【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 是一個(gè)隨機(jī)變量是一個(gè)隨機(jī)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(shí)，首先應(yīng)當(dāng)明確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(shuō)明和設(shè)計(jì)說(shuō)明中可以了解這些情況。軟件需求分析說(shuō)明和設(shè)計(jì)說(shuō)明中可以了解這些情況。u由于功能不同，失效帶來(lái)的損失就不一樣。因此，還由于功能不同，失效帶來(lái)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(gè)規(guī)定的功能成了一個(gè)規(guī)定的功能 。n 成功地運(yùn)行程序成功地運(yùn)行程序u指不僅程序能正確地運(yùn)行，滿足用戶對(duì)它的功能要求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)，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。能盡快恢復(fù)，仍能正常地運(yùn)行。 軟件可靠性定義（續(xù)） 測(cè)試中的可靠性分析n 利用測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算軟件的可靠性利用測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估算軟件的可靠性u(píng)推測(cè)錯(cuò)誤的產(chǎn)生頻度，即推測(cè)錯(cuò)誤產(chǎn)生的時(shí)間間推測(cè)錯(cuò)誤的產(chǎn)生頻度，即推測(cè)錯(cuò)誤產(chǎn)生的時(shí)間間隔隔F估算錯(cuò)誤產(chǎn)生頻度的一種方法是估算平均失效等估算錯(cuò)誤產(chǎn)生頻度的一種方法是估算平均失效等待時(shí)間待時(shí)間 MTTF (Mean Time To Failure)u推測(cè)殘留在程序中的錯(cuò)誤數(shù)推測(cè)殘留在程序中的錯(cuò)誤數(shù)u評(píng)價(jià)測(cè)試的精確度和覆蓋率評(píng)價(jià)測(cè)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(cè)試的精確度，它反映了測(cè)試測(cè)試的精確度，它反映了測(cè)試的的 質(zhì)量質(zhì)量 ；測(cè)試質(zhì)量可以用測(cè)試的；測(cè)試質(zhì)量可以用測(cè)試的 故障捕捉率故障捕捉率 和和 遺漏率遺漏率來(lái)衡量來(lái)衡量uCv (Test Coverage) —— 測(cè)試的覆蓋度，它反映了測(cè)試測(cè)試的覆蓋度，它反映了測(cè)試的的 數(shù)量數(shù)量 。測(cè)試數(shù)量可以是。測(cè)試數(shù)量可以是 執(zhí)行的測(cè)試用例數(shù)執(zhí)行的測(cè)試用例數(shù) 、 確認(rèn)的確認(rèn)的程序路徑數(shù)程序路徑數(shù) 等等等等 SPQL評(píng)價(jià)n Ac的意義的意義 ：表明在測(cè)試的過(guò)程中以多大的把：表明在測(cè)試的過(guò)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(cè)定測(cè)定 ：預(yù)先植入播種故障，然后通過(guò)測(cè)：預(yù)先植入播種故障，然后通過(guò)測(cè)試，根據(jù)播種故障的捕捉率來(lái)推測(cè)原有故障的試，根據(jù)播種故障的捕捉率來(lái)推測(cè)原有故障的捕獲率。捕獲率。 測(cè)試精確度 Acn Cv的意義的意義 ：表明在整個(gè)測(cè)試期間發(fā)現(xiàn)軟件潛：表明在整個(gè)測(cè)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(cè)定的測(cè)定 ：可通過(guò)被測(cè)對(duì)象軟件潛在的原有：可通過(guò)被測(cè)對(duì)象軟件潛在的原有故障的捕捉率來(lái)測(cè)定的。故障的捕捉率來(lái)測(cè)定的。 測(cè)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(dá)到軟件產(chǎn)品的可靠性要求而進(jìn)行的一系為了達(dá)到軟件產(chǎn)品的可靠性要求而進(jìn)行的一系列軟件工程活動(dòng)。列軟件工程活動(dòng)。?軟件可靠性工程涉及以下四方面活動(dòng)和有關(guān)技軟件可靠性工程涉及以下四方面活動(dòng)和有關(guān)技術(shù)：術(shù)：?軟件可靠性軟件可靠性 分析分析 ：進(jìn)行軟件可靠性的需求分析、指：進(jìn)行軟件可靠性的需求分析、指標(biāo)分配、故障樹(shù)分析、故障模式和影響分析、軟件標(biāo)分配、故障樹(shù)分析、故障模式和影響分析、軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中有關(guān)軟件可靠性的的特性分析開(kāi)發(fā)過(guò)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(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) ：： 進(jìn)行防錯(cuò)設(shè)計(jì)、容錯(cuò)設(shè)進(jìn)行防錯(cuò)設(shè)計(jì)、容錯(cuò)設(shè)計(jì)、檢錯(cuò)設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)設(shè)計(jì)、故障恢復(fù)設(shè)計(jì)、軟件可計(jì)、檢錯(cuò)設(shè)計(jì)、糾錯(cuò)設(shè)計(jì)、故障恢復(fù)設(shè)計(jì)、軟件可靠性增長(zhǎng)靠性增長(zhǎng) …… 軟件可靠性工程?軟件可靠性軟件可靠性 測(cè)量測(cè)量 、 測(cè)試和評(píng)估測(cè)試和評(píng)估 ：： 在軟件生存周期各階在軟件生存周期各階段進(jìn)行有關(guān)軟件可靠性設(shè)計(jì)、制造和管理方面的段進(jìn)行有關(guān)軟件可靠性設(shè)計(jì)、制造和管理方面的 屬性測(cè)屬性測(cè)量量 ，進(jìn)行基于軟件運(yùn)行剖面的測(cè)試用例隨機(jī)輸入的軟件，進(jìn)行基于軟件運(yùn)行剖面的測(cè)試用例隨機(jī)輸入的軟件測(cè)試測(cè)試 、軟件可靠性、軟件可靠性 預(yù)計(jì)預(yù)計(jì) 、軟件可靠性、軟件可靠性 估計(jì)估計(jì) 、軟件可靠性、軟件可靠性驗(yàn)證、驗(yàn)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(jì)和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)則以及對(duì)軟件開(kāi)發(fā)各階段軟件可靠必要的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)則以及對(duì)軟件開(kāi)發(fā)各階段軟件可靠性相關(guān)的過(guò)程和產(chǎn)品的要求，依據(jù)上述有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)和性相關(guān)的過(guò)程和產(chǎn)品的要求，依據(jù)上述有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果控制和改進(jìn)開(kāi)發(fā)過(guò)程，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，改進(jìn)費(fèi)分析結(jié)果控制和改進(jìn)開(kāi)發(fā)過(guò)程，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理，改進(jìn)費(fèi)用效益關(guān)系，改進(jìn)開(kāi)發(fā)過(guò)程，對(duì)采購(gòu)或重用的軟件進(jìn)行用效益關(guān)系，改進(jìn)開(kāi)發(fā)過(guò)程，對(duì)采購(gòu)或重用的軟件進(jìn)行可靠性管理，可靠性管理， …… 軟件可靠性工程（續(xù)）?實(shí)施軟件可靠性工程要解決三個(gè)問(wèn)題實(shí)施軟件可靠性工程要解決三個(gè)問(wèn)題?即軟件可靠性指標(biāo)的確定與分配即軟件可靠性指標(biāo)的確定與分配?軟件可靠性要求的實(shí)現(xiàn)軟件可靠性要求的實(shí)現(xiàn)?軟件可靠性的驗(yàn)證。軟件可靠性的驗(yàn)證。 軟件可靠性工程（續(xù)） 為什么要實(shí)施為什么要實(shí)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(kāi)發(fā)中的大多數(shù)重要問(wèn)題，提升競(jìng)爭(zhēng)力能夠解決軟件開(kāi)發(fā)中的大多數(shù)重要問(wèn)題，提升競(jìng)爭(zhēng)力216。2. SRE is a proven, standard, widespread best practice.經(jīng)過(guò)證實(shí)的、權(quán)威的、普遍的最佳工程實(shí)踐經(jīng)過(guò)證實(shí)的、權(quán)威的、普遍的最佳工程實(shí)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(jì)劃、進(jìn)度非常合理的計(jì)劃、進(jìn)度非常合理216。6. SRE has additional advantages. 其他優(yōu)勢(shì)其他優(yōu)勢(shì) 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準(zhǔn)則準(zhǔn)則對(duì)軟件可靠性的要求應(yīng)該是對(duì)軟件可靠性的要求應(yīng)該是 Just Right， 這與軟件測(cè)試的這與軟件測(cè)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(biāo)，比如故障率216。2. 選定故障率的公共測(cè)量方法選定故障率的公共測(cè)量方法216。3. 為每個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)定系統(tǒng)總目標(biāo)故障率為每個(gè)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)定系統(tǒng)總目標(biāo)故障率 FIO ( failure intensity objective) 216。4. 開(kāi)展如下工作：開(kāi)展如下工作：216。 A. 找出軟件的總找出軟件的總 FIO216。 B. 設(shè)計(jì)軟件可靠性策略，用最低的開(kāi)發(fā)成本，來(lái)滿足軟件設(shè)計(jì)軟件可靠性策略，用最低的開(kāi)發(fā)成本，來(lái)滿足軟件FIO和目標(biāo)進(jìn)度的要求，和目標(biāo)進(jìn)度的要求， 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準(zhǔn)則準(zhǔn)則?如何確定可靠性指標(biāo)如何確定可靠性指標(biāo)252。采用用戶（系統(tǒng)）能觀察到且可驗(yàn)證的指標(biāo)采用用戶（系統(tǒng)）能觀察到且可驗(yàn)證的指標(biāo)252。依據(jù)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)進(jìn)行分配依據(jù)系統(tǒng)可靠性指標(biāo)進(jìn)行分配252。分配時(shí)按軟件安全關(guān)鍵程度適當(dāng)加權(quán)分配時(shí)按軟件安全關(guān)鍵程度適當(dāng)加權(quán)252。給出指標(biāo)時(shí)明確驗(yàn)收方法給出指標(biāo)時(shí)明確驗(yàn)收方法 軟件可靠性工程（續(xù)） Just Right準(zhǔn)則準(zhǔn)則252。 常用的軟件可靠性指標(biāo)常用的軟件可靠性指標(biāo)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(jī)時(shí)間機(jī)時(shí)間5 分鐘分鐘 /年年5 分鐘分鐘 /月月 or 1 小時(shí)小時(shí) /年年10 分鐘分鐘 /周周 or 9小時(shí)小時(shí) /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(píng)估評(píng)估測(cè)試測(cè)試運(yùn)行運(yùn)行軟件配置和規(guī)格說(shuō)明書(shū) 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(cè)選取測(cè)試用例試用例構(gòu)造運(yùn)構(gòu)造運(yùn)行剖面行剖面被測(cè)軟件軟件可靠性模型激勵(lì)器激勵(lì)器 主控機(jī)主控機(jī) 仿真器仿真器輸入信號(hào)信息輸入信號(hào)信息輸出信號(hào)控制輸出信號(hào)控制運(yùn)行剖面構(gòu)造運(yùn)行剖面構(gòu)造測(cè)試用例生成測(cè)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(píng)估、預(yù)計(jì)可靠性評(píng)估、預(yù)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄測(cè)試用例實(shí)時(shí)控制命令實(shí)時(shí)輸入信號(hào) 實(shí)時(shí)運(yùn)行結(jié)果控制命令 軟件可靠性的測(cè)試與驗(yàn)證結(jié)果結(jié)果分析分析排錯(cuò)與排錯(cuò)與回歸測(cè)試回歸測(cè)試評(píng)估和評(píng)估和預(yù)計(jì)預(yù)計(jì)參數(shù)參數(shù)估計(jì)估計(jì)停止停止測(cè)試測(cè)試測(cè)試測(cè)試運(yùn)行運(yùn)行軟件配置和規(guī)格說(shuō)明書(shū) 剖面 用例結(jié)果預(yù)期結(jié)果和故障判據(jù)軟件目標(biāo)值未達(dá)目標(biāo)已達(dá)目標(biāo)參數(shù) 軟件可靠性模型選取測(cè)選取測(cè)試用例試用例構(gòu)造運(yùn)構(gòu)造運(yùn)行剖面行剖面被測(cè)軟件 軟件可靠性的測(cè)試與驗(yàn)證（續(xù)）4 軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的質(zhì)量控制n 軟件開(kāi)發(fā)的主要階段軟件開(kāi)發(fā)的主要階段n 軟件開(kāi)發(fā)各階段的質(zhì)量控制軟件開(kāi)發(fā)各階段的質(zhì)量控制n 評(píng)審在質(zhì)量控制中的作用評(píng)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(jì)設(shè)計(jì) 概要設(shè)計(jì)概要設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)n 代碼編寫(xiě)和單元測(cè)試代碼編寫(xiě)和單元測(cè)試n 軟件測(cè)試軟件測(cè)試