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软件可靠性参数与设计研究

发布时间:2014-07-28 20:32
  2.软件质量的可靠性参数
  2.1 系统平均不工作间隔时间(MTBSD或MTBD)。设d为软件正常工作总时间,d为系统由于软件故障而停止工作的次数,则定义TBSD=Tv/(d+1)。式中,TBSD—MTBSD;Tv—软件正常工作总时间(h);d—系统由于软件故障而停止工作的次数。MTBSD反映了系统的稳定性。
  2.2 可用度A。设Tv为软件正常工作总时间,TD为由于软件故障使系统不工作的时间,则定义A=TV/(TV+TD)。它反映了系统的稳定性,亦可表达为A=TBD/(TBD+TDT)。式中,TBD—MTBD(h),TDT—平均不工作时间,以下简称MDT(h)。对一般生产用计算机系统,要求A≥99.8%;银行计算机系统,要求A>99.9%。
  2.3 平均不工作时间(MDT)。即由于软件故障,系统不工作的均值。对在线系统而言。MDT要求不超过10min一般的MDT<30min。 一般以软件交付使用后的三个月内为初期故障期。初期故障率的大小取决于软件设计水平、检查项日数、软件规模、软件调试彻底与否等因素。
  2.4 偶然故障率。一般以软件交付给使用方四个月后为偶然故障期,偶然故障率以每1000h的故障数为单位,它反映了软件处于稳定状态下的质量。一般最少要求偶然故障率不超过1,即每千小时不到1个故障,亦即MTBF超过1000h。
  使用方不按照软件规范及说明等使用造成的错误叫使用方误用。在总使用次数中,使用方误用次数占的百分率叫使用方误用率。造成使用方误用的原因之一是使用方对说明理解不深,操作不熟练,但也有可能是说明没有讲得很清楚而引起误解。其他的原因还有软件系统的可操作性还应改进、对使用方的使用培训还要更深入等等。
  3.软件可靠性设计方法
  结构化程序设计。
  软件结构对软件的可靠性具有重要的意义。结构良好的程序易于编写、检查,便于查错定位、修改和维护。结构化程序设计(也称为模块化程序设计)把程序要求分成若干独立的、更小的程序要求或模块化的功能要求,分别提出各自的要求/规格说明,并注明是如何与程序中的其他部分接口,还必须指出所有的输入与输出,以及测试要求。对每一个更小的程序和模块,可分别编程和测试,使得模块间高度分离。
  容错设计。
  对软件错误所引起的后果特别严重的情况,如飞机的飞行控制系统、空中交通管制系统、核反应堆安全系统等,需采用容错软件。容错设计的途径有:(1)加强软件的健壮性;使程序设计得能够缓解错误的影响,不致造成诸如死锁或崩溃这样的严重后果,并能指出错误源。(2)采用N(>2)版本编程法:即尽可能用不同的算法与编程语言,经不同的班组编制,以提高各软件版本的独立性。这N个软件版本同时在N台计算机上运行,各计算机间能进行高效通信,并作出快速比较,当结果不一致时,按多数表决或预定的策略选择输出。(3)恢复块法:给需要作容错处理的块(基本块)提供备份块,并附加错误检测和恢复措施。
  软件编码。
  在软件结构设计的基础上就可以进行编码,编码产生的缺陷是软件错误的主要来源。一般的编码错误是:键入错代码;数值错误(尤其是单位不统一时易出这类错误);丢失代码(如括号);用了被零除这样不定值的表达式等。为了减少编码错误,实现设计与生产分离,首先由高水平的软件工程师完成结构设计,再由程序设计员完成程序的编制是合理的、必要的,并在编码过程中尽早地查出缺陷予以改正。


本文编号:6801

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