デバッグとは?4つの手順や失敗しないための5つのポイントを解説

最終更新日:2024年02月09日
AOIS Consulting株式会社
監修者
代表取締役 青井真吾
デバッグとは?4つの手順や失敗しないための5つのポイントを解説
この記事で解決できるお悩み
  • システム開発におけるデバッグとは?
  • デバッグの流れや作業内容とは?
  • デバッグで意識すべきポイントは?

「デバッグとはどういう作業?」「デバッグは必要?」とお悩みの経営者、必見です。

デバッグとはプログラム内に潜むバグを駆除する作業のことを指し、システム開発において納入物の品質を保つために必要不可欠な作業です。デバッグでバグを減らすためにも、ポイントを理解しておく必要があります。

この記事では、デバッグの概要や進め方、意識するべきポイントなどを解説します。記事を読み終わった頃には、システム開発におけるデバッグの重要性がわかるでしょう。

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デバッグとは|プログラム内に潜むバグの発見・削除する作業

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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。デバッグに十分な工数を割か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上がります。

納品するシステムの品質を担保するためにも、デバッグは必要不可欠な作業です。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実施できません。デバッグの目的や効率的におこなうポイントを理解することが重要です。

デバッグで不具合や機能不全に陥るリスクを最小限に抑えられる

デバッグには、不具合や機能不全に陥るリスクを最小限に抑えられる効果があります。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、記載したコードのとおりにシステムやアプリは作動しません。

加えて、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ります。システム開発においてデバッグを繰り返し、リスクを最小限に抑えることが重要です。

デバッグをおこなう目的|プログラム内のバグを最小限に抑える

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デバッグをおこなう最大の目的は、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ことです。バグの数を正確に把握でき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ります。

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することが大切です。デバッグを繰り返すことでバグの数を最小限に抑えられると、顧客は不具合を心配せずに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

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デバッグとテストの違いは以下のとおりです。

  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や駆除
・発見したバグを分析し、修正作業を実施
設計した仕様書どおりに動いているかを確認

仕様書どおりにプログラムが作動するかをテストで確認します。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。

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さまざまなテストを使い分け、品質向上を図ります。ソフトウェア開発でおこなわれる一般的なテストを以下の表にまとめました。

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1つひとつのユニットが設計書どお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どおりの機能性があるかを検証
受け入れテスト(承認テスト) ・リリース直前に実施するテスト
・要求どおりに稼働するかを証明
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フェーズ

デバッガーとテスターの作業内容・作業タイミングの違い

デバッガーは、単体テストから導入テストまですべての工程に参加し、デバッグ作業を繰り返しバグが発生しないかを確認します。テスターは、完成したシステムやアプリを操作して仕様どおり動いているかをチェックするため、一般的に業務範囲はテスターの方が狭いです。

デバッグの流れ4ステップ

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デバッグの流れは以下のとおりです。主に4つの工程にわけられます。

  1. ブレークポイントを設定する
  2. デバッグを実行する(バグの発見)
  3. バグの原因調査と再現性の確認をおこなう
  4. プログラムの修正作業をおこなう

流れを事前に把握し、次にする作業をイメージしながらデバッグを行うことで、時短につながるでしょう。

1. ブレークポイントを設定する

ブレークポイントとはバグを発見するために、プログラムの実行を強制的に止めるポイントです。ソースコード上で特定の行や文をブレークポイントとして指定します。次に、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、コードのどこに定めるかを決めましょう。

2. デバッグを実行する(バグの発見)

次に、バグを発見するためにデバッグを実行します。システム開発において、バグがないプログラムはほぼないため、常にバグの存在を疑って取り組むことが大切です。

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ましょう。少しでも動きが違う場合や違和感を感じる場合はスルーせずに調査対象に入れましょう。

3. バグの原因調査と再現性の確認をおこなう

バグを発見したら、バグの原因調査と再現性の確認をおこないます。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。

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。確実に再現できるバグと、タイミングによって再現しにくいバグがあるため「バグを確実に再現できる条件」も導き出せるといいでしょう。

原因がわからない場合はデバッグコードを利用する

バグの原因が特定できない場合は、デバッグコードを利用する方法もあります。一連のプログラムのなかに、実行結果を表示するコード(デバッグコード)を挿入してプログラムを実行しましょう。プログラムの実行結果を細かく観察でき、バグを特定できます。

デバッグコードの挿入で期待どお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。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。

4. プログラムの修正作業をおこなう

原因調査をおこない再現性が確認できたら、次はバグの原因に基づきプログラムの修正をおこなう作業です。修正作業では、基本的にバグが見つかった箇所のプログラムコードを書き換えます。

コードを書き換えたことで別の箇所に影響がおよび、違う場所でバグが発生することもあるため、慎重に実施しましょう。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。修正作業によって他の箇所に影響が出ていないかをあわせて確認してください。

3種類のデバッグ

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デバッグの方法は主に以下の3種類に分けられます。

  1. 机上デバッグ(目視)
  2. デバッガ
  3. 分割統治法

それぞれ異なるアプローチを持ち、プログラムの問題解決に役立つでしょう。開発者は、状況や問題の性質に応じて手法を組みあわせて使用することがあります。

1. 机上デバッグ(目視)

机上デバッグとは、自身の目でコードの記載ミスや処理方法の間違いがないかを確認していく方法です。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

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。

2. デバッガ

デバッガとは、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ました。

  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、仕様どお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

機能に期待される4つの効果は以下のとおりです。

  • バグの原因を特定できる
  • 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できる
  • 正しい処理が行われているかを確認できる
  • デバッグ作業の効率化を図れる

3. 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。分割統治法には以下の2種類が存在します。

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どお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
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方法

デバッグを効率的に進めるために意識すべき5つのポイント

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デバッグを繰り返してなるべくバグのないシステムを納品するためには、以下で紹介するポイントを把握しておくことが大切です。デバッグを効率的に進めるために意識しておきたいポイントは5つあります。

  1. わかりやすいプログラムを書く
  2. テスト駆動開発手法を導入する
  3. アジャイル開発を採用する
  4. 統合開発環境ツール(IDE)を活用する
  5. バグがゼロの状態での納入は困難であることをふまえる

ポイントを意識することで、効果的なデバッグを行い、品質の高いソフトウェアを開発することができるでしょう。

1. わかりやすいプログラムを書く

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。プログラムを書く際のルールを統一することで、記載ミスやバグを発見しやすくなります。たとえば、以下のルールを設けましょう。

  • 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

他にも、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、デバッグ作業を効率化できます。

2. テスト駆動開発手法を導入する

デバッグを効率的に進めるために、テスト駆動開発を導入することも1つの方法として挙げられます。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、内部構造を改善する(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。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の手順は主に以下のとおりです。

  1. エラー表示されるテストコードを記載する
  2. どの部分を修正すべきか把握する
  3. テスト結果を踏まえて改善したテストコードを記載する
  4. 正常に動作するかを確認する

修正作業をおこなう際には、完璧なコードを書く必要はありません。作業の目的は、最初に失敗した条件がすべて改善されているかどうかを見極めることです。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しょう。

すべ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ます。プログラムコードの規模が大きくなってからおこな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するといいです。

3. アジャイル開発を採用する

デバッグを効率的に進めるために、アジャイル開発を採用する方法も挙げられます。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・テストの小さな単位で開発を進めていくため、不具合発生時に戻る工数を最小限に抑えられます。

開発会社では、最初の要件定義ですべての内容を決める「ウォーターフォール開発」を採用している場合が多いでしょう。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る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1つの選択肢です。

アジャイル開発のメリット

アジャイル開発の主なメリットは以下のとおりです。

  • 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る
  • 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

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、最初に要件を検討するフェーズでは大枠の内容しか決めません。柔軟に対応できるため、デバッグの修正作業も開発スケジュールに組み入れやすいでしょう。

開発途中でもユーザーの要望を柔軟に採り入れられるため、顧客満足度向上や開発品の価値最大化も望めます。

4. 統合開発環境ツール(IDE)を活用する

統合開発環境ツール(IDE)もデバッグに活用できます。統合開発環境ツールは、テキストエディタ・コンパイル・デバッグ機能など、システム開発に必要な機能を集約したツールです。

テキストエディタの自動補完機能によってタグ・メソッド・プロパティなどの内容が予測変換されます。初めて使う言語でも一定レベルのソースコードが記載できます。ソースコードの正確性が高まり、修正作業の手間削減が可能です。

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削減できます。

5. バグがゼロの状態での納入は困難であることをふまえる

デバッグを繰り返しても、バグが全くない状態でシステムを納入することは困難です。限られた時間のなかで、プログラム内に潜むすべてのバグの把握はできません。

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。アプリ開発に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。

近年では市場で優れた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:IT 人材需給に関する調査

納期と品質のバランスを考えることが重要

限られたリソースや工数のなかでデバッグをおこなうには、納期と品質のバランスを考えることが重要です。バグをゼロにすることにこだわると、大きな工数がかかったり、納期遅れにつながったりします。

バグは、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理想です。デバッグによりバグをゼロにすることは重要ですが、バグが全くでないことは稀であるため、納期と品質のバランスを意識しましょう。

デバッグを外注する4つのメリット

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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。

  • 開発サイクルを短縮化できる
  • 業務負担を軽減できる
  • 開発品の品質向上を図れる
  • バグ修復に関するノウハウや専門知識が習得できる

デバッグによるメリットを得るためには、外部委託先の選定やコミュニケーション・プロジェクトの管理が重要です。外部のデバッグ作業を適切に統合し、内部の開発活動と調和させることで、効果的な成果を得ることができます。

開発サイクルを短縮化できる

デバッグを外注すると、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、工数がかかる作業を外注業者に任せられる点がメリットです。

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が図れます。他にも、開発に向けてのリソースを多く確保することが可能です。

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るでしょう。

業務負担を軽減できる

デバッグを外注すると、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の軽減が可能です。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ります。

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 アクシデントがあってもバグが少ない正確なコードの記載が可能
粘り強さ コードの記載ミスやバグを発見するために高い集中力の維持が必要

開発工程はコミュニケーション能力・論理的思考・マネジメント能力が必要です。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も求められます。

デバッグを外部に委託することで、業務のミスマッチを起こしていた人員の課題も解消でき、作業遅延や業務負担増大を避けられるでしょう。

開発品の品質向上を図れる

デバッグを外注すると開発業務に集中できる環境が整い、社員1人ひとりのスキルアップが期待できます。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、多くのジャンルの案件に対応できるようになるでしょう。各人員が成長できれば、開発品の品質向上が図れます。

たとえば、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への対応が求められます。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。

開発業務に集中できれば幅広い業務に携わり、成長が期待できるでしょう。

バグ修復に関するノウハウや専門知識が習得できる

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点がメリットです。

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ありません。

バグ修復に関するノウハウやスキルを習得することで、将来的には開発サイクルを保ちながらデバッグの内製化が望めるでしょう。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

デバッグはシステム・アプリ・電子機器など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。

開発サイクルの短縮化や自社のリソース不足により、想定どおりにデバッグを進められず困っている方も多いでしょう。

「比較ビズ」では、必要事項を入力する2分程度の手間で、デバッグに詳しい専門家をスピーディーに探せます。どの専門家に相談すべきなのか迷うようなことがあれば、ぜひ利用してみてください。

監修者の一言

デバックは主にバグの発見を目的として行うもので、アタリをつけることがポイントになります。精度の高いアタリをつけることができるかどうかが効率的にデバックを行っていく上で重要です。

企業の基幹システムなど大規模なものは特にそうですが、不具合が出たからといって全てのソースコードをデバックすることはもちろんできません。不具合がどんなものなのか確認した上で、どこでその不具合が起こっているのかアタリをつけることが重要です。

例えば、商品の税込み価格を計算しデータベースに登録するという機能があって、データベースに登録される金額が間違っているという不具合があったとします。この場合はまず、税込み価格を計算するロジックをデバックしてみる、といった形でアタリをつけます。

精度の高いアタリをつけられるようにするためにも、デバック対象のシステムの仕組みをよく理解することが重要です。

AOIS Consulting株式会社
代表取締役 青井真吾
監修者

大学卒業後はIT企業に入社。システムエンジニアとして大手企業向けのERPシステム開発を経験。その後は、フリーのITコンサルタントとして、人材派遣会社の基幹システムの開発、不動産会社の商業施設での販促システムの導入、自動車メーカーでコネクティッドカー開発のプロジェクト管理、SIerでのSalesforceの導入、ファッション業界の企業でSalesforceと連携する周辺システムの導入を経験。現在は法人化し主に企業のシステム開発プロジェクトを支援。

比較ビズ編集部
執筆者
比較ビズ編集部では、BtoB向けに様々な業種の発注に役立つ情報を発信。「発注先の選び方を知りたい」「外注する際の費用相場を知りたい」といった疑問を編集部のメンバーが分かりやすく解説しています。
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