【文章內(nèi)容簡介】 ， 是一個隨機變量是一個隨機變量n 規(guī)定的功能規(guī)定的功能u在考慮軟件可靠性時，首先應(yīng)當明確在考慮軟件可靠性時，首先應(yīng)當明確 軟件的功能是什軟件的功能是什么么 ， 哪些功能是主要的哪些功能是主要的 ， 哪些功能是次要的哪些功能是次要的 。一般從。一般從軟件需求分析說明和設(shè)計說明中可以了解這些情況。軟件需求分析說明和設(shè)計說明中可以了解這些情況。u由于功能不同，失效帶來的損失就不一樣。因此，還由于功能不同，失效帶來的損失就不一樣。因此，還要明確要明確 哪些失效是致命的哪些失效是致命的 ， 哪些失效是非致命的哪些失效是非致命的 ， 哪哪些又是容易修復(fù)的些又是容易修復(fù)的 。此外，還要明確。此外，還要明確， 怎樣才算是完怎樣才算是完成了一個規(guī)定的功能成了一個規(guī)定的功能 。n 成功地運行程序成功地運行程序u指不僅程序能正確地運行，滿足用戶對它的功能要求指不僅程序能正確地運行，滿足用戶對它的功能要求， 而且當程序一旦受到意外的傷害，或系統(tǒng)故障時，而且當程序一旦受到意外的傷害，或系統(tǒng)故障時，能盡快恢復(fù)，仍能正常地運行。能盡快恢復(fù)，仍能正常地運行。 軟件可靠性定義（續(xù)） 測試中的可靠性分析n 利用測試的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，估算軟件的可靠性利用測試的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，估算軟件的可靠性u推測錯誤的產(chǎn)生頻度，即推測錯誤產(chǎn)生的時間間推測錯誤的產(chǎn)生頻度，即推測錯誤產(chǎn)生的時間間隔隔F估算錯誤產(chǎn)生頻度的一種方法是估算平均失效等估算錯誤產(chǎn)生頻度的一種方法是估算平均失效等待時間待時間 MTTF (Mean Time To Failure)u推測殘留在程序中的錯誤數(shù)推測殘留在程序中的錯誤數(shù)u評價測試的精確度和覆蓋率評價測試的精確度和覆蓋率n SPQL:軟件產(chǎn)品質(zhì)量水平軟件產(chǎn)品質(zhì)量水平 (Software Product Quality Level)n SPQL 用如下公式度量：用如下公式度量： SPQL ＝＝ AcCv 其中其中uAc (Test Accuracy) —— 測試的精確度，它反映了測試測試的精確度，它反映了測試的的 質(zhì)量質(zhì)量 ；測試質(zhì)量可以用測試的；測試質(zhì)量可以用測試的 故障捕捉率故障捕捉率 和和 遺漏率遺漏率來衡量來衡量uCv (Test Coverage) —— 測試的覆蓋度，它反映了測試測試的覆蓋度，它反映了測試的的 數(shù)量數(shù)量 。測試數(shù)量可以是。測試數(shù)量可以是 執(zhí)行的測試用例數(shù)執(zhí)行的測試用例數(shù) 、 確認的確認的程序路徑數(shù)程序路徑數(shù) 等等等等 SPQL評價n Ac的意義的意義 ：表明在測試的過程中以多大的把：表明在測試的過程中以多大的把握捕捉了軟件中潛在的故障。握捕捉了軟件中潛在的故障。n Ac的的 測定測定 ：預(yù)先植入播種故障，然后通過測：預(yù)先植入播種故障，然后通過測試，根據(jù)播種故障的捕捉率來推測原有故障的試，根據(jù)播種故障的捕捉率來推測原有故障的捕獲率。捕獲率。 測試精確度 Acn Cv的意義的意義 ：表明在整個測試期間發(fā)現(xiàn)軟件潛：表明在整個測試期間發(fā)現(xiàn)軟件潛在故障的可能性有多大。在故障的可能性有多大。n Cv的測定的測定 ：可通過被測對象軟件潛在的原有：可通過被測對象軟件潛在的原有故障的捕捉率來測定的。故障的捕捉率來測定的。 測試覆蓋率 Cv?軟件可靠性工程軟件可靠性工程 (SRE)Software Reliability Engineering：：?為了達到軟件產(chǎn)品的可靠性要求而進行的一系為了達到軟件產(chǎn)品的可靠性要求而進行的一系列軟件工程活動。列軟件工程活動。?軟件可靠性工程涉及以下四方面活動和有關(guān)技軟件可靠性工程涉及以下四方面活動和有關(guān)技術(shù)：術(shù)：?軟件可靠性軟件可靠性 分析分析 ：進行軟件可靠性的需求分析、指：進行軟件可靠性的需求分析、指標分配、故障樹分析、故障模式和影響分析、軟件標分配、故障樹分析、故障模式和影響分析、軟件開發(fā)過程中有關(guān)軟件可靠性的的特性分析開發(fā)過程中有關(guān)軟件可靠性的的特性分析 ……?軟件可靠性軟件可靠性 設(shè)計和實現(xiàn)設(shè)計和實現(xiàn) ：： 進行防錯設(shè)計、容錯設(shè)進行防錯設(shè)計、容錯設(shè)計、檢錯設(shè)計、糾錯設(shè)計、故障恢復(fù)設(shè)計、軟件可計、檢錯設(shè)計、糾錯設(shè)計、故障恢復(fù)設(shè)計、軟件可靠性增長靠性增長 …… 軟件可靠性工程?軟件可靠性軟件可靠性 測量測量 、 測試和評估測試和評估 ：： 在軟件生存周期各階在軟件生存周期各階段進行有關(guān)軟件可靠性設(shè)計、制造和管理方面的段進行有關(guān)軟件可靠性設(shè)計、制造和管理方面的 屬性測屬性測量量 ，進行基于軟件運行剖面的測試用例隨機輸入的軟件，進行基于軟件運行剖面的測試用例隨機輸入的軟件測試測試 、軟件可靠性、軟件可靠性 預(yù)計預(yù)計 、軟件可靠性、軟件可靠性 估計估計 、軟件可靠性、軟件可靠性驗證、驗證、 ……?軟件可靠性軟件可靠性 管理管理 ：： 確定影響軟件可靠性的因素，制定確定影響軟件可靠性的因素，制定必要的設(shè)計和實現(xiàn)準則以及對軟件開發(fā)各階段軟件可靠必要的設(shè)計和實現(xiàn)準則以及對軟件開發(fā)各階段軟件可靠性相關(guān)的過程和產(chǎn)品的要求，依據(jù)上述有關(guān)測量數(shù)據(jù)和性相關(guān)的過程和產(chǎn)品的要求，依據(jù)上述有關(guān)測量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果控制和改進開發(fā)過程，進行風險管理，改進費分析結(jié)果控制和改進開發(fā)過程，進行風險管理，改進費用效益關(guān)系，改進開發(fā)過程，對采購或重用的軟件進行用效益關(guān)系，改進開發(fā)過程，對采購或重用的軟件進行可靠性管理，可靠性管理， …… 軟件可靠性工程（續(xù)）?實施軟件可靠性工程要解決三個問題實施軟件可靠性工程要解決三個問題?即軟件可靠性指標的確定與分配即軟件可靠性指標的確定與分配?軟件可靠性要求的實現(xiàn)軟件可靠性要求的實現(xiàn)?軟件可靠性的驗證。軟件可靠性的驗證。 軟件可靠性工程（續(xù)） 為什么要實施為什么要實施 軟件可靠性工程軟件可靠性工程 (SRE)？？216。1. SRE can help solve the most important software development problem, making you and your anization more petitive.能夠解決軟件開發(fā)中的大多數(shù)重要問題，提升競爭力能夠解決軟件開發(fā)中的大多數(shù)重要問題，提升競爭力216。2. SRE is a proven, standard, widespread best practice.經(jīng)過證實的、權(quán)威的、普遍的最佳工程實踐經(jīng)過證實的、權(quán)威的、普遍的最佳工程實踐216。3. SRE is widely applicable. 廣泛的適用性廣泛的適用性216。4. SRE cost is low. 低廉的成本低廉的成本216。5. SRE schedule impact is minor. 基于基于 SRE的計劃、進度非常合理的計劃、進度非常合理216。6. SRE has additional advantages. 其他優(yōu)勢其他優(yōu)勢 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準則準則對軟件可靠性的要求應(yīng)該是對軟件可靠性的要求應(yīng)該是 Just Right， 這與軟件測試的這與軟件測試的Good enough一樣，也是權(quán)衡投入產(chǎn)出比的一種原則一樣，也是權(quán)衡投入產(chǎn)出比的一種原則，比如故障率選擇可靠性指標，比如故障率216。2. 選定故障率的公共測量方法選定故障率的公共測量方法216。3. 為每個相關(guān)系統(tǒng)設(shè)定系統(tǒng)總目標故障率為每個相關(guān)系統(tǒng)設(shè)定系統(tǒng)總目標故障率 FIO ( failure intensity objective) 216。4. 開展如下工作：開展如下工作：216。 A. 找出軟件的總找出軟件的總 FIO216。 B. 設(shè)計軟件可靠性策略，用最低的開發(fā)成本，來滿足軟件設(shè)計軟件可靠性策略，用最低的開發(fā)成本，來滿足軟件FIO和目標進度的要求，和目標進度的要求， 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準則準則?如何確定可靠性指標如何確定可靠性指標252。采用用戶（系統(tǒng)）能觀察到且可驗證的指標采用用戶（系統(tǒng)）能觀察到且可驗證的指標252。依據(jù)系統(tǒng)可靠性指標進行分配依據(jù)系統(tǒng)可靠性指標進行分配252。分配時按軟件安全關(guān)鍵程度適當加權(quán)分配時按軟件安全關(guān)鍵程度適當加權(quán)252。給出指標時明確驗收方法給出指標時明確驗收方法 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準則準則252。 常用的軟件可靠性指標常用的軟件可靠性指標252。 MTBF、 MTTF252。 可用性可用性 A252。 MDT（（ Mean Down Time））252。 初期故障初期故障252。 偶然故障偶然故障 軟件可靠性工程（續(xù)） 可靠性指導(dǎo)方針可靠性指導(dǎo)方針Failure ImpactHundreds of deaths, more than $109 costOne or two deaths around $106 costAround $1000 costAround $100 costAround $10 costTypical FIO(Failures/hr)109106103102101Time Between Failures114,000 years114 years6 weeks100 hr10 hr 軟件可靠性工程（續(xù)）可靠性指導(dǎo)方針的應(yīng)用可靠性指導(dǎo)方針的應(yīng)用可接受的可接受的 Down機時間機時間5 分鐘分鐘 /年年5 分鐘分鐘 /月月 or 1 小時小時 /年年10 分鐘分鐘 /周周 or 9小時小時 /年年可靠性可靠性5 nines()4 nines()3 nines() 可靠性指導(dǎo)方針的應(yīng)用可靠性指導(dǎo)方針的應(yīng)用 軟件可靠性工程（續(xù)）結(jié)果結(jié)果分析分析可靠性可靠性評估評估測試測試運行運行軟件配置和規(guī)格說明書 剖面 用例 結(jié)果預(yù)期結(jié)果和故障判據(jù)失效數(shù)據(jù)選取測選取測試用例試用例構(gòu)造運構(gòu)造運行剖面行剖面被測軟件軟件可靠性模型激勵器激勵器 主控機主控機 仿真器仿真器輸入信號信息輸入信號信息輸出信號控制輸出信號控制運行剖面構(gòu)造運行剖面構(gòu)造測試用例生成測試用例生成網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集 /比較比較 /分析分析可靠性評估、預(yù)計可靠性評估、預(yù)計目標系統(tǒng)目標系統(tǒng)子系統(tǒng)仿真與子系統(tǒng)仿真與數(shù)據(jù)交聯(lián)控制數(shù)據(jù)交聯(lián)控制實時數(shù)據(jù)記錄實時數(shù)據(jù)記錄測試用例實時控制命令實時輸入信號 實時運行結(jié)果控制命令 軟件可靠性的測試與驗證結(jié)果結(jié)果分析分析排錯與排錯與回歸測試回歸測試評估和評估和預(yù)計預(yù)計參數(shù)參數(shù)估計估計停止停止測試測試測試測試運行運行軟件配置和規(guī)格說明書 剖面 用例結(jié)果預(yù)期結(jié)果和故障判據(jù)軟件目標值未達目標已達目標參數(shù) 軟件可靠性模型選取測選取測試用例試用例構(gòu)造運構(gòu)造運行剖面行剖面被測軟件 軟件可靠性的測試與驗證（續(xù)）4 軟件開發(fā)過程中的質(zhì)量控制n 軟件開發(fā)的主要階段軟件開發(fā)的主要階段n 軟件開發(fā)各階段的質(zhì)量控制軟件開發(fā)各階段的質(zhì)量控制n 評審在質(zhì)量控制中的作用評審在質(zhì)量控制中的作用n 系統(tǒng)分析和軟件定義系統(tǒng)分析和軟件定義n 軟件需求分析軟件需求分析n 設(shè)計設(shè)計 概要設(shè)計概要設(shè)計 詳細設(shè)計詳細設(shè)計n 代碼編寫和單元測試代碼編寫和單元測試n 軟件測試軟件測試