プログラミング時間の短縮や高度な通信プロトコルなどの優れたデバッグ機能が備わっています。 また、ユーザーはデバイス製造プログラマとしてこのツールを使用することもできます。 フルスピードでデバッグし、ピン ドライバーを構成できます。

Pickit4 は、いくつかのソフトウェアおよびハードウェア ブレークポイントのサポートを提供します。 このデバッガには、ステータスを示すライト ストリップが付いています。 USB ケーブルを使用すると、Pickit 4 をコンピュータに簡単に接続して通信できます。 デバッグに Pickit 4 を使用するには 2 つの方法があります。 まず、ターゲット デバイス上でアプリケーションをプログラムする必要があります。 2 番目の方法では、内部のインサーキット デバッグ ハードウェアを使用してアプリケーション プログラムを実行します。

Stlink v3セット?

これは、STM32 および STM8 マイクロコントローラ用のスタンドアロン デバッガおよびプログラマです。 これは、相補的なアダプター ボードとモジュールで構成されます。 St link v3set には、PC が UART 経由でマイクロコントローラーと対話できるようにする仮想 COM ポート インターフェイスがあります。 さらに、St リンク デバッガのモジュール構造により、アダプタ ボードなどの追加モジュールを介して機能を強化できます。

St link v3 セットにはスタンドアロン プローブがあり、USB コネクタを使用して電力を供給できます。 また、本デバッガはUSB2.0ハイスピードに対応したインターフェースを備えています。 St リンク デバッガーは、幅広い機能を提供します。 大手家電量販店で購入可能です。 St リンク サーバーを使用すると、監視ツールやデバッグ ツールとなる多数のホスト プログラム間で ST リンク ボードのインターフェイスを共有することができます。

デバッグとテスト: 違いは何ですか?

これら 2 つのプロセスは異なります。 テストは、プログラムのソース コード内の間違いの原因を検出するのに役立ちます。 一方、デバッグは、このエラーを発見して修正するのに役立ちます。 開発者はテストを通じてコーディングの間違いを発見できません。 テストではコーディング エラーがプログラムに及ぼす影響を明らかにすることしかできませんが、デバッグではエラーの原因を特定して修正します。

デバッグでは、複雑な問題をいくつかの部分に分割して、作業を非常に簡単にします。 テストは、いくつかの自動化ツールを使用して実行することも、手動で実行することもできます。 ただし、デバッグ プロセスでは自動化が利用されます。 テスト時にプログラミングの知識は必要ありません。 デバッグ プロセスを開始する前に、プログラミング言語についての事前知識が必要です。

テスト プロセスでは、ソフトウェアの検証や検証などの 2 つ以上のアクティビティが行われます。 一方、デバッグでは、指摘と原因を照合します。

プログラマ デバッガで使用されるテクニック

プログラマ デバッガは、ソフトウェア プログラムをデバッグするためにいくつかのテクニックを利用します。

リバースデバッグ

一部のデバッガを使用すると、ユーザーはプログラムの実行を追跡できます。 これらを使用すると、ユーザーはコードをステップ実行する操作を逆の方法で実行できます。 この手法を使用すると、開発者はデバッグ セッションでエラーを簡単に検出できます。

バッチデバッグ

GUI を使用していないときでも、デバッガがプログラムを制御します。 このデバッグ手法を使用すると、デバッガーはプログラムを完了まで実行します。

インタラクティブなデバッグ

これは、ユーザーがデバッガーの GUI を使用してプログラムをロードし、プログラム データを調べてコードをステップ実行することによって、実行中のプログラムを分析できるようにする一般的な手法です。

デルタデバッグ

ここでは、ある実行を別の実行と比較し、実行中のラインの実行の点での違いを探します。 あるいは、2 つの実行のデータの違いを探すこともできます。

結論

新しいソフトウェア プログラムでは、同様のコーディング標準が使用されている場合でも、依然としていくつかのバグが発生する可能性があります。 プログラマ デバッガは、エラーのソース コードを隠して修正します。 デバッガは、開発のさまざまな段階で発生するコーディングの間違いを検出するのに役立ちます。 あまり議論されないエンジニアリングの重要な側面はデバッグです。 デバッガーは、開発者がタスクを正常に実行するのに役立つ重要かつ強力なツールです。