论文-浅析计算机软件可靠性设计

.浅析计算机软件可靠性设计 摘要：本文介绍了软件可靠性设计的基本概念,软件故障产生的机理,软件质量的可靠性参数,并且着重介绍了软件可靠性设计方法。 关键词：计算机软件；可靠性设计；机理；参数 随着科学技术的不断进步，软件可靠性成为我们关注的一个问题，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，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。本文仅就软件可靠性工程在软件开发过程中的应用谈谈自己的认识。 1软件可靠性设计的基本概念 1.1 软件及软件故障。软件本质上是一种把一组离散输入变成一组离散输出的工具,它由一组编码语句组成,这些语句的功能基本上是以下功能之一:(1)计算一个表达式并将其结果存储在单元里;(2)决定下一步要执行哪个语句;(3)进行输入/输出控制。 软件产品与硬件产品一样。软件的可靠性工作也是贯穿于软件的整个寿命周期的。软件的寿命周期,是指从软件任务的提出一直到它完成使命,因陈旧而被废弃为止的整个时间历程,这个寿命周期包括了提出要求/规格说明、设计、实现、检验、维护等五个阶段,前四个阶段为开发期,维护阶段为使用期。 1.2 软件可靠性。关于软件可靠性的定义是什么。较多的人认为软件的可靠性与“概率统计的可靠性”的概念密切相关,软件的可靠性是软件在规定的条件下、规定的时间周期内执行所要求功能的能力。软件的可靠度是软件在规定的条件下、规定的时间内不引起系统故障的概率,该概率是系统输入与系统使用的函数。 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,TBSDMTBSD；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 系统不工作次数(一定时期内)。由于软件故障而停止工作,必须由操作者介入再启动才能继续工作的次数。 2.3 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,TBDMTBD(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A99.8%；银行计算机系统,要求A99.9%。 2.4 MTTR。它反映了出现软件缺陷后采取对策的效率。在一定程度上也反映了软件企业对社会服务的责任心。对于在线系统而言,MTT只要求不超过2天,变差系数应小于1。一般的MTTR也应小于7天,变差系数小于1。 2.5 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MDT2)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。3.3 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