【文章內(nèi)容簡介】 r(錯(cuò)誤 )、 failure(失效 )、crash(重大事故 )、 problem(疑問 )等。 ? 在漢譯中，這些術(shù)語的使用更加混亂。 61 在軟件工程中常用的定義 ? 故障 (fault)： 軟件的內(nèi)在缺陷 。這些缺陷可在生存期各個(gè)階段被引入。 ? 錯(cuò)誤 (error)： 故障在一定的環(huán)境條件下的暴露 ，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)了不正常、不正確、不按規(guī)范執(zhí)行的狀態(tài)，稱為軟件出錯(cuò)。 ? 失效 (failure)： 對(duì)錯(cuò)誤不做任何修正和恢復(fù)， 導(dǎo)致系統(tǒng)的輸出不滿足用戶要求 ，稱為軟件的一次失效。 62 ? 以上定義的故障、錯(cuò)誤和失效，分別代表了 廣義的“錯(cuò)誤” 在不同的條件下 所對(duì)應(yīng)的術(shù)語。 ? 它們可以理解為：設(shè)計(jì)者的失誤 ─導(dǎo)致系統(tǒng)中留有錯(cuò)誤的設(shè)計(jì) ──缺陷或“ 故障 ” (fault)，這些 故障 導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤執(zhí)行 ──錯(cuò)誤 (error)，由于 錯(cuò)誤 導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤輸出 ──失效 (failure)。 63 ? 故障是物理地或靜態(tài)地存在的 ? 失誤、錯(cuò)誤和失效都是系統(tǒng)的一種動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)瞬即逝的現(xiàn)象 ? 軟件發(fā)生失效標(biāo)志著軟件一次使用壽命的結(jié)束 ? 發(fā)生過失效的軟件通常仍然是可用的。只有當(dāng)軟件頻繁失效，或者公認(rèn)已經(jīng)“過時(shí)”了的時(shí)侯，軟件才被廢棄， 意味著當(dāng)前這一版本軟件使用壽命的終結(jié)。 64 軟件故障產(chǎn)生原因 ? 支持軟件工作的基本條件 (除硬件外的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、編譯程序、微代碼等 )的缺陷 ? 軟件設(shè)計(jì)不當(dāng) ? 加入了允許范圍之外的輸入 65 軟件可靠性的定義 ? 軟件可靠性是軟件在 給定的時(shí)間間隔 及給定的環(huán)境條件 下， 按設(shè)計(jì)要求 ， 成功地運(yùn)行程序 的概率。 ? 環(huán)境條件 ─指的是 軟件的使用環(huán)境 。無論是什么軟件，如果不對(duì)它的使用環(huán)境加以限制，都是會(huì)失效的。這種失效的數(shù)據(jù)，不能用來度量軟件的可靠性。 66 ? 規(guī)定的時(shí)間 ─在定義中，一般采用 “運(yùn)行時(shí)間” t 作為時(shí)間的尺度。因 ? 具體要處理的問題是多種多樣的 ? 其對(duì)應(yīng)的輸入環(huán)境是隨機(jī) ? 程序中相應(yīng)程序路徑的選取也是隨機(jī)的 ? 軟件的失效也是隨機(jī)的 ? 應(yīng)當(dāng)把運(yùn)行時(shí)間 t當(dāng)作隨機(jī)變量來考慮。 67 ? 規(guī)定的功能 ─在考慮軟件可靠性時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)明確 軟件的功能是什么 ， 哪些功能是主要的 ， 哪些功能是次要的 。一般從軟件需求分析說明書和設(shè)計(jì)說明書中可以了解這些情況。 ? 由于功能不同，失效帶來的損失就不一樣。因此，還要明確 哪些失效是致命的 ， 哪些失效是非致命的 ， 哪些又是容易修復(fù)的 。此外，還要明確， 怎樣才算是完成了一個(gè)規(guī)定的功能 。 68 ? 成功地運(yùn)行程序 ─是指不僅程序能正確地運(yùn)行，滿足用戶對(duì)它的功能要求， 而且當(dāng)程序一旦受到意外的傷害，或系統(tǒng)故障時(shí)，能盡快恢復(fù)，仍能正常地運(yùn)行。 69 測試中的可靠性分析 ? 在軟件開發(fā)的過程中， 利用測試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算軟件的可靠性 ，以控制軟件的質(zhì)量是至關(guān)重要的。 ? 推測錯(cuò)誤的產(chǎn)生頻度，即推測錯(cuò)誤產(chǎn)生的時(shí)間間隔 ? 推測殘留在程序中的錯(cuò)誤數(shù) ? 評(píng)價(jià)測試的精確度和覆蓋率 70 推測錯(cuò)誤的產(chǎn)生頻度 ? 估算錯(cuò)誤產(chǎn)生頻度的一種方法是估算平均失效等待時(shí)間 MTTF (Mean Time To Failure) ? MTTF估算公式 (Shooman模型 ) M T T F =IK E E tTT C( ( ))?71 E t E eT K t( ) ( )? ? ? ?1故障累積指數(shù)曲線模型 72 估算軟件中故障總數(shù) ET 的方法 利用 Shooman模型 估算程序中原來錯(cuò)誤總量 ET —瞬間估算 E ttKEIE tIE ttKEIE tIC TTCTC TTCT( ) ( )( ) ( )11122211? ? ???????? ? ???????M T T FM T T F1273 解此方程組 ?( ) ( )( ) ( )Et tt E t t E tE t E tTC CC C??? ? ?? ?2 12 1 1 21 2? ( )( ( ))KI E tt E E tT CT C??? ?11 174 利用最小二乘法進(jìn)行程序原有錯(cuò)誤數(shù)ET及 K的估算 ? 由失效率 ? 整理得 ? 若對(duì)程序進(jìn)行若干次不同的功能測試，可得到一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ? ? ???????KEIE tITTcT( )E tIEI KcTTT( )? ??75 Ec ( ti ), ? ( ti ), i = 1, 2, …, n ? 令 ? 有 ? ? ?? ?1KaEIbE tItTTC iTi i i, ,( ), ( ) ? ? ?? ?i ia b i n? ? ?, , , , 1 2 ?76 ? 用最小二乘法解此方程組，可解出 a、 b的估計(jì)值 ? 最后得到 K, ET 的估計(jì)值 ??, ? ?KaE I bT T? ? ? ?1 利用植入故障法估算程序中原有故障總數(shù) ET ─ 捕獲－再捕獲抽樣法 77 ? 設(shè) Ns 是 在測試前人為地向程序中植入的故障數(shù) ， ns 是 經(jīng)過一段時(shí)間測試后發(fā)現(xiàn)的播種故障數(shù)目 ， n 是 在測試中又發(fā)現(xiàn)的程序原有故障數(shù) 。設(shè) 測試用例發(fā)現(xiàn)植入故障和原有故障的能力相同 ，則 程序中原有故障總數(shù) N ( =ET )估算值為 NNnnss?78 Hyman分別測試法 ? 由兩個(gè)測試員同時(shí)互相獨(dú)立地測試同一程序的兩個(gè)副本，用 t 表示 測試時(shí)間 ，記 t＝ 0時(shí)， 程序中原有故障總數(shù)是 B0；t＝ t1 時(shí)， 測試員甲發(fā)現(xiàn)的故障總數(shù)是 B1； 測試員乙發(fā)現(xiàn)的故障總數(shù)是 B2；其中兩人發(fā)現(xiàn)的 相同故障數(shù)目是 bc；兩人發(fā)現(xiàn)的 不同故障數(shù)目是 bi。 79 ? 在大程序測試時(shí)，頭幾個(gè)月兩個(gè)測試員測試的結(jié)果應(yīng)當(dāng)比較接近， bi 不是很大 。這時(shí)有 ? 如果 bi比較顯著 ， 應(yīng)當(dāng)每隔一段時(shí)間 ，由兩個(gè)測試員再進(jìn)行分別測試 ，分析測試結(jié)果，估算 B0。如果 bi減小，或幾次估算值的結(jié)果相差不多，則 B0作為原有錯(cuò)誤總數(shù)的估算值。 B B Bbc01 2? ?80 測試精確度和測試覆蓋度的評(píng)價(jià) ? 在軟件測試過程中累積發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)，可用帶有平均值函數(shù) m(t) 的非齊次泊松過程 (NHPP)來描述： ? 其中， N是在測試中可能發(fā)現(xiàn)的故障總數(shù)， b是故障發(fā)現(xiàn)率。 ? 當(dāng) N一定時(shí)， b越大，在短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)的故障越多。 ? ?m t N e bt( ) ? ? ?181 82 ? N 可以認(rèn)為是 當(dāng)測試時(shí)間無限延長時(shí) 估計(jì)可能發(fā)現(xiàn)的故障總數(shù) 。由于 ? 測試的不完全，在某些很難發(fā)現(xiàn)的故障未發(fā)現(xiàn)前就可能結(jié)束測試 ? 若程序中潛在的故障較少，則參數(shù) N的估計(jì)誤差較大 ? 因此，只用測試中累積發(fā)現(xiàn)的故障數(shù)來評(píng)價(jià)測試是不夠的。需要從測試的 量的方面 和 質(zhì)的方面 ，全面地評(píng)價(jià)測試。 83 ? SPQL (Software Product Quality Level) 用如下公式度量： SPQL ＝ Ac Cv ? 其中， Ac (Test Accuracy) 是 測試的精確