開發(fā)應(yīng)用軟件新技術(shù)課件

提要常見的軟件可靠性指標(biāo)軟件可靠性指標(biāo)分配方法指標(biāo)—幾種常見的指標(biāo)初始故障數(shù)剩余故障數(shù)故障密度(FaultDensity)可靠度失效概率失效強(qiáng)度(FailureIntensity)失效率(FailureRate)平均失效前時(shí)間平均失效間隔時(shí)間指標(biāo)—初始故障數(shù)測試開始時(shí)，軟件中故障的個(gè)數(shù)通過程序度量或可靠性模型對這一度量進(jìn)行估計(jì)指標(biāo)—剩余故障數(shù)經(jīng)測試和故障排除后，尚殘留在軟件中的故障數(shù)通常，根據(jù)測試的故障數(shù)據(jù)和可靠性模型來進(jìn)行估計(jì)的，這是一種較為直觀的度量方式。指標(biāo)—故障密度每條可交付的可執(zhí)行源代碼行的故障個(gè)數(shù)指標(biāo)—可靠度R(t)指在t＝0時(shí)系統(tǒng)正常的條件下，系統(tǒng)在時(shí)間區(qū)間[0,t]內(nèi)能正常運(yùn)行的概率。該指標(biāo)是關(guān)于軟件失效行為的概率描述，是軟件可靠性的基本定義。指標(biāo)—失效概率F(t)是失效時(shí)間少于或等于t的概率。根據(jù)其定義可知它和可靠度R(t)之間存在如下聯(lián)系：

F(t)＝1-R(t)指標(biāo)—失效強(qiáng)度f(t)是失效概率的密度函數(shù)，如果F(t)是可微分的，失效強(qiáng)度f(t)是F(t)關(guān)于時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)。指標(biāo)—失效率λ(t)，又稱風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)(hazardfunction)失效數(shù)與測試用例或操作事件總數(shù)的比。例如：20次失效/KSLOC0.1次失效/CPU小時(shí)指標(biāo)—失效率數(shù)學(xué)定義是軟件在t時(shí)刻沒有發(fā)生失效的條件下，在t時(shí)刻后，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生失效的概率。失效率是失效概率F(t)的條件概率密度，又稱條件失效強(qiáng)度。指標(biāo)—平均失效前時(shí)間MTTF當(dāng)前時(shí)間到下一次失效時(shí)間的均值。指標(biāo)—平均失效間隔時(shí)間MTBF兩次相繼失效之間的時(shí)間間隔的均值。MTBF在實(shí)際使用時(shí)通常是指當(dāng)n很大時(shí)，軟件第n次失效與第n+1次失效之間的平均時(shí)間。當(dāng)軟件從時(shí)刻T1工作到時(shí)刻T2，若發(fā)生了n次失效，則：分配—原則和因素基于功能進(jìn)行分配選定指標(biāo)考慮因素系統(tǒng)總的可靠性指標(biāo)總的任務(wù)時(shí)間CSCI數(shù)量各CSCI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)/操作剖面/關(guān)鍵等級/復(fù)雜度/使用率分配—常用方法順序執(zhí)行分配法并行執(zhí)行分配法操作剖面分配法復(fù)雜度因子分配法重要度分配法分配—順序執(zhí)行分配法前提軟件的各個(gè)CSCI是順序執(zhí)行所有的CSCI都成功執(zhí)行才能保證軟件不失效使用失效率指標(biāo)分配—順序執(zhí)行分配法步驟確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性需求(λs)確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的CSCI數(shù)量(N)對于每個(gè)CSCI，分配可靠性需求(λi)：分配—并行執(zhí)行分配法前提軟件的各個(gè)CSCI是并行執(zhí)行，但這些CSCI代表了整個(gè)軟件的一連串的功能，任何一個(gè)CSCI的執(zhí)行不依賴于前面CSCI的執(zhí)行結(jié)果任何一個(gè)CSCI失效意味著整個(gè)軟件系統(tǒng)失效使用失效率指標(biāo)分配—并行執(zhí)行分配法步驟確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性需求(λs)確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的CSCI數(shù)量(N)對于每個(gè)CSCI，分配可靠性需求(λi)：分配—操作剖面分配法前提軟件可靠性與用戶的使用有關(guān)，對于同一個(gè)軟件，用戶不同的使用方式會導(dǎo)致軟件可靠性的變化。操作剖面用于定義軟件的使用模型，刻畫用戶使用軟件的模式。PF={(item1，p1)，(item2，p2)，…(itemn，pn)}item1∩item2∩……∩itemn＝Φ使用失效率指標(biāo)分配—操作剖面分配法步驟確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性需求(λs)確定確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的操作剖面(PF)對于每個(gè)CSCI，分配可靠性需求(λi)：分配—復(fù)雜度因子分配法前提基于每個(gè)CSCI的相應(yīng)復(fù)雜度分配失效率計(jì)算CSCI復(fù)雜度的方法，如：源代碼行數(shù)、功能點(diǎn)、特征點(diǎn)使用失效率指標(biāo)分配—復(fù)雜度因子分配法關(guān)鍵因素為了保證分配的有效性，對于每個(gè)CSCI必須采用相同的方法。選擇的復(fù)雜度測量必須能按線性比例轉(zhuǎn)化成失效率(如，如果CSCI復(fù)雜度為4倍，失效率指標(biāo)應(yīng)該是等高的比例)。復(fù)雜度更高的CSCI，失效率指標(biāo)也更高。分配—復(fù)雜度因子分配法步驟確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性需求(λs)；確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的CSCI數(shù)量(N)；對于每個(gè)CSCI，確定它的復(fù)雜度因子(Wi)，CSCI的復(fù)雜度越高，Wi值越高；確定系統(tǒng)的任務(wù)持續(xù)時(shí)間(T)；確定系統(tǒng)任務(wù)持續(xù)期內(nèi)，每個(gè)CSCI的活動時(shí)間(τi)；計(jì)算系統(tǒng)的失效率調(diào)節(jié)因子(K)；計(jì)算每個(gè)CSCI分配的失效率指標(biāo)(λi)。分配—復(fù)雜度因子分配法計(jì)算方法失效率調(diào)節(jié)因子每個(gè)CSCI分配的失效率指標(biāo)分配—復(fù)雜度因子分配法例子軟件系統(tǒng)的可靠性需求：λs

=0.0008次失效/任務(wù)小時(shí)軟件系統(tǒng)的CSCI數(shù)量：3個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)持續(xù)時(shí)間：T=4小時(shí)CSCI標(biāo)識復(fù)雜度因子執(zhí)行時(shí)間CSCI114CSCI222CSCI344分配—復(fù)雜度因子分配法計(jì)算系統(tǒng)失效率調(diào)節(jié)因子K==6.0分配—復(fù)雜度因子分配法計(jì)算各CSCI非規(guī)格化失效率指標(biāo)=0.0008(1/6.0)=0.00013次失效/任務(wù)小時(shí)=0.0008(2/6.0)=0.00027次失效/任務(wù)小時(shí)=0.0008(4/6.0)=0.00053次失效/任務(wù)小時(shí)分配—復(fù)雜度因子分配法規(guī)格化

(0.0008/0.00093)=0.86021=(0.00013)(0.86021)=0.00011次失效/任務(wù)小時(shí)=(000027)(086021)=000023次失效/任務(wù)小時(shí)=(0.00053)(0.86021)=0.00046次失效/任務(wù)小時(shí)分配—重要度分配法前提基于對軟件失效影響認(rèn)知來分配失效率，重要度是指維持系統(tǒng)運(yùn)行并且保持故障防護(hù)的能力。對于確定的操作模式或CSCI，如果其重要度等級為關(guān)鍵級別，應(yīng)分配較低的失效率。重要度等級較低的操作模式或CSCI，分配低一些的重要度因子和高一些失效率。如果必須為某項(xiàng)特定的操作模式分配特別低的失效率，就需要采用容錯(cuò)或其它失效緩解設(shè)計(jì)技術(shù)。使用失效率指標(biāo)分配—重要度分配法步驟確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的可靠性需求(λs)；確定整個(gè)軟件系統(tǒng)的CSCI數(shù)量(N)；對于每個(gè)CSCI，確定它的重要度因子(Ci)，對于系統(tǒng)更為重要CSCI，賦予較低的Ci值；確定系統(tǒng)的任務(wù)持續(xù)時(shí)間(T)；確定系統(tǒng)任務(wù)持續(xù)期內(nèi)，每個(gè)CSCI的活動時(shí)間(τi)；計(jì)算系統(tǒng)的失效