4、软件可靠性度量和测试.ppt

第4章 软件可靠性度量和测试 内容提要 4.1软件可靠性 4.1.1 软件可靠性发展史 4.1.2 软件可靠性的定义 4.1.3 软件可靠性的基本数学关系 4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的区别 4.1.5 影响软件可靠性的因素 4.1.6 软件的差错、故障和失效 4.2可靠性模型及其评价标准 4.2.1 软件可靠性模型 4.2.2 软件可靠性模型参数 4.2.3 软件可靠性模型及其应用 4.2.4 软件可靠性模型评价准则 内容提要 4.3软件可靠性测试和评估 4.3.1 软件可靠性评测 4.3.2软件可靠性测试的具体实施过程 4.4提高软件可靠性的方法和技术 4.4.1 建立以可靠性为核心的质量标准 4.4.2 选择开发方法 4.4.3 软件重用 4.4.4 使用开发管理工具 4.4.5 加强测试 4.4.6 容错设计 4.5 软件可靠性研究的主要问题 4.6小结 4.1软件可靠性 用软件系统规模越做越大越复杂，其可靠性越来越难保证。应用本身对系统运行的可靠性要求越来越高，在一些关键的应用领域，如航空、航天等，其可靠性要求尤为重要，在银行等服务性行业，其软件系统的可靠性也直接关系到自身的声誉和生存发展竞争能力。 特别是软件可靠性比硬件可靠性更难保证，会严重影响整个系统的可靠性。 在许多项目开发过程中，对可靠性没有提出明确的要求，开发商（部门）也不在可靠性方面花更多的精力，往往只注重速度、结果的正确性和用户界面的友好性等，而忽略了可靠性。 在投入使用后才发现大量可靠性问题，增加了维护困难和工作量，严重时只有束之高阁，无法投入实际使用。 4.1.1 软件可靠性发展史 软件工程的发展大体上可分为下列四个阶段。 1950年~1958年 1959年~1967年 1968年~1978年 1978年至今 硬件飞速发展，软件不相适应，硬件越来越可靠，而软件虽然采取了许多办法，但常在带有剩余缺陷的情况下发布和部署，使得软件已经成为系统崩溃的主要原因 大部分软件不是十分可靠 4.1.2 软件可靠性的定义 1983年美国IEEE计算机学会对“软件可靠性”一词正式作出了如下的定义： 在规定的条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率，该概率是系统输入和系统使用的函数，也是软件中存在的错误的函数；系统输入将确定是否会遇到已存在的错误（如果错误存在的话）； 在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行所要求的功能的能力。 引言 软件可靠性工程及软件可靠性 软件可靠性工程 应用统计技术，处理在软件开发过程中或（和）运行期间所采集的失效数据，以便详细说明并预计、估计和评价软件的可靠性 研究内容包括软件可靠性的基本概念和定义、软件可靠性指标体系、可靠性建模、可靠性设计技术、测试技术和管理技术等 软件可靠性工程处理以下问题： 确定某过程能否提供满足可靠性要求的代码 为过程改进提供度量 预测软件维护阶段的失效率，确定软件维护工作量 帮助进行安全性认证 确定交付软件产品的时间或停止测试的时机 估计下次故障的可能时间 为软件更新或升级，标识需要重新设计的主要部件 测定软件的可靠性 软件可靠性 可靠性是软件的13个质量因素中最关键、最重要的 软件可靠性是指在规定时间和条件下软件无故障运行的概率，是系统功能或软件产品中存在的缺陷的函数 软件故障产生的原因是软件缺陷，但缺陷并不一定导致故障的产生，高缺陷率的软件的可靠性不一定就差 软件失效意味着软件运行中断或者无法完成所规定的任务 几个值得关注的问题： 软件的运行环境：软件可靠性与运行环境密切相关 软件运行的时间间隔：商业软件需要较高的运行时间间隔（较长的运行寿命），而任务关键软件则需要在短时间内高效运行 软件失效的时机是随机的 不同于软件的正确性，对于持续运行的软件其可靠性最终将归于零（以失效结束）；但正确性是软件的特定的某次运行结果，要么为1，要么为0 4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的区别 软件和硬件在可靠性特征上的差异，主要有以下几点: 最明显的是硬件有老化损耗现象，硬件失效是物理故障，是器件物理变化的必然结果，有浴盆曲线现象；软件不发生变化，没有磨损现象，有陈旧落后的问题，没有浴盆曲线现象。 硬件可靠性的决定因素是时间，受设计、生产、运用的所有过程影响，软件可靠性的决定因素是与输入数据有关的软件差错，是输入数据和程序内部状态的函数，更多地决定于人。 硬件的纠错维护可通过修复或更换失效的系统重新恢复功能，软件只有通过重设计。 对硬件可采用预防性维护技术预防故障，采用断开失效部件的办法诊断故障，而软件则不能采用这些技术。 事先估计可靠性测试和可靠性的逐步增长等技术对软件和硬件有不同的意义。 为提高硬件可靠性可采用冗余技术，而同一软件的冗余不能提高可靠