软件失效原因分析

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1、软件失效原因分析谢瑞生（中国电子科技集团公司第二十八研究所，江苏南京210007）摘要：从软件与硕件的比较、失效的内外原因、失效的主客观原因等方向出发，通过分析软件生命周期各阶段差错的因果联系，研究软件失效的原因。关键词：软件可靠性；软件失效；原因分析屮图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1672-5468（2009）03-0013-07AnalysisofSoftwareFailureCauseXIERui-sheng(1.The28thResearchInstituteofCETC,Nanj

2、ing210007,China)Abstract：Bycomparingsoftwareandhardware,theintrinsicandextrinsicfactors,andthesubjectiveandobjectivefactorsofsoftwarefailures,themaincauseofasoftwarefailurewasconeludedbyanalyzingthecausalityoferrorsinvariousstagesofthesoftwarelifecycle・K

3、eywords：softwarereliability；softwarefailure；causeanalysis收稿日期：2009-01-07修冋日期：2009-05-11作者简介：谢瑞生（1965-）,男，江西吉安人，屮国电子科技集团公司笫二十八研究所高级工程师.从爭软件开发工作。1引言1.1问题的捉出当系统功能和性能主要通过软件实现时，系统的研制需要开展软件可靠性设计、软件可靠性保证、软件可靠性测评等工作。目前国内的可靠性工作主要针对基于硬件设备或以硬件设备为主的系统，对于以软件为主的系统，工作开

4、展得很少。在工作屮我们发现造成软件失效的原因很多，要开展好软件可靠性工作，必须找到造成软件不可旅的原因即软件失效的原因。所谓软件失效（softwarefailure）,就是指软件出现如卜•3种情况：1）功能部件执行其功能的能力丧失；2）系统或系统部件丧失了在规定的限度内执行所要求功能的能力；3）程序操作背离了程序要求。在实际的应用屮，软件失效表现为：1）死机：软件停止输出或软件对输入不发生响应；2）运行速度不匹配：数据接受（输入）或输出的速度与系统的需求不符；3）计算梢度不够：某一或某些输出参数值的计算

5、梢度不合要求；4）倫出项缺损：缺少某些必要的输出值；5）输出项多余：软件输出了系统不期望的数据/指令。1.2软件与硕件的比较我们对于硕件的可靠性相关问题己经有了一个比较清晰的理解，所以为了分析软件失效的原因，将软件、硕件及其可靠性作一个对比（如表1所示），将有助于问题的解决。2可测控研制主要是紧张的脑力劳动，本质不只是脑力劳动，过程冇形，便于测性上无形，看不见，难测控。控。3缺陷形不可靠问题基本上是开发过程中人不可靠问题不只是设计问题，在生产成为差错造成的缺陷所引起的。和使用过程中也会产生新的故障。4失

6、效形程腭是指令序列，即使每条指令本硕件失效总是由其零部件或其组合的成身都正确，但在执行时英逻辑组合状态变化万千，不一定完全正确。故障所引起。5故障系统的数学模型是离散的，瓦输入前兆在合理范围内的微小变化可能引起输出的巨大变化，故障的形成无物理原因，失效的发展取决于输入值和运行状态的组合，无前兆。系统在正常工作条件下其行为是渐变的，故障的形成和失效的发生一燉都有物理原因，有前兆。c）理解性差错需求分析人员误解了使用方的用户需求。d）潜在性差错分析人员未能根10故障故障难以定位，失效现彖往往不在故障校易定位

7、，失效部件的物理参数定位失效部件显现。常常发生明显变化。故障•惟有重新设计、编码或通过检测排维修可提高系统的功能或提高使用可排除错，才可提高可靠性。靠性。失效率失效率随错误排除而下降。失效率变化如浴盆曲线。分布可靠性只能通过不同软件兀余来提高软件提高可靠性.相同冗余不会提高可靠性。可通过冗余提高系统的可靠性。报废原因软件报废的主耍原因是软件版本的功能己不能满足用户新的需求。硬件报废的主要原因则是产殆经过长时间的使用，已经进入损耗是小气，无法继续正常工作。据用户提出的需求分析出其潜在的需求。e）超越性差错

8、用户捉出超过实现能力的需求，分析人员未分析出其不合理性。需求差错还可能发生在其它阶段，它们是：1）概要设计没有完全实现需求规范;由上表可看出，软硬件实效的原因、表现均不和同，下而将具体分析造成软件失效的内外原因与主客原因。2失效原因分析2i内在原因2.1.1软件生命周期各阶段可能产生的错误软件生命周期包括需求分析、设计与编码、测试与系统集成、运行维护等阶段。在运行维护阶段软件产品的品质己经形成，造成其失效的原因属于外部原因。2.1.1.1需