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» 2020年09月14日 10時00分 公開

ソフトウェア技術者のためのバグ百科事典(12)デスマーチを呼ぶ処理時間のバグ山浦恒央の“くみこみ”な話(133)(3/3 ページ)

[山浦恒央 東海大学 大学院 組込み技術研究科 非常勤講師(工学博士),MONOist]
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7.対策

 処理時間のバグへの対策を以下に示します。

7.1 仕様書の規定値を現実的な値に設定する

 要求仕様で処理時間を記載する場合、無理のない現実的な値を定義しましょう。この値によっては、プロジェクトの進行が大きな影響を受ける可能性があります。また、応答性能を実現できなかった場合、どのように対処するか、事前に考えておきましょう。

7.2 プロトタイプを作る

 応答性能がクリティカルなソフトウェアでは、要求仕様定義の段階で、コアになる部分を2、3日でコーディングして実行し、目標とする応答性能が可能であることを事前に確認しましょう。「この応答性能を出すには、東京−大阪間の通信を120nsで終了しなければならない」といったような「物理的に不可能な桁違いの処理要求」を検出できます。

7.3 ボトルネックの把握

 パフォーマンス解析ツールを使用し、ボトルネック(プログラムのどこに時間を取られているか)のランキングを作成しておきましょう。あらかじめ調べておけば、応答性能系のバグ発生時に慌てることなく対処できます。

7.4 プログラムの記述方法に注意する

 処理時間が重要なプログラムの場合、以下の記述方法に気を付けましょう。

  • より高速なプログラミング言語(アセンブラ、C/C++言語など)を採用することを検討する
  • 部分的にアセンブラで記述する
  • 除算は処理時間がかかるため、乗算に変更する
  • べき乗をシフト演算に変更する
  • 速度が速い標準関数を使用する
  • より高速なアルゴリズムを探す
  • 無駄なデータにアクセスしていないか確認する

 上記は、昔ながらの処理高速化の手法ですが、少しでも改善したい場合は効果があります。また、シニアエンジニアに聞くと、マニアックな改善手法を提案してもらえるかもしれません。

8.まとめ

 今回のまとめを以下に示します。

  • 処理時間のバグとは、想定した処理時間をオーバーするバグのことである
  • 処理時間は、プログラムの完成後に測定するため、開発の終盤で見つかり、プロジェクトの進行に大きな影響を与える
  • 処理時間のバグは、プログラムを動作して確認したり、負荷などでプログラムが停止したりする場合に発生する
  • 対策案は、「仕様定義での応答性能を現実的な値にする」「ツールでボトルネックを把握しておく」「より効率的なプログラムを記述し、処理時間を短くする」などがある

9.終わりに

 ハードウェアの能力は昔と比べて格段に向上しましたが、性能要求を満たせず慌てることが少なくありません。今回は、その中でも、処理時間のバグを紹介しました。

 処理時間のバグが発生すると、どうやって目標の応答時間内に収めるか、対処法をキチンと考えねばなりません。また、実機でやってみないと確かめられませんので、未然防止が非常に難しいバグです。処理時間が求められる製品を開発しているエンジニアは、常に頭に置いておくべきバグです。

 今回でシリーズの12回目となり、いろいろなバグの知識や、バグを見つける嗅覚が身に付いたことと思います。他のバグを知りたい方は、本連載の過去記事や、前シリーズの「バグ検出ドリル」、以下に紹介する書籍版の「ソフトウェア技術者のためのバグ検出ドリル」をご参照ください。

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 内容は、「デバッグの詰将棋」で、要求仕様定義、設計、コーディング、テスト、保守の5フェーズでの「バグを埋め込んだ仕様記述やソースコード」を読んで、バグをピンポイントで見つける問題集になっています。全部で31問あり、難易度は初級から上級まで、いろいろです。興味のある方は、Amazon.comや書店でチェックしてください!

【 筆者紹介 】
山浦 恒央(やまうら つねお)

東海大学 大学院 組込み技術研究科 非常勤講師(工学博士)


1977年、日立ソフトウェアエンジニアリングに入社、2006年より、東海大学情報理工学部ソフトウェア開発工学科助教授、2007年より、同大学大学院組込み技術研究科准教授、2016年より非常勤講師。

主な著書・訳書は、「Advances in Computers」 (Academic Press社、共著)、「ピープルウエア 第2版」「ソフトウェアテスト技法」「実践的プログラムテスト入門」「デスマーチ 第2版」「ソフトウエア開発プロフェッショナル」(以上、日経BP社、共訳)、「ソフトウエア開発 55の真実と10のウソ」「初めて学ぶソフトウエアメトリクス」(以上、日経BP社、翻訳)。


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