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1、2001年4月北京航空航天大学学报April2001第27卷第2期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.27No12软件可靠性参数研究陆民燕(北京航空航天大学工程系统工程系) 摘 要:确定软件可靠性的定量要求是软件可靠性工程面临的首要工作内容.本文讨论了软件可靠性定量要求的意义、特点、描述,对一般的软件可靠性参数进行了分析,提出了结合武器装备特点的软件可靠性参数,并给出了软件可靠性参数的选取及其指标确定应考虑的因素.关 键 词:可靠性;参数;测量;软件;软件可靠性参数中图分类号:TP311
2、文献标识码:A文章编号:100125965(2001)0220241204 软件可靠性工程是一个新兴的领域,按照文行遇到缺陷导致错误的输出即软件失效也是随机献[1]给出的定义,软件可靠性工程是指“应用统的.计技术处理在系统开发和运行期间所采集的数据,以便详细说明、预计、估计和评价基于软件的1 软件可靠性定量要求系统可靠性”.该定义主要强调的是软件可靠性工1.1 软件可靠性定量要求的意义程中的定量工作(或者说是度量部分).从更一般软件可靠性定量要求是保证系统可靠性要求的意义上说,软件可靠性工程应是指“为了满足软的需要.过去,人们常常把软件的可靠度当作1,件的可靠性要求而进
3、行的一系列设计、分析、测试但是,随着计算机系统应用的日益深入、广泛和复等工作”.杂化,由于软件的问题而导致的系统的失效已越确定软件可靠性要求是开展软件可靠性工程来越为人们所关注,人们已越来越清醒地认识到:工作要面临的首要问题.一般来讲,和硬件一样,系统中软件的可靠度远不是1.许多事实表明,目软件可靠性要求也同样应该包括定性要求和定量前的软件可靠性水平一般都比硬件的水平要低.要求.本文试图研究软件可靠性定量要求的主要因此,为了保证、满足系统的可靠性水平,不仅要问题,即软件可靠性定量要求应选用什么参数,确对硬件的可靠性提出要求,还必须相应地对软件定指标时应考虑哪些因素.的可靠
4、性提出要求.对软件产品具有可靠性程度的定量评估称为确定可靠性要求可以使用户和开发人员找出软件可靠性度量.软件可靠性度量参数(常简称软影响系统整体可靠性的关键部分,对可能不可靠件可靠性参数)是指表示软件可靠性的一个或几个变量.软件可靠性指标是指从用户的角度对产的部分进行重新设计,提高其可靠性.品的可靠性参数应达到的目标值所作的规定.可靠性要求还提供了开发过程要达到的目软件可靠性很难用一个度量参数表示.对于标,在测试阶段,软件主管和开发人员可以预计软不同的软件、不同的应用,可能使用不同的参数.件的可靠性,确定离要求还有多大的差距,再根据和硬件可靠性度量一样,软件可靠性度量也可
5、应这个差距预计达到目标所需的时间及其它资源.用概率论和数理统计的方法、技术,因为软件的失1.2 软件可靠性定量要求的描述特点效呈现出随机性.对软件失效的随机性可以这样1)定量要求应该是面向用户的,即用户可观理解:缺陷在程序中的分布呈现随机性,因为如果测得到的.如果提出“软件的缺陷数小于每千行代知道缺陷的实际位置,就会采取措施加以纠正了;码10个”的要求,显然是用户无法观测得到的.在输入空间中选取的输入是随机的,因此,程序运2)定量要求应该是可测量的.例如,美国喷 收稿日期:1999211219 基金项目:国家部委基金资助项目 作者简介:陆民燕(1963-),女,北京人,高
6、级工程师,100083,北京.242北京航空航天大学学报2001年气动力实验室开发的一个软件,其可靠性定量要率是指在t时刻尚未发生失效的条件下,在t时求描述为“可靠性由关键部件的:MTTF值度量,刻后单位时间内发生失效的概率.失效强度则是在规定的运行条件下(在需求文档中另作说明),指失效数均值随时间的变化率,即假设软件在t软件MTTF大于或等于720h的置信度应为时刻发生的失效数为N(t),显然,N(t)是一个随90%”.机数,且随时间t的变化而不同,即{N(t),t>0}3)定量要求应给出单边置信区间和相应的为一随机过程.设u(t)为随机变量N(t)的均置信度.如前一个
7、例子中,除了给出单边置信区间du(t)值,即有u(t)=E[N(t)],则λ(t)=为t[720,∞)外,还需给出相应的置信度90%.dt1.3 与软件可靠性定量要求相配套的其它描述时刻的失效强度.1)软件失效的定义.失效定义是判断软件失从定义可以看出,失效率和失效强度是2个效的依据,必须在软件需求说明中明确加以定义.不同的概念,失效率的定义和硬件可靠性中瞬时2)软件失效严重等级的定义.软件的定量要失效率的定义是完全一致的,是基于寿命的观点求可以针对不同等级的失效给出,此时,必须明确给出的,它是一个条件概率密度.而失效强度则是
