Ch05软件可靠性度量

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军用软件试验鉴定通用要求

军用软件试验鉴定通用要求
军用软件试验鉴定通用要求包括以下几个方面：
1. 功能性要求：军用软件应能够正常完成其设计目标和功能需求，满足军事作战、管理和指挥需求。

2. 可靠性要求：军用软件应具备高可靠性，能够在恶劣环境下稳定运行，并且能够快速恢复故障。

3. 安全性要求：军用软件应采用严格的安全策略和措施，确保软件的安全性、机密性和完整性，防止恶意攻击和非授权访问。

4. 运行效率要求：军用软件应具备高效率的运行和响应能力，能够在有限的时间内快速处理大量数据，并及时做出响应。

5. 易用性要求：军用软件应具备良好的用户界面设计，使用户能够方便快捷地操作和控制软件，并提供清晰直观的信息展示。

6. 可维护性要求：军用软件应易于进行维护和升级，能够方便地修复错误和添加新的功能。

7. 兼容性要求：军用软件应具备良好的兼容性，能够与其他军事设备和系统进行互操作，实现数据的共享和交换。

8. 完整性要求：军用软件应具备完整的功能和特性，不得存在明显的缺陷和不完善之处。

9. 可追溯性要求：军用软件的开发过程应具备良好的可追溯性，能够追踪和记录软件的设计、开发和测试过程。

10. 可证明性要求：军用软件的开发过程和测试结果应能够得
到证明，并具备相关的文档和证据，以便进行审计和验证。

这些是军用软件试验鉴定的一般要求，具体的要求还需要根据具体的军事应用和使用环境进行定制。

软件可靠性与安全性分析、评估方法及建议

软件可靠性与安全性分析、评估方法及建议一、背景介绍随着产品技术的发展及数字化技术的应用，软件在产品中所占的比重越来越大，其规模和复杂性急剧增加，对产品的可靠性、安全性工作提出了严峻的考验。

为保证软件可靠性，需要对软件进行可靠性测试和评估工作，从而尽早发现并改进软件中影响产品质量的缺陷，有效提高软件可靠性。

为保障软件安全性，需要对软件进行安全性分析与验证工作。

目前，随着GJB Z 161-2012 军用软件可靠性评估指南、GJB 900A-2012 装备安全性工作通用要求、GJB 102A-2012军用软件安全性设计指南、ARP4761与民用机载系统安全性评估流程及DO-178B/C机载系统合格审定过程中的软件考虑等标准的颁布实施，以及空军航定〔2012〕4号《航空军用软件定型测评进入条件评估准则》中明确提出关键软件在进入定型测评前必须具备《软件失效风险分析报告》；空军装型〔2010〕131号《空军重点型号软件工程化要求》中也明确提出在软件研制阶段中，必须要开展软件安全性分析与验证工作等规定。

美国在70年代研制F/A-18飞机期间首次引入软件安全性技术。

在研制F-22和F-35飞机时，则明确要求按照MIL-STD-882和DO-178B开展机载软件安全性工作。

在民机领域，波音和空客均严格按照ARP-4761及DO-178B/C标准开展了软件安全性分析与验证，并作为适航审定的核心要素。

在高铁、核工业、汽车、医疗等领域，同样要求按照IEC 61508、EN50128、IEC60880、IEC 61513、ISO 14971等标准，对构建高安全性软件做出严格规定。

从上述可以看出，当前世界各国对于软件产品的可靠性评估、安全性分析验证工作都提高了一个新的高度，都提出了具体的要求。

二、何为软件可靠性评估根据国家标准GB11457，软件可靠性评估或软件可靠性评价是指“确定现有系统或系统部件可靠性所达到的水平的过程”。

CH05-2系统可靠性

1 (1
第五章
系统可靠性
5.4 .3 系统的边界
上限网络由所有最小路集的并联特性决定；下限网络由所有最小割集的串联特性决定。
下限可靠度 R1
R1
的表达式为：
1 R k kSi

i 1
c
1
上限可靠度 R u
Ru 1
的表达式为：

i 1
0
0.253
e
0.506
e
0.01
0 .9 4
M TTF

2e
0.000263 t
e
0.000516 t
d t 5 6 6 6 .6
第五章
系统可靠性
5.6 三态设备
三态设备是指既有开路和短路故障模式又有正常工作状态的部件，例如二极管、电路以及流量开关。
对于三态设备，冗余既可能增加也可能减少系统的可靠度。
分析三态系统，两个假设前提：
故障模式互斥，即只有其中一个故障模式可以出现组成系统的所有部件相互独立
第五章
系统可靠性
5.6.1 串联结构
1 2
以两个开关串联为例
定义两个故障事件： E1=两个开关都短路
E2=至少一个开关开路
令Q表示系统发生故障的概率，则
Q P r E1 E 2 P r E1 P r E 2
X A, X B, X C , X D
X A, X B, X C , X D
1 (1
X A X B )(1 X C X D )
1 (1
X A )(1 X C ) 1 (1 X A )(1 X D ) X B )(1 X C ) 1 (1 X B )(1 X D )

【资料】软件可信性度量汇编

In-house artifact In-process product
刻度分别是什么？
高级软件工程
软件可信性度量 10/30
为什么要度量早期制品？
问题要尽早发现、尽早解决！以降低总的可信性保障开销
但越往前也越困难
用户需求不够清晰制品形态不够清晰
自动成分较少，人工方式更多高级软件工程来自软件可信性度量 11/30
software: LOC, Density of Defect, MTTF, ……
高级软件工程
2、度量什么？
软件“可信性”的属性仍然从“质量”的性质开始！
软件可信性度量 5/30
过程过程质量
影响依赖
软件产品
内部质量属性
影响依赖
外部质量属性
软件产品的效用
影响依赖
使用质量属性
Time
Clock
Day/Hour/Minute/…
Weight
Balance
Gram/Kilogram/…
Temperature Thermometer Centigrade/…
Humidity, brightness, ……
area, volume, velocity, density,
获取了一个数据！
度量（Metric）是对软件产品进行范围广泛的测度，它给出一个系统、构件或过程的某个给定属性的“度”的定量测量；
指示 (Indicator) 是一个度量或一组度量的组合，采用易于理解的形式，对软件过程、项目或产品质量提供更全面、深入的评价和了解，以利于过程和质量的分析。
产品度量之后呢？
对服务进行度量！
服务提供者服务使用者第三方

ch5'软件需求分析-结构化

重复项：起点＝终点＝1{汉字}10
航空公司名称＝2{字母}4 航班号＝3{十进制数字}3
组合项：日期＝年＋月＋日
起飞时间＝降落时间＝时＋分
选择项：年＝[2000｜2001｜2002｜2004] 原数据项：字母＝“A”…“Z”
十进制数字＝“0”…“9” 时＝“00”…“23” 分＝“00”…“59”
Form ）由 John
Backus 和 Peter Naur 引入的用来描述计算机语言语法的符号集。现在，几乎每一位新编程语言书籍的作者都使用巴科斯范式来定义编程语言的语法规则。巴科斯范式的内容: 在双引号中的字(“word”)代表着这些字符本身。而double_quote用来代表双引号。在双引号外的字（有可能有下划线）代表着语法部分。尖括号: < > 内包含的为必选项。方括号: [ ] 内包含的为可选项。大括号: { } 内包含的为可重复0至无数次的项。竖线: | 表示在其左右两边任选一项，相当于“OR”的意思。 ::= 是“被定义为”的意思。
14
数据流图的检查原则
1．数据流图上所有符号只限于四种基本图形元素。 2．每个加工至少有一个输入数据流，一个输出数据流。 3．在数据流图中，按层给加工编号。 4．任何一个数据流子图必须与它上一层的一个加工对应，两者的输入数据流和输出数据流必须一致，即父图与子图平衡，它表明在细化过程中不能有丢失和添加。 5．图上每个元素必须有名字。表明数据流和数据文件是什么数据，加工做什么事情。
4
分析模型的主要目标
描述用户需要建立创建软件设计的基础
定义软件完成后可被确认的
一组需求
5
分析模型的结构
加数数据工据 E-R图流图规对数据约象描述

CH05过程建模和数据建模

过程建模的优点
01
02
03
04
可视化表示
过程建模采用图形化方式表示业务流程，使得流程更加直观
和易于理解。
简化复杂流程
通过将复杂的业务流程抽象为一系列图形符号，可以简化对
流程的理解和分析。
提高沟通效率
过程建模是一种通用的语言，可以用于不同部门和团队之间
的沟通，提高工作效率。
发现潜在问题
通过对业务流程进行建模，可以发现潜在的问题和瓶颈，为
05 过程建模和数据建模的融合
融合的必要性
01
02
03
提升决策效率
通过将过程建模和数据建模相结合，可以更快速地获取准确信息，提高决策效率。
优化资源配置
通过融合过程建模和数据建模，可以更好地了解业务过程，优化资源配置。
增强业务灵活性
融合过程建模和数据建模可以更好地适应业务变化，增强业务灵活性。
、更新等操作的效率。
提升数据质量
数据建模可以规范数据的结构和关系，减少数据冗余和不一致性，提高数据质量。
促进业务沟通
数据建模使用统一的图形和表格形式描述数据，方便业务人员和技术人员之间的沟通。
支持决策分析
通过数据建模，可以更好地理解和分析业务数据，支持决策
制定和商业智能应用。
04 过程建模与数据建模的比较
融合的方法和步骤
确定融合目标
明确融合的目标和期望结果，为后续步骤提供指导。
选择合适的数据模型
根据业务需求选择合适的数据模型，确保数据的准确性和完整性。

整合过程建模和数据建模
将过程建模和数据建模进行整合，实现信息的共享和交互。
持续优化

软件可靠性安全性分析基本知识

6
软件可靠性安全性设计分析
第一讲：基础知识
7
基础知识-主要内容
一、软件可靠性安全性概念及关系
软件可靠性安全性设计分析
软件可靠性安全性设计分析
二、软件可靠性安全性分析概念及关系
三、软件可靠性安全性设计概念及关系
8
软件可靠性安全性设计分析
一、软件可靠性安全性概念及关系
9
基础知识1-软件可靠性概念
《软件可靠性、安全性与质量保证》黄锡滋编著电子工业出版社 2002年10月《软件可靠性工程手册》Michael R.LYU主编，电子工业出版社 1997年3月软件安全性相关标准软件可靠性安全性设计分析方面的论文及期刊等软件工程方面的书籍，如《软件工程》张海藩编著人民邮电出版社 2003年7月软件容错方面的书籍及期刊、论文等
基础知识2-软件安全性概念
序号 1 2 来源学者Nancy G.Leveson 定义描述软件安全性涉及确保软件在系统环境中运行而不产生不可接受的风险。
2004年美国航天软件工程和软件保证的方面，提供了一个系统的方法来标识、航空局的软件安分析和跟踪危险和危险功能（例如，数据和指令）的软件缓全性标准解和控制，以确保软件在系统中更加安全地运行”。美国国防部的三军联合提出的软件系统安全手册将系统安全性工程（包括软件系统安全性）定义为“在系统寿命周期各阶段运用工程和管理原理、准则和技术，以便在使用效能、时间和费用的约束范围内使安全性最优并且风险降低”。
②有些状态可能引起软件失效的状态，
导致不能实现功能。
③有些状态上述二者都涉及。
在规定的时间内，如果软件运行的真实环境与运行前规定的环境相关，则软件是可靠的就可判断软件是安全的

软件测试中的质量度量与评估

软件测试中的质量度量与评估在软件开发的过程中，软件测试起着至关重要的作用。

软件测试的目标是验证和验证软件的正确性、可靠性和性能等方面。

而质量度量和评估是软件测试过程中必不可少的一部分。

本文将介绍软件测试中的质量度量与评估，并探讨一些常用的度量指标。

一、质量度量的概念质量度量是指通过一系列的度量指标来衡量软件的质量。

它可以帮助软件测试人员了解测试过程中存在的问题和潜在的风险，从而采取相应的措施进行优化和改进。

二、质量度量的分类1. 功能测试度量：通过度量软件功能的完整性、正确性和可用性等指标来评估软件的质量。

2. 性能测试度量：通过度量软件的响应时间、吞吐率和资源利用率等指标来评估软件的性能。

3. 可靠性测试度量：通过度量软件的容错性、可恢复性和可靠性等指标来评估软件的可靠性。

4. 安全性测试度量：通过度量软件的安全性和防护能力等指标来评估软件的安全性。

5. 易用性测试度量：通过度量软件的用户界面、用户体验和易于理解程度等指标来评估软件的易用性。

三、常用的度量指标1. 缺陷密度：指在软件测试过程中发现的缺陷数量与代码量的比例。

2. 测试覆盖率：指测试用例中所覆盖的代码百分比。

3. 平均修复时间：指发现缺陷后修复的平均时间。

4. 平均回归测试时间：指在软件开发过程中每次修改后执行回归测试的平均时间。

5. 可靠性指标：如MTBF（均值故障时间）、MTTF（平均无故障时间）等。

6. 用户满意度评估结果：通过用户反馈和调查问卷等方式来评估软件的用户满意度。

四、质量评估的方法1. 代码静态分析：通过对代码进行静态分析，评估代码的质量和可维护性。

2. 黑盒测试和白盒测试：通过黑盒测试和白盒测试的结果来评估软件的质量。

3. 自动化测试：通过自动化测试工具来执行测试用例，评估软件的质量。

4. 用户反馈：通过用户的反馈和评价来评估软件的质量。

五、质量度量与评估的重要性1. 提高软件质量：通过对软件质量进行度量和评估，可以及早发现和解决问题，从而提高软件的质量。

Ch5-软件配置管理

• • •
•
的最佳工程实践组成，无论是采用分阶段开发，还是采用快速原型进行开发，甚至包括对现有软件产品进行维护 SCM通过如下手段来提高软件的可靠性和质量。在整个软件的生命周期中提供标识和控制文档、源代码、接口定义和数据库等工件的机制。提供满足需求、符合标准、适合项目管理及其他组织策略的软件开发和维护的方法学为管理和产品发布提供支持信息，如基线的状态，变更控制、测试、发布、审计等。
5.1 概述 5.2 配置项 5.3 基线 5.4 版本控制
5.5 变更控制
5.6 软件配置管理系统
课程目标
本章主要介绍作为软件工程规格之一的软件配置管理问题，并说明如何借助SCM工具进行有效的配置管理。了解实施软件配置管理的重要意义理解软件配置管理的基本概念掌握实施软件配置管理的基本步骤软件配置管理计划文档的主要内容如何选择软件配置管理工具
•
5.1 概述 5.1.2 软件配置管理的概念
软件配置管理的概念
SCM简单而言就是管理软件的变化，应用于软件工程过程，通常由相应的工具、过程和方法学组成。在整个软件的开发活动中占有很重要的位置。
• IEEE软件配置管理计划标准关于SCM的论述如下 • 软件配置管理由适用于所有软件开发项目
5.1.2 实施配置管理的目的与益处
•
•
• • • •
软件配置管理的目的是在项目软件生命周期中建立和维护软件产品的完整性，保证团队的有效协助，配置管理是实施软件过程的基础。它活动的目标就是为了标识变更、控制变更、确保变更正确实现并向其他有关人员报告变更。软件配置管理应以整个软件流程的改进为目标，为软件项目管理和软件工程的其他领域打好基础，以便于稳步推进整个软件组织的能力成熟度。 1. 有效的软件配置管理解决的常见问题多个开发人员同时修改程序和文档人员流动造成企业的软件核心技术泄露无法重现历史版本，使维护工作十分困难

CH05-1系统可靠性

n
1 i

1

i
i 3பைடு நூலகம்
6
1

1 1 1 1 1 1 57 23750h 5 3 4 5 6 4 10 60
第五章
系统可靠性
5.3 复杂系统
如图所示的像电桥一样的系统，不能简化为串联、并联或串并联等上述典型的数学模型而加以计算。
• 对于一般混联系统，可用串联和并联原理，将混联系统中
的串联和并联部分简化成等效单元—子系统
• 利用串联和并联系统可靠性特征量求出子系统的可靠性特征量。 • 把每一个子系统作为一个等效单元，得到一个与混联系统等效的串联或并联系统，即可求得全系统的可靠性特征量。
第五章
系统可靠性
5.3串并联混合系统
系统可靠性
5.3 复杂系统
① 列出ABCDE部件正常（S）或故障（F）的所有可能组合以及照成系统正常或是故障
第五章
系统可靠性
5.3 复杂系统
第五章
系统可靠性
5.3 复杂系统
② 对于每种可能的正常或是故障组合，计算事件交集的概率；
第五章
系统可靠性
5.3 复杂系统
第五章
系统可靠性
5.3 复杂系统
R h ig h 0 .8 4 9
R lo w 0 .9 2 9
第五章
系统可靠性
5.3.2 k/n冗余
若n个部件中有k个或k个以上部件正常时，则系统正常，这样的系统称为k/n冗余（表决系统、n中取k（G）系统、k-out-of-n Redundancy）。 1
2 n k/n（G）
第五章
R lo w 2 R R

软件可靠性测试与评估实验指导书

软件可靠性测试与评估实验指导书北航可靠性与系统工程学院目录1绪论 (1)1.1软件可靠性测试与评估概论 (1)1.2软件可靠性测试分类 (3)2实验设置的背景、意义和内容安排 (4)2.1实验设置的背景、意义 (4)2.2本实验的内容安排 (5)2.3实验课要求 (5)2.4实验报告要求 (6)2.5实验软件简介 (6)2.5.1软件可靠性测试数据生成工具TCS (6)2.5.2软件可靠性评估工具SRET (6)2.5.3ATM机软件 (6)3软件可靠性测试剖面构造实验部分 (7)3.1概述及实验相关介绍 (7)3.1.1Musa操作剖面 (7)3.1.2Musa操作剖面的构造方法 (8)3.2实验软件 (13)3.2.1TCS (13)3.2.2ATM机软件 (14)3.3实验内容 (14)4软件可靠性验证测试实验部分 (15)4.1概述及实验相关介绍 (15)4.1.1软件可靠性验证测试流程 (15)4.1.2软件可靠性验证统计测试方案 (17)4.1.3软件可靠性验证测试的注意事项 (22)4.2实验软件 (23)4.3实验内容 (23)5软件可靠性增长测试实验部分(选做) (23)5.1概述及实验相关介绍 (23)5.1.1软件可靠性增长测试流程 (23)5.1.2软件可靠性增长测试的注意事项 (26)5.2实验软件 (26)5.3实验内容 (27)6软件可靠性评估实验 (27)6.1概述及实验相关介绍 (27)6.1.1软件可靠性评估流程 (27)6.1.2软件可靠性评估注意事项 (28)6.2实验软件 (28)6.3实验内容 (28)1绪论1.1软件可靠性测试与评估概论软件可靠性测试是指为了保证和验证软件的可靠性而对软件进行的测试。

它是随机测试的一种，其主要特征是按照用户实际使用软件的方式来测试软件。

软件可靠性测试是评估软件可靠性水平及验证软件产品是否达到可靠性要求的一种有效途径。

与其它类型的软件测试相比，软件可靠性测试可以使用与其它测试方法相同的测试环境和测试结果分析方法，但是必须使用专有的软件测试数据生成方法和软件可靠性评估技术，在测试数据中体现出软件需求以及用户对软件的使用情况，在评估中体现出软件可靠性测试中的定量化评估度量。

软件安全性可靠性分析指标02

Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
指标—故障密度
定义(Fault Density) 每可交付的源代码行的故障个数计算 Fd = F / KSLOC 作用预计剩余故障数是否达到预期要求确定已经完成的测试是否充分
于同一个软件，用户不同的使用方式会导致软件可靠性的变化。操作剖面用于定义软件的使用模型，刻画用户使用软件的模式。
PF = {(item1，p1)，(item2，p2)， … (itemn，pn)}
item1∩item2∩……∩itemn＝Φ
p
i 1
n
i
1
使用失效率指标
分配—操作剖面分配法
② 确定整个软件系统的CSCI数量(N) ；
③ 对于每个 CSCI ，确定它的复杂度因子
④
⑤ ⑥ ⑦
(Wi)，CSCI的复杂度越高，Wi值越高；确定系统的任务持续时间 (T)；确定系统任务持续期内，每个CSCI的活动时间(τi)；计算系统的失效率调节因子(K)；计算每个CSCI分配的失效率指标(λi) 。
步骤
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
确定整个软件系统的可靠性需求(λs) 确定确定整个软件系统的操作剖面
(PF) 对于每个 CSCI ，分配可靠性需求 (λi)：
i S p i
分配—复杂度因子分配法
指标—失效概率
F(t) 是失效时间少于或等于t的概率。根据其定义可知它和可靠度R(t)之间存在如下联系： F(t)＝1 - R(t)

课件S05 软件可靠性工程-验证

Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems软件可靠性工程第五部分软件验证Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems提要软件验证基础软件验证活动软件可靠性测试Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems基础¡验证与确认验证(Verification)证实工作产品适当地反映了其规格说明确保¡the product has been built right¡ 确认(Validation)证实产品满足预期的使用确保¡you built the right thing¡Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 验证是软件开发过程和软件验证过程两者结果的技术评估软件验证过程的目的是检测和报告在软件开发过程中可能已形成的错误验证不仅仅是测试Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 软件需求满足分配给软件的系统需求软件体系结构满足软件需求模块详细设计满足软件体系结构的要求软件源代码满足详细设计的要求可执行目标码满足软件需求为了达到上述目标所使用的方法对所确定的软件等级而言在技术上是正确的且完整的Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems软件验证活动评审提供正确性的定性评估分析提供正确性的可重复证据测试发现软件中的问题和缺陷Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡软件评审软件评审是软件工程过程的¡过滤器¡ 软件评审可以用于软件开发过程的多个点软件评审的作用是发现错误软件评审可以采用多种方法评审会同行评审Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 活动¡软件评审的目标主要目标尽可能早的消除开发过程中的缺陷辅助目标提供从需求到设计的可跟踪性为后续阶段的开发提供正确的技术基础提高程序质量获得较低的生命周期成本增加测试过程的有效性保证程序的可维护性建立带有进入/退出准则的软件管理方法Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 活动¡软件评审会评审组长产品开发人员记录人员评审人员SQA 人员系统维护人员用户代表Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 活动¡软件评审过程1.计划2.介绍3.准备4.审查会5.返工6.后续跟踪Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡软件评审进入准则一组技术上有能力且经过培训的评审人员一个受过培训的评审组长正确的计划和材料的分发良好的专业态度在评审会召开之前的全面准备已完成的设计文档或源代码已确认的检查单或编码标准Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 完成SQE培训确定本次评审的进入准则是否已满足确定评审组成员预览材料以确保其符合标准确保小组规模与组成的正确性确保至少有5个工作日的准备时间确保正确的材料已经分发Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 确保足够的出席人数确保充分的准备主持评审查记录所有缺陷及问题对重大缺陷及超过5%缺陷率的代码二次评审Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 与被评审者一起审议结果验证所有缺陷报告的正确性为项目经理提供返工的估计数据将评审总结提交SQE将评审总结和详细报告存档将缺陷报告提交给缺陷管理系统Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 准备所有接受评审的材料与组长共同审查材料的完备性与组长一起确定会议的时间和地点与组长一起确定评审组成员及时分发材料给评审组成员Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 解释被评审的材料以一种清晰并可理解的方式来展示材料标注所有难以理解的内容对规格说明进行回溯履行正常的评审责任Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 完成全部的返工工作验证修改工作的正确性向组长证实所有修改已经完成Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡评审员职责参加SQE 培训课程根据检查单详细浏览所有材料保证对功能的理解，必要时可咨询被评审者评审会之前，在审查缺陷日志上记录发现的缺陷记录评审会的准备时间Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡评审工作指南1.评审产品，而不是评审生产者2.制定日程，并且遵守日程3.限制争论和辩驳4.对各种问题都发表见解,但不要试图解决问题5.作书面笔记，格式保持一致6.限制参与人数，并坚持事先作准备7.为每个要评审的工作产品建立一个检查表8.为正式技术评审分配资源和时间9.对所有评审者进行有意义的培训10.评审以前所做的评审工作Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 活动¡分析方法可追踪性分析接口分析危险分析风险分析关键性分析复杂性分析覆盖分析Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡软件测试在给定的时限内尽可能多的发现缺陷和隐患证实给定的软件满足其要求(需求规格说明、概要设计、详细设计)使用适当的测试方法，建立高质量的测试用例，完成有效地测试，提交有用的问题报告为软件开发过程的改进提供数据支持Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡需求的评审和分析与系统需求的符合性准确性和一致性与目标机的兼容性可验证性与标准的符合性可追踪性算法的精度和特性Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡体系结构评审和分析与高层需求的符合性一致性与目标机的兼容性可验证性与标准的符合性划分的完整性Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems活动¡源代码的评审和分析与模块设计的符合性与软件体系结构的符合性可验证性与标准的符合性可追踪性准确性和一致性Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 不正确的硬件地址内存重叠接口冲突遗漏软件部件Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems 测试需求测试计划测试说明(测试用例)问题报告测试报告Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems可靠性测试¡统计规则IBM 关于缺陷与故障的统计研究数据客户所看到的57%以上的故障是由占缺陷总数2%以下的缺陷引起的；超过总数61%的缺陷只引起低于3%的客户将会经历的故障；不同的缺陷在所引发的故障率上存在高达4个数量级的巨大差异。

可靠性软件评估报告

可靠性软件评估报告目前，关于可靠性分析方面的软件产品在市场上出现的越来越多，其中比较著名的有以下3种产品：英国的ISOGRAPH、广五所的CARMES和美国Relex。

总体上来说，这些可靠性软件都是基于相同的标准，因此它们的基本功能也都十分类似，那么如何才能分辨出它们之间谁优谁劣呢？根据可靠性软件的特点和我厂的实际情况，我认为应主要从软件的稳定性、易用性和工程实用性三个方面进行考虑，现从这几个方面对上述软件进行一个简单的论证，具体内容如下。

稳定性要衡量一个可靠性软件的好坏，首先是要看该软件的运行是否稳定。

对一个可靠性软件来说，产品的稳定性十分重要。

一个没有经过充分测试、自身的兼容性不好、软件BUG很多、经常死机的软件，用户肯定是不能接受的。

当然，评价一个可靠性分析软件是否具有良好的稳定性，其最好的证明就是该产品的用户量和发展历史。

ISOGRAPH可靠性分析软件已将近有20年的发展历史，目前全球已有7000多个用户，遍布航空、航天、铁路、电子、国防、能源、通讯、石油化工、汽车等众多行业以及多所大学，其产品的每一个模块都已经过了isograph的工程师和广大用户的充分测试，因而其产品的稳定性是毋庸置疑的。

而广五所的CARMES和美国Relex软件相对来说，其用户量比较少，而且其产品的每一个模块的发布时间都比isograph软件的相应模块晚得多，特别是一些十分重要的模块。

例如，isograph的故障树和事件树分析模块FaultTree+是一个非常成熟的产品，它的发展历史已经有15年了。

Markov模块和Weibull模块也具有多年的发展历史，这些模块目前已经拥有一个十分广泛的用户群，它们已经被Isograph的工程师和大量的客户广泛的测试过，产品的稳定性值得用户信赖。

而Relex的故障树和事件树相对比较新，它大约在2000年被发布，而Markov模块和Weibull模块2002年才刚刚发布，这些模块还没有经过大量用户的实际使用测试，其功能的稳定性和工程实用性还有待于时间的考验。

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第5章
软件可靠性度量
2021/3/4
1
§5.1 引言
5.1.1 软件可靠性工程及软件可靠性
软件可靠性工程
应用统计技术，处理在软件开发过程中或（和）运行期间所采集的失效数据，以便详细说明并预计、估计和评价软件的可靠性
研究内容包括软件可靠性的基本概念和定义、软件可靠性指标体系、可靠性建模、可靠性设计技术、测试技术和管理技术等
失效（Failure）：系统不能完成所需要的功能而
失败失效是故障在软件运行时所产生的后果
失效已纠正的缺陷
故障缺陷
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软件质量度量与软件过程有什么关系？
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失效与故障的区别
失效
故障
面向用户
面向开发者
软件运行偏离用户需求
程序执行输出错误结果
可根据对用户应用的严重性等级分类可根据定位和排除故障的难度分类
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软件可靠性
可靠性是软件的13个质量因素中最关键、最重要的
软件可靠性是指在规定时间和条件下软件无故障运行的概率，是系统功能或软件产品中存在的缺陷的函数
软件故障产生的原因是软件缺陷，但缺陷并不一定导致故障的产生，高缺陷率的软件的可靠性不一定就差
软件失效意味着软件运行中断或者无法完成所规定的任务
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Weibull分布
Weibull是更常用的分布，在许多工程领域的可靠性分析中都广泛应用，如轴承磨损、河流泛滥等
Weibull分布有两个参数α、β（β为1时变为指数函数）
函数密度为：
f (t)
t
e
t
t
分布函数为：
F
(t)
1
e
t
0, 0
故障率函数为：
(t )
t
t
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Weibull分布
β=1时变为指数分布 β=2时为Rayleigh分布
研究表明，软件项目的生命周
β<1
期模式、项目的缺陷移除模式
等都很好地符合Rayleigh模型
β>1
β=1
t
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§5.3 软件可靠性数据收集过程
数据收集和分析是度量软件可靠性的最重要的先决条件，任何可靠性度量的有效性都与数据收集的有效性直接相关，数据收集过程必须有计划、有组织地进行
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软件可靠性工程处理以下问题：
确定某过程能否提供满足可靠性要求的代码为过程改进提供度量预测软件维护阶段的失效率，确定软件维护工作量帮助进行安全性认证确定交付软件产品的时间或停止测试的时机估计下次故障的可能时间为软件更新或升级，标识需要重新设计的主要部件测定软件的可靠性
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软件失效率
如果没有缺陷，软件失效率为0 如果发现的缺陷能被及时、完全修复，失效率会趋向0 实际上，发现的缺陷数会递增，而纠正一个缺陷会引入更多
的缺陷，因而失效率会增加
失
硬件
效
率
软件（实际）
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软件（理想）
时间
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§5.2 软件可靠性度量和建模
5.2.1 基本概念
软件可靠性建模过程是根据软件过去的故障行为建立软件可靠性数学模型的过程建模的目的是为了预计软件将来的故障行为建模过程包括以下步骤：
① 通过度量获得历史数据 ② 对故障数据进行分析，拟合成概率分布函数 ③ 对拟合函数进行参数分析 ④ 确定所期望的可靠性度量值并预测可能的故障行为
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5.1.2 软件的缺陷、故障和失效
缺陷（Error，错误）：设计和构造进产品
总数是不可预知的，只能估计缺陷分为已知和未知（新发现）的缺陷分为已发现的和未发现的已发现的缺陷包括已纠正的和未纠正的
故障（Fault）：运行结果错误
故障是缺陷的表现形式，是由存在的缺陷产生的但缺陷并不一定导致故障，或者条件不具备，或者不会产生故障
与软件可靠性相关的数据包括：
5.2.2 软件可靠性度量参数
软件可靠性R(t)可定义为：在给定条件下，在时间[0,t]内，软时间间隔，F(t)为T的累积分布函数，则软件可靠性可表示为：
R(t)=1-F(t) t≥0
故障率函数λ(t)为：
(t) lim R(t) R(t t) f (t)
dt
密度函数f(t)、累积分布函数F(t)、可靠性函数R(t)和故障率函数λ(t)紧密相关，一般可由任一个惟一地确定另外三个，例如若λ(t)给定，则：
t
R(t) exp 0 (s)ds
t
f (t) (t) exp 0 (s)ds
根据f(t)或R(t)可计算平均失效时间函数MTTF，从而预测故障时间
如，3次失效/1000 CPU小时
如，6个故障/1KLOC
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5.1.3 软件失效
软件失效是随机发生的
描述失效的方法有三个：
累计失效函数：即与某时间点相关的平均累计失效数
失效率函数：用累计失效函数的变化率表示
平均失效时间MTTF函数：对于一个时间段，表示若干相邻失效时间间隔的平均值；对某个时间点，表示到下次失效的期望时间
MTTF 0 tf (t)dt 0 R(t)dt
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5.2.3 软件可靠性度量模型
指数分布
密度函数为
f
(t
)
e1
t
分布函数为
t
F (t) 1 e
故障率函数为
(t) 1
（常数）
具有指数寿命分布的软件产品（故障率为常数）没有老化现象，符合不需要维护的软件的运行情况
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几个值得关注的问题：
软件的运行环境：软件可靠性与运行环境密切相关
软件运行的时间间隔：商业软件需要较高的运行时间间隔（较长的运行寿命），而任务关键软件则需要在短时间内高效运行
软件失效的时机是随机的，与硬件失效类似
不同于软件的正确性，对于持续运行的软件其可靠性最终将归于零（以失效结束）；但正确性是软件的特定的某次运行结果，要么为1，要么为0
t0 tR(t)
R(t)
其中，f(t)为F(t)的函数密度，即： f (t) d F (t) dt
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λ(t)Δt是在时间[0，t]内软件正常运行，在[t,t+Δt]内发生故障的条件概率，
可得：
(t) f (t) d [ ln(1 f (t)] d [ ln R(t)]
1 F (t) dt