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デバッグとは?意識すべきポイントや外注利用のメリットを併せて解説!

最終更新日:2022年08月08日
デバッグとは?意識すべきポイントや外注利用のメリットを併せて解説!
この記事で解決できるお悩み
  • デバッグの目的
  • デバッグの流れ
  • デバッグを行う上で意識すべきポイント
  • デバッグを外注に依頼することで得られるメリット

デバッグはプログラム内に潜むバグの駆除を行い、不具合や機能不全に陥るリスクを最小限に抑えるための作業です。デバッグに十分な工数を割けずにシステムやアプリを納入すると、納入後にトラブルが起きる確率が高まります。

ですが、自社リソースや社員のスキルに課題を抱えていると、高品質なデバッグをスピーディーに行えません。この記事では、デバッグを効率的に行う上で意識すべきポイントや専門会社に依頼すると得られるメリットなど、幅広い視点でデバッグを解説しています。

デバッグとは?

デバッグとは、システムやアプリへ動作命令を下すプログラム内のバグ(=欠陥)を検知・駆除するための作業です。

開発現場では納期が設定されており、限られた時間で開発物を完成させないといけません。 優れたスキルを持ったエンジニアにプログラムの製作を任せた場合、コードの記載ミスを最小限に抑えられますが、もちろん時にはミスをする可能性があります。

コードの記載ミスや変数エラーがプログラムにあった場合、記載したコードの通りにシステムやアプリは作動しません。さらに、プログラム内にバグが多く残っているとシステムが正常に動かなくなるリスクが大きくなるため、デバッグを繰り返し不具合や機能不全に陥るリスクを最小限に抑える必要があります。

デバッグを行う目的

デバッグによってプログラム内のバグを最小限に抑え、納品後のトラブルを回避する点が最大の目的です。バクの数をほとんど把握しきれていない状態でシステムやスマートフォンなどを納品すると、不具合の発生リスクが高まるからです。

特に事業の根幹を担うシステムを自社で開発している場合、不具合が頻繁に起きると顧客からの信頼を失い安定した売上確保や新規顧客獲得が困難になります。

例:基幹システムを自社で開発していた場合

基幹システムとは企業運営に必要な業務機能を一つに集約したもので、業務効率や正確性を高められるので便利です。一方、エラーやシステムダウンが起きると業務の大半がストップする形になります。頻繁にシステムダウンが起きると顧客からの信頼関係が悪化してしまいます。

自社で開発しているシステムや電子機器で不具合が続けて起こらないよう、デバッグの工数を十分確保してください。デバッグを繰り返しバグの数を最小限に抑えられると、顧客は不具合の心配をせずシステムや電子機器を利用できます。

デバッグとテストの違いは?

デバッグとテストの違いについて、以下の表にまとめたのでご覧ください。

デバッグ テスト
目的 ・動作不良や機能停止を引き起こしているバグの発見・駆除
・発見したバグの分析を行い、修正作業を実施
設計した仕様書通りに動いているかを確認

仕様書通りにプログラムが作動するかをテストで確認し、画面フリーズや特定動作の繰り返しなどが起こった場合は、デバッグで不具合の原因となっているバグを発見します。どちらもプログラム内のバグ最小化や品質向上を目的にしている点は変わらないものの、作業内容や趣旨は異なるため、混同しないよう注意してください。

また、ソフトウェアを開発する場合は開発段階や組み込む機器に応じて様々なテストを使い分け、品質向上につなげていきます。ソフトウェア開発で行われる一般的なテストについて、以下の表にまとめたのでご覧ください。

テストの種類 目的や特徴
単体テスト ・プログラムを構成する一つひとつのユニットが設計書通りに動いているかを確認する基礎的なテスト
・問題箇所の発見や早期修正を実現
・十分な作業時間を確保できないと、問題発見に多大な手間とコストが発生
統合テスト(連結テスト) ・他のユニットと合体した場合にどう動くかを確認
・プロジェクト内容によって、単体テストの境界基準は変化
総合テスト(ST) ・プログラム間の連携が取れているかを確認するテスト
・個々の機能を統合した完成品に近い状態でテストを実施
・影響範囲の大きいバグや要求通りの機能性があるかを検証
受け入れテスト(承認テスト) ・リリース直前に行うテスト
・要求通りに稼働するかを証明するためのテスト
運用テスト(導入テスト) ・発注先の実環境で動作状況を確認
・実際の業務内容や手順に沿った形で機能性を確認
・納品を受け入れるかどうか、発注先が最終判断を下す場

デバッグの流れ

デバッグの流れは以下の5つの工程があります。それぞれ解説していきましょう。

  1. ブレークポイントの設定
  2. デバッグの実行(バグの発見)
  3. バグの原因を調査
  4. デバッグコードの利用
  5. 修正作業

ブレークポイントの設定

ブレークポイントとはバグを発見するため、プログラムの実行を強制的に止めるポイントのことです。ソースコード上で特定の行や分をブレークポイントとして指定します。変数の値からバグの有無や処理方法が間違っていないかを確認します。ブレークポイントは開発者の指示に従い、コードのどこにブレークポイントを定めるかを決めてください。

デバッグの実行(バグの発見)

ブレークポイント周辺やバグが発生しやすい箇所を重点的に確認してください。

バグの原因を調査

コードの記載ミス・設計ミス・ユニット同士の互換性の低さなど、バグが発生した原因を突き止める作業です。また、プログラミング言語によってはファイル名や発生時刻など、エラーメッセージの内容からバグの原因がわかる場合もあります。

デバッグコードの利用

バグの原因がわからない時に利用する方法です。デバッグコードの挿入で期待通りの数値が表示されている場合は、正常に機能していると判断してください。ですが、バグがある場合は値が非表示となり、プログラムも機能停止状態に陥ります。

修正作業

バグの原因に基づき、コードの書き換え作業を行います。バグの内容を反映したコードが書けていれば、不具合は起こりません。また、修正作業によって他の箇所に影響が出ていないかを併せて確認してください。

デバッグの種類とは?

デバッグを行う方法は主に以下の3種類に分けられます。それぞれ解説していきましょう。

  • 机上デバッグ(目視)
  • デバッガ
  • 分割統治法

机上デバッグ(目視)

ご自身の目で、コードの記載ミスや処理方法の間違いを確認していく方法です。チェックポイントを以下にまとめました。コーディングを担当していないエンジニアに机上デバッグを依頼すると、客観的な視点に基づいた評価が得られます。

机上デバッグ実施時に確認すべきポイントは以下の5つです。

  • 変数の型
  • 式の記述
  • ヘッダファイルのインクルード
  • ループの継続脱出条件
  • if文の条件

デバッガ

バグの発見・修正をサポートするデバッグ専用のソフトウェアです。ブレークポイント・トレース・ステップ実行機能などを搭載しており、CPU内部のレジスタ数値やメモリ番地から、どの箇所にバグが起きているかを検出できます。

デバッガの利用でバグの早期発見・修正を行うことができ、デバッグを効率的に進められます。デバッガに搭載されている機能を以下の表にまとめたのでご覧ください。

題名
ブレークポイント 実行中のプログラムを意図的に止め、メモリやログの変数からバグの原因を特定
トレース 実行中のプログラムからメモリやレジスタなどの数値を確認し、エラーの原因を特定
ステップ実行 ・プログラムを進めつつ、使用通りの手順を踏んでいるか処理フローを確認
・確認不要な関数やメソッドは確認の対象外

上記の機能に期待される4つの効果についてまとめたのでご覧ください。

  • バグの原因を特定
  • ソースコードのどの箇所にエラーが起きているかを特定
  • 正しい処理が行われているかを確認
  • デバッグ作業効率化

分割統治法

分割統治法はプログラム内容を小さなグループに分け、グループ単位でデバッグを進めながらバグを発見していく手法です。分割統治法は以下の2種類が存在します。それぞれ簡単にまとめたのでご覧ください。

  • デバッグライト

    printf(プリントエフ)と呼ばれるC言語の関数を使い、開発者が意図した仕様通りにプログラムが実行されているかをチェックする方法です。

  • スナップショット

    特定の箇所のソースコード・ファイル・データなどをコピーし、プログラム設計書と比較することで、どの処理工程でバグが起きているかを確認する手法です。

デバッグを進める上で意識すべきポイントを紹介

デバッグを進める上で意識しておきたいポイントは以下の5点です。それぞれ解説していきましょう。

  • バグがゼロの状態でシステムやアプリの納入は困難
  • わかりやすいプログラムを書くための工夫
  • テスト駆動開発手法の導入
  • アジャイル開発の導入
  • 統合開発環境ツール(IDE)の活用

バグがゼロの状態でシステムやアプリの納入は困難

バグが全くない状態で開発中のシステム・電子機器・ゲームのプログラムを納入することは困難です。限られた時間の中で、プログラム内に潜む全てのバグの把握ができないからです。特に市場ニーズが高まっているスマートフォン向けのアプリは開発サイクルの短縮化が求められていますが、携わるエンジニアは担当案件や業務をこなすのに精一杯なのが現状です。

さらに、市場で優れたITスキルや豊富な実務経験を持つエンジニアの獲得が困難な状況です。みずほ情報総研の調査では2025年には45万人、2030年には最大79万人のIT人材が不足すると算出されています。参照元は下記リンクにございます。

参照元:IT 人材需給に関する調査

自社リソースの拡張が難しい現状、限られた人員で仕事をこなしていくためには、納期と品質のバランスを常に気にかけておかないといけません。デバッグに割ける工数も限定されるため、通常業務や生活で操作する分には支障をきたさない程度のリスクに留めるのが、精一杯だと言えるでしょう。

わかりやすいプログラムを書くための工夫

デバッグの工数を最小限に抑えるためには、バグが発生しにくいわかりやすいプログラムを書くことが重要です。

例えば、同じコードの連続使用を避ける・関数の命名規則を統一する・同じ位置にコメントするなど、プログラムを書く際のルールを統一しておくと、記載ミスやバグを発見しやすくなります。また、事前に設計書をチーム全員で共有する場を設けておくと、作業の見通しやゴールを想像しやすくなり、デバッグ作業を進めやすくなります。

テスト駆動開発手法の導入

テスト駆動開発手法とはプログラム実装前に書いたテストコードを活用し、内部構造を改善していく(リファクタリング)開発手法です。開発工程の効率化とバグの最小化を両立できる点がメリットです。また、読みやすい綺麗なコードに仕上がるため、修正作業の手間も最小限に抑えられます。

テスト駆動開発手法の手順

テスト駆動開発手法では、最初に必ずエラー表示されるテストコードを書き、どの部分を修正すべきか把握します。次にテスト結果を踏まえて改善したテストコードを記載し、正常に動作するかを確認します。

ただし、修正作業を行う際に完璧なコードを書く必要はありません。最初に失敗した条件が、全て改善されているかどうかを見極めるのが目的だからです。記載するコードはテストをクリアするためのコードのみで十分です。

全ての条件をクリアするコードが完成したら、コードの可読性を高めるためにコードを綺麗に整えていきます。プログラムコードの規模が大きくなってから行うと手間が増えるため、テストに合格したコードからリファクタリングを行ってください。

アジャイル開発の導入

アジャイル開発は、デバッグの作業負担を軽減できる開発手法です。設計・実装・テストといった開発工程を小さな単位で進めていくため、不具合発生時に戻る工数を最小限に抑えられるからです。

最初の要件定義で全ての内容を決めるウォーターフォール開発ではなく、クライアントとコミュニケーションを取りながら開発を進めていくアジャイル開発を選択するのも、デバッグ作業の工数削減を図る一つの選択肢です。

アジャイル開発のメリット

優先順位の高い工程から作業を進めていくため、短期間でのリリースを実現できます。また、アジャイル開発は開発途中での仕様変更や機能追加を事前に想定しており、要件定義を大枠の内容しか決めません。

設計にバッファを持たせており、急な仕様変更にも柔軟に対応可能です。開発途中でもユーザーの要望を柔軟に採り入れられ、顧客満足度向上や開発品の価値最大化が望めます。

統合開発環境ツール(IDE)の活用

統合開発環境ツールはテキストエディタ・コンパイル・デバック機能など、システム開発に必要な機能を集約したツールです。

テキストエディタを活用すれば、初めて使う言語でも一定レベルのソースコードを記載できます。自動補完機能によってタグ・メソッド・プロパティなど、内容を予測変換してくれるからです。ソースコードの正確性が高まり、修正作業の手間を削減できます。

さらに、構文エラーチェック機能によってスペルミスやデータの定義ミスがあった場合はメッセージで通知されるため、見落としがちな構文ミスを減らせます。また、IBM社が開発したEclipseなど、オープンソース型の統合開発環境ツールを選ぶと、無料で利用可能です。

デバッグの外注利用で得られるメリット

デバッグを専門会社に依頼することで得られるメリットは以下の4点です。それぞれ解説していきましょう。

  • 開発サイクルの短縮化
  • 業務負担軽減
  • 開発品の品質向上
  • バグ修復に関するノウハウや知識の習得

開発サイクルの短縮化

システムやアプリの開発工程に人員を割けるため、開発サイクルの短縮化につながります。バグの発見・バグの原因調査・再コーディングなど、工数が掛かる作業を外注業者に任せられるからです。

開発工程に集中できる環境を整備し、開発サイクルのスピードアップを図れます。また、開発に向けてのリソースを多く確保でき、スマートフォン向けのゲームアプリ・家庭用ゲームソフト・工業用ロボットなど、市場ニーズが高い製品への開発参入も検討できます。

業務負担軽減

開発工程に携わりながら、デバッグ業務を兼務していた社員の業務負担を軽減できます。デバッグと開発工程では違ったスキルが求められるため、場合によってはミスマッチが起きている可能性もあるからです。

デバッグに求められるスキルは、主に以下の2つです。

  • スケジュール管理

    デバッグ作業中に突発的な不具合の発生も含めてスケジュールを管理できると、アクシデントがあってもバグが少ない正確なコードを記載できます。

  • 粘り強さ

    コードの記載ミスやバグを発見するためには高い集中力を維持する必要があります。

一方、開発工程はコミュニケーション能力・論理的思考・マネジメント能力など、クライアントの要望を正確に把握する能力や期限までに自身の担当業務を確実に仕上げるスキルが求められます。デバッグを外部に委託すれば業務のミスマッチを解消でき、作業遅延や業務負担増大を避けられます。

開発品の品質向上

開発業務に集中できる環境が整うと、社員一人ひとりのスキルアップが期待できます。開発品の種類によってエンジニアに求められるスキルも異なるからです。

例えば、スマートフォン向けのアプリや在庫管理ソフトなど、特定の機能を搭載したソフトウェアを開発する場合はJavaやPHP言語など、複数のプログラミング言語に対応する能力が求められます。一方、カーナビ・エアコン・エレベーターなど、電化製品や産業用機械に組み込むシステムを開発する場合、ソフトウェアとハードウェアの知識が必要です。

機器内部にシステムを組み込めるよう設計・構築・運用など、様々な点に気を配らないといけません。幅広い分野の開発業務に携わると社員の開発スキルも高まり、幅広いジャンルの案件に対応できます。

バグ修復に関するノウハウや知識の習得

デバッグに関する豊富なノウハウや作業実績を持つ専門会社に作業を依頼すると、バグ修復に関する知識を習得できます。他社事例を参考に、類似バグ発生時の解決策やプログラム開発における注意点を学べるからです。

今後、該当のバグが発生しても対処法を理解しているため、バグ発生に伴う作業負担増大に悩まされる心配はいりません。また、バグ修復に関するノウハウやスキルを習得でき、将来的には開発サイクルを保ちながらデバッグを内製化できます。内製化によって、外注費や調整作業の手間を大幅に削減できます。

まとめ

この記事では以下の4点について解説してきました。

  • デバッグの目的
  • デバッグの流れ
  • デバッグを行う上で意識すべきポイント
  • デバッグを外注することで得られるメリット

デバッグはシステム・アプリ・電子機器に組み込むプログラム内のバグを駆除する作業です。デバッグによって不具合のリスクを最小限に抑え、顧客が快適かつ安心して操作できる状態で製品を納品します。

ただし、開発サイクルの短縮化や自社のリソース不足によって、思うようにデバッグを進めずに困っている方も多いでしょう。

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