软件可靠性工程学综述

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1、万方数据第36卷第2期计算机科学V01．36No．22009年2月ComputerScienceFeb．2009软件可靠性工程学综述郑艳艳1郭伟2徐仁佐1(武汉大学软件工程国家重点实验室武汉430072)1(武汉大学计算机学院武汉430072)2摘要软件可靠性工程学定量评价软件系统的可靠性，是开发并维护软件系统的一种工程学技术。回顾了软件可靠性工程学的历史、目前的趋势以及现存的问题和困难。提出了软件可靠性工程学中未来可能的方向和有前景的研究课题。关键词软件可靠性工程学，容错，建模，数据收集，度量，测试OverviewofSoftwareRe

2、liabilityEngineeringZHENGYan-yanlGUOWei2XURen—ZU01(StateKeyLabofSoftwareEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430072，China)1(SchoolofComputer，WuhanUniversity，Wuhan430072，Clhina)2AbstractSoftwarereliabilityengineeringisfocusedonengineeringtechniquesfordevelopingandmaintainingsof

3、twaresystemswhosereliabilitycanbequantitativelyevaluated．Wereviewedthehistoryofsoftwarereliabilityengineering，thecurrenttrendsandexistingproblems，andspecificdifficulties．Possiblefuturedirectionsandpromisingresearchsubjectsinsoftwarereliabilityengineeringwerealsoaddressed．K

4、eywordsSoftwarereliabilityengineering，Faulttolerant，Modeling，Datacollecting，Metric，Testing1引言早在上世纪60年代，就有人提出了“软件危机”，而软件不可靠是造成软件危机的重要原因[1]。软件可靠性工程学为理解软件的可靠性，管理软件质最，保证商业产品竞争性优势给出了希望。但现今的软件可靠性工程学还没有真正达到我们所期望的目标[2]。软件可靠性工程学的核心是软件可靠性。软件可靠性定义为：给定时间内、给定环境下软件无故障运行的概率b“]。软件可靠性对软件故障

5、进行了量化，是软件质量中的主要因素。软件可靠性工程学(sRE)是对基于软件的系统操作行为的定量研究，且与用户的可靠性需求相关睁8

6、。现有的SRE技术存在一些缺点，如故障数据的收集在时间上太迟；实验室内收集的故障数据不够精确；SRE技术或建模方法基于一些不现实的假设，使得结果过于乐观。虽然多个行业都有软件可靠性模型的成功实例，但对于现代软件系统，仍然迫切需要可信的软件可靠性技术。在下面的章节中，我们将讨论软件可靠性工程学的过去、现在和将来。首先概述一些已有的技术和应用，然后介绍目前的趋势以及所关注的问题。最后，我们提出了软件可靠性工程学将来可

7、能的方向。2历史上的软件可靠性工程学技术国内软件可靠性研究始于上世纪80年代初，徐仁佐在软件可靠性建模等方面做了有益的探索，并开发了软件可靠性专家系统SRES[⋯。黄锡滋、蔡开元、何国伟等在软件可靠性理论和工程实践等方面也做了研究，包括软件可靠性分配、软件可靠性管理、软件可靠性模型应用选择、软件可靠性测试、软件可靠性度量体系等E”]。图1为软件可靠性工程过程概图。确定可靠性目标h一开发操作剖面继续测试可满足可靠性目标吗?执行软件蒯试收集故障数据采用软件可靠性工具选择台适的软件可靠性模型使用鞍件可靠性模型计算目前的可靠性是开始配置验证领域中的

8、可靠性反馈给下次发布图1软件可靠性工程过程概图国外基于软件故障生命周期已经提出了若干技术来解决软件可靠性工程学问题。包括故障生命周期技术及软件可靠性和度量。文献E11]总结了故障生命周期的4种技术：错误预防；错误排除；错误容忍；错误／故障预测。软件可靠性建模的主要任务是错误／故障预测，即估计(度量目前状态)和预计到稿日期：2008—03—03郑艳艳(1975一)，女，博士研究生，研究方向为软件可靠性、软件-丁程，E-mail：zhengyy03@sho,,corn；郭伟(1966--)，男，博士，高工．研究方向为软件工程、计算机网络；徐仁佐

9、(1946一)，男．教授，博士生导师，研究方向为软件可靠性、软件测试、软件工程等。·20·万方数据(评价将来状态)软件系统的可靠性。文献[12，13]叙述了对软件可靠性模型的历史