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软件的可靠性及其保证 王 亮1，李 云2 (1．中船重工集团公司第726研究所，上海200025；2．中科院东海研究站，上海200032) 摘要：介绍软件可靠性与硬件可靠性的区别，分析影响软件可靠性的因素，探索提高软件 可靠性的方法和技术． 关键词：软件重用；容错设计；可靠性 0前言 4)对硬件可采用预防性维护技术预防故障，采 由于应用软件系统规模越做越复杂，导致其可 用断开失效部件的办法诊断故障，而软件则不能采 靠性越来越难以保证．应用本身对系统运行的可靠 用这些技术； 性要求也越来越高，在一些关键的应用领域，如航 5)事先估计可靠性测试和可靠性逐步增长等技 空、航天、潜艇等，其可靠性要求尤为重要．此外， 术对软件和硬件有不同的意义； 在一些公共服务性行业，如银行、保险公司等，其 6)为提高硬件可靠性，可采用冗余技术，而对 软件系统的可靠性也直接关系到其自身的声誉和竞 于软件，冗余技术不能提高可靠性； 争发展能力． 7)硬件可靠性检验方法已建立，并已标准化且 经验表明软件可靠性比硬件可靠性更加难以保 有一整套完整的理论，而软件可靠性验证方法迄今 证，往往会严重影响整个系统的可靠性．在许多项 仍未建立，更没有完整的理论体系； 目的开发过程中，由于对可靠性没有提出明确的要 8)硬件可靠性已有成熟的产品市场，而软件可 求，开发者(．部门)往往不在可靠性方面花费太多 靠性产品市场还很新： 的精力，而只是注重开发的速度、运行结果的正确 9)软件错误是永恒的，可重现的，而一些瞬间 性和用户界面的友好性等内容，最后在投入使用后 的硬件错误可能会被误认为是软件错误。 才发现大量的可靠性问题，增加了维护的困难和工 总的来说，软件可靠性比硬件可靠性更加难以 作量，严重时只有束之高阁，无法投入实际使用． 保证，即使是美国宇航局(NASA)的软件系统， 其可靠性仍比硬件可靠性低一个数量级． 1 软件可靠性与硬件可靠性的区别 软件可靠性与硬件可靠性之间主要存在以下区 2影响软件可靠性的因素 别： 软件可靠性是关于软件能够满足需求功能的性 1)硬件有老化损耗现象，硬件失效是物理故障， 质．软件不能满足需求是因为软件中的差错引起了 是器件物理变化的必然结果，有浴盆曲线现象，而软 软件故障，软件中的差错通常是软件开发各阶段潜 件不发生变化，没有磨损现象，有陈旧落后的问题， 入的人为错误，主要有以下几种类型： 但没有浴盆曲线现象； 1)需求分析定义错误．如用户提出的需求不完 2)硬件可靠性的决定因素是时间，受设计、生 整，用户需求的变更未及时消化，软件开发者(部 产、运用的所有过程影响，而软件可靠性的决定因 门)和用户对需求的理解不同等； 素是与输入数据有关的软件差错，是输入数据和程 2)设计错误．如处理的结构和算法错误，缺乏 序内部状态的函数，更多地决定于人； 对特殊情况和错误处理的考虑等； 3)硬件的纠错维护可以通过修复或更换失效的 3)编码错误．如语法错误，变量初始化错误等； 系统重新恢复功能，而软件只有通过重新设计； 4)测试错误．如数据准备错误，测试用例错误 一24一 船舶标准化工程师 万方数据 等；