CAESAR Ⅱ2011软件的静态分析可靠性验证

软件可靠性分析技术研究软件可靠性是衡量软件系统在特定环境中能够保持正常运行的能力，也是一个软件系统是否能够达到其设计目标的重要指标。

为了提高软件系统的可靠性，需要对软件系统进行可靠性分析，并采取相应的措施来降低软件系统的故障率和提高其可靠性。

软件可靠性分析技术是指通过一系列的技术手段对软件系统进行评估和分析，以评估软件系统在特定环境中的可靠性水平，并找出可能导致系统故障的原因。

目前，常用的软件可靠性分析技术主要包括静态分析、动态分析和可靠性建模等技术。

静态分析是指在不执行程序的情况下，通过对软件代码、设计文档、系统配置等进行分析，从而发现潜在的错误和缺陷。

静态分析技术主要包括静态代码分析、软件规约检查、形式化验证等方法。

其中，静态代码分析技术通过对软件代码进行语法检查、代码规范检查、代码复杂性分析等，以提高代码的质量和可靠性。

软件规约检查技术通过对软件设计文档中的规约进行检查，以发现软件设计中可能存在的问题。

形式化验证技术利用数学推理和逻辑推理的方法，对软件系统的功能和性能进行形式化描述，以验证软件系统是否满足设计要求。

动态分析是指通过执行程序，观察程序的运行行为和输出结果，以评估软件系统的可靠性水平。

常见的动态分析技术包括软件测试、代码覆盖分析、错误注入等方法。

软件测试是一种常用的动态分析技术，通过设计适当的测试用例，对软件系统进行测试，以发现系统中的错误和缺陷。

代码覆盖分析技术是指通过分析测试用例在执行过程中覆盖的代码行数，以评估测试覆盖率和可靠性水平。

错误注入技术是一种人为引入错误的方法，通过在软件代码中故意添加错误，以验证软件系统对错误的容错能力。

可靠性建模是一种用数学方法描述软件系统可靠性的技术。

常见的可靠性建模方法包括可靠性块图（RBD）、故障模式与影响分析（FMEA）、可靠性中心的估计（RCE）等方法。

可靠性块图是一种将系统划分为多个可靠性模块，并通过模块之间的传输函数表示模块的可靠性与失效之间的关系的方法。

目录版权所有翻印必究目录第一章程序功能及性能简介 (1)第二章程序安装 (2)第三章调用程序 (6)第四章建立模型 (8)第五章静力计算 (22)第六章静力计算结果 (30)程序功能及性能简介从静力学角度而言，CAESARII具备如下计算功能：涉及所有静力荷载，如管道自重、内外压力、温度、附加位移、预拉伸（冷紧）、沉陷、集中荷载。

分类计算荷载，结果可以相互叠加。

可根据WRC297计算设备嘴子的刚度。

准确模拟各种形式的波纹膨胀节。

提供多种设计规范，如：ANSI B31.1、ANSI B31.3可根据WRC107计算设备嘴子应力条件。

可验算设备嘴子受力条件。

可计算风荷载、地震荷载。

钢结构可与管道系统混合计算。

CAESARII 软件还具备相当优良的使用性能，突出表现在输入输出方面。

工具条菜单输入采用全屏幕填表方式，辅以求助信息、编辑命令和图形显示，使用户感到十分方便。

输出方面也很具特点，融入许多编辑命令，诸如翻页、查找、打印等，图形显示直观明了。

CAESARII 软件具备这样的性能就使得用户无需掌握太多DOS命令，也不必死记程序操作步骤和数据输入格式。

该程序在解题能力方面没有严格限制，只须保证有足够的外存容量。

CAESARII软件的配置要求：Intel Pentium ProcessorMincrosoft Windows95，98，NT4.0或更高）操作系统32MB内存（推荐）76MB硬盘空间CD-ROM驱动器注：CAESARII 软件要求800 X 600分辨率（使用小字体）或1024 X 768分辨率（使用大字体）。

第一章程序安装安装程序需要Microsoft Win98，Win2000或以上的操作环境。

具体安装步骤如下：1把装有CAESARII软件的CD盘放入CD-ROM驱动器中，安装程序将自动开始。

如果这样的话，用户可跳过第2步。

如果安装程序不能自动开始，用户应该手动完成以下的步骤。

2单击<开始>—<设置>—<控制面板>。

静态分析技术在软件安全检测中的应用一、静态分析技术概述静态分析技术是一种在不执行程序代码的情况下，通过分析源代码或二进制文件来评估软件安全性的方法。

这种技术可以揭示潜在的安全漏洞、编程错误和代码质量问题，从而在软件开发的早期阶段就识别和修复这些问题。

静态分析技术的应用，对于提升软件的安全性和可靠性具有重要意义。

1.1 静态分析技术的核心特性静态分析技术的核心特性主要体现在以下几个方面：- 自动化：静态分析工具可以自动化执行，无需人工干预，从而节省时间和资源。

- 覆盖面广：静态分析可以覆盖代码的各个方面，包括语法、逻辑和安全等。

- 无需运行环境：静态分析不需要程序运行，因此不受运行环境的限制。

- 可重复性：静态分析的结果具有高度的可重复性，可以保证分析的一致性。

1.2 静态分析技术的应用场景静态分析技术的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 代码审查：在软件开发过程中，静态分析技术可以辅助开发人员进行代码审查，发现潜在的问题。

- 安全审计：静态分析技术可以用于安全审计，帮助安全专家识别软件中的安全漏洞。

- 质量保证：静态分析技术可以作为质量保证的一部分，确保软件的代码质量。

- 教育和培训：静态分析技术也可以用于教育和培训，帮助学生和新员工学习编程规范和安全最佳实践。

二、静态分析技术的实现原理静态分析技术的实现原理涉及多个层面，包括语法分析、数据流分析、控制流分析等。

2.1 语法分析语法分析是静态分析的第一步，它通过解析源代码来构建抽象语法树（AST）。

AST是源代码的树状表示，它捕获了代码的结构和语法规则。

2.2 数据流分析数据流分析是一种分析程序中数据流动的技术。

它可以帮助识别变量的来源和去向，以及它们如何影响程序的行为。

数据流分析对于发现潜在的数据泄露和不安全的数据处理模式至关重要。

2.3 控制流分析控制流分析关注程序的执行路径，它分析程序中各个语句的执行顺序。

通过控制流分析，可以识别潜在的逻辑错误和不安全的控制路径。

2004年第1期 钢 铁 技 术 · 31 ·应力分析软件CAESARⅡ功能及应用陈 乐(中冶赛迪公司燃气设计室, 重庆400013)【摘 要】介绍了应力分析软件CAESARⅡ的功能和特点，该软件对提高钢铁行业管道设计水平的意义。

【关键词】CAESARⅡ 应力分析软件 压力管道设计近年来，我国对压力管道的标准化和安全监察工作逐渐加强，相关法律法规逐步完善，已初步建立起压力管道的法律和法规体系，这些法规体系，对管道的设计作出了更为明确和严格的要求。

作为管道重要设计内容的应力分析，在《工业金属管道设计规范》中也已作出了明确规定。

为提升管道设计水平，提高管道设计效率，在公司领导的关心和支持下，我公司引进了应力分析软件CAESARⅡ，现对CAESARⅡ的功能和应用的意义作一个简要介绍。

1 CAESARⅡ软件功能和特点CAESARⅡ软件的开发商COADE公司成立于1983年，总部位于美国休斯顿，专业从事机械工程软件的开发。

CAESARⅡ软件主要有以下一些特点：1.1强大的数据输入和管道建模能力1)CAESARⅡ采用交互式的数据表和图形界面。

用户在数据输入表对话框中输入管道数据后，运行绘图命令就可生成三维的管道图形，这可方便用户检查输入的管道数据是否正确。

在图形界面中，CAESARⅡ可以用中心线、双线、线框、消隐或渲染等模式显示管道图形；2)CAESARⅡ提供较为强大的在线帮助功能，特别是在数据输入阶段，只需将光标落在数据输入框后按下F1键，系统便能提供所需输入数据的含义以及相应的单位等；3)CAESARⅡ提供多种约束选择，包括：固支、带初始位移的固支、柔性固支、单双向约束、导向、限位、关联约束、静态减振器等；4)CAESARⅡ提供大量的管件材料供用户选择，且用户还可根据需要增减或修改材料数据；5)CAESARⅡ提供阀门和法兰数据库，用户还可根据需要进行扩充；6)CAESARⅡ提供一定的钢结构建模功能，使用户建立真实边界条件成为可能；7)交互式的电子表格式编辑输入格式，方便用户对大批量的管件进行如转动、复制、镜像、删除以及节点号的重新定义等；8)用户可控制程序的执行过程；9)提供玻璃钢管道的建模和分析计算；10)提供波纹膨胀节数据库，用户还可根据需要进行扩充；11)CAESARⅡ还提供其它的一些功能，包括：用户自定义单位制，弹簧单元的建模，自动计算应力增大系数，埋地管道的建模计算等；1.2强大的静态分析能力1)自动、全面的错误检查功能；2)自动或由用户定义载荷工况；3)内置丰富的弹簧支吊架库供用户选择和计算管系不同工况下的静载荷；4)CAESARⅡ可根据美国土木工程师协会制定的规范自动加载风载荷，或由用户指定风压和风速；5)提供容器管嘴柔性和应力校核。

软件测试中的静态分析技术随着软件的开发日益复杂化，软件质量的保证变得至关重要。

而软件测试则是确保软件质量的核心环节之一。

在软件测试中，静态分析技术是一种非常重要且有效的方法，它能够帮助测试人员在编译和执行代码之前发现潜在的问题和缺陷。

静态分析技术是一种通过对源代码进行分析来发现软件中潜在问题的方法。

它与动态测试相比，不需要执行程序，而是通过静态分析器对源代码进行静态扫描，以找出代码中的缺陷和潜在问题。

这些问题可能包括编码错误、安全漏洞、性能问题等。

静态分析技术通过对源代码进行静态扫描，可以在开发的早期阶段就发现潜在问题，从而减少软件测试阶段的重复工作和开发成本。

它可以帮助测试人员识别代码中的逻辑错误、内存泄漏、空指针引用等常见问题，并提供相应的修复建议。

在软件开发过程中，静态分析技术可以起到早期预警的作用，帮助开发人员减少代码写作中的错误，并减少代码的维护成本。

静态分析技术还可以帮助测试人员发现潜在的安全漏洞。

在当今的数字化时代，软件安全问题已成为一个严峻的挑战。

通过使用静态分析工具，测试人员可以检测源代码中的安全问题，如密码硬编码、SQL注入、跨站脚本攻击等。

这样一来，测试人员可以在软件发布之前修复这些安全漏洞，防止黑客攻击和用户隐私泄露的风险。

除了上述问题，静态分析技术还可以帮助测试人员发现性能问题。

在软件开发的过程中，性能问题往往是非常棘手的。

而通过使用静态分析技术，测试人员可以识别潜在的性能瓶颈，并提供相应的优化建议。

例如，对于大规模的数据处理软件，静态分析工具可以帮助测试人员找到计算复杂度高的代码段，并提供相关的优化建议，从而提高软件的性能和响应速度。

当然，静态分析技术也有一些限制和局限性。

它无法完全替代动态测试。

尽管在早期发现问题方面，静态分析技术具有优势，但它无法模拟软件的实际运行环境。

因此，动态测试仍然是必需的，以验证软件在实际运行时的行为。

静态分析技术的准确性也存在一定的挑战。

软件测试中的代码静态分析代码静态分析是软件测试中的一项重要技术，它可以通过对代码的分析和检测来发现潜在的问题和错误。

本文将介绍软件测试中的代码静态分析的概念、方法和应用。

一、概念代码静态分析是指在不运行代码的情况下，通过对代码的分析和检测，来发现代码中的问题和错误。

它主要通过对代码的结构、语法、语义等方面进行分析，以及对代码中潜在漏洞和不符合规范的地方进行检测。

二、方法在软件测试中，代码静态分析可以采用多种方法进行，常见的有：1. 语法检查：通过对代码的语法进行检查，发现代码中的语法错误和潜在的问题。

这种方法通常使用编译器或者专门的工具来进行。

2. 代码规范检查：通过对代码的格式、命名规范等进行检查，发现代码中不符合规范的地方。

这种方法可以帮助开发人员提高代码的可读性和可维护性，并减少潜在的问题。

3. 数据流分析：通过对代码中的数据流进行分析，发现代码中的潜在问题和错误。

这种方法可以帮助开发人员发现可能出现的空指针引用、数组越界等问题。

4. 控制流分析：通过对代码的控制流进行分析，发现代码中的潜在问题和错误。

这种方法可以帮助开发人员发现可能出现的死循环、条件判断错误等问题。

5. 逻辑分析：通过对代码的逻辑进行分析，发现代码中的潜在问题和错误。

这种方法可以帮助开发人员发现可能出现的逻辑错误、错误的算法等问题。

三、应用代码静态分析在软件测试中有广泛的应用。

它可以帮助开发人员在代码开发的早期就发现问题和错误，从而提高代码的质量和可靠性。

具体应用包括：1. 提前发现问题：代码静态分析可以在代码编写的早期就发现潜在的问题和错误，避免问题在后期引发严重的bug。

2. 代码质量评估：通过对代码进行静态分析，可以评估代码的质量和可维护性，帮助开发人员提高代码的质量和可读性。

3. 代码规范检查：通过静态分析，可以检查代码是否符合预定的规范和标准，帮助开发人员规范代码的编写。

4. 自动化测试：代码静态分析可以与自动化测试工具结合使用，自动检测和修复代码中的问题和错误。

压力管道与设备连接处管口推力计算的对比和讨论潘建华;谢中友;艾志斌;宗宁生【摘要】以某化工厂一条管道及其连接设备为案例,分别采用实体单元和管道单元进行详细分析,并对计算结果进行对比和讨论.计算结果显示使用管道单元计算得到的设备管口推力基本都高于实体单元(轴向力除外),表明管道单元计算得到管口推力结果整体偏保守.管道单元有限元模型的两种管口边界条件计算得到的设备管口推力结果对比表明,管道与设备相连处约束设置不宜过于保守.实体单元与管道单元的计算结果最大值位置和应力均值基本吻合.【期刊名称】《化工机械》【年(卷),期】2015(042)006【总页数】5页(P802-806)【关键词】压力管道;有限元;实体单元;管道单元;管口推力【作者】潘建华;谢中友;艾志斌;宗宁生【作者单位】合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心;铜陵学院建筑工程学院;合肥通用机械研究院国家压力容器与管道安全工程技术研究中心;中国石油天然气股份有限公司宁夏石化分公司【正文语种】中文【中图分类】TQ055.8+120世纪70年代以来，随着各种工艺装置的不断大型化和新工艺、新装置的不断出现，管道压力和温度的不断提高，管径和壁厚的不断加大，管道应力分析也受到越来越多的重视。

由于理论公式计算结果只能表明管道本身安全，并不能计算管道与设备相连的作用力，因此在实际应用中存在较大的局限性。

随着计算机的不断普及，国际上出现了一些管道应力分析计算机程序，以ABAQUS、ANSYS为代表的大型通用有限元软件也提供了专门的管道单元用以承压管道应力分析，这些都是以梁单元为基础的有限元分析程序。

一些标准(如GB 50316-2000、GB/T 20801-2006、ASME31.3)在压力管道应力计算的某些方面规定了大的原则[1～3]，对于细节并未做出具体规定，因此如何确定管道应力需要制订详细的规则，其细节问题则由分析人员自行把握。

一些文献对于基于梁单元的管道应力计算精度进行了研究。

软件研发中的代码静态分析与检测代码静态分析与检测在软件研发中起着至关重要的作用。

通过静态分析和检测，我们可以有效地发现和修复代码中的潜在问题，提高软件质量和可靠性。

本文将介绍代码静态分析与检测的概念、方法和实践，以及其在软件研发中的重要性和应用价值。

一、代码静态分析与检测的概念和方法代码静态分析是指在不运行程序的情况下，对代码进行分析和检查，以发现代码中的问题和潜在风险。

它可以帮助开发人员找出代码中的错误、漏洞和不规范的写法，提高代码的质量和可读性。

代码静态分析主要依靠自动化工具进行，常见的静态分析工具包括PMD、Checkstyle、FindBugs等。

代码静态检测是指通过对代码进行扫描和检测，以发现代码中的潜在问题和漏洞。

与动态测试不同，静态检测是在编译时或代码审查阶段进行的，可以帮助开发人员及早发现并修复问题，减少软件开发周期和成本。

常见的静态检测方法包括代码规范检查、语法检查、数据流分析和安全漏洞检测等。

二、代码静态分析与检测的重要性1. 提高代码质量和可靠性：通过代码静态分析和检测，可以帮助开发人员发现代码中的潜在问题和错误，及时修复，提高代码的质量和可读性。

这有助于减少后期调试和维护工作，提高软件的可靠性。

2. 提高开发效率：代码静态分析和检测是在早期发现和修复问题的最佳方式。

通过及时发现和解决问题，可以减少后期调试和维护的工作量，提高开发效率。

3. 降低软件开发成本：代码静态分析和检测能够帮助开发人员找出潜在问题和安全隐患，减少因此而引发的后果和损失。

这有助于降低软件开发的成本，并提高软件的市场竞争力。

三、代码静态分析与检测的应用实践1. 代码规范检查：通过对代码进行规范检查，可以发现代码中的命名不规范、代码重复、代码长度超过限制等问题。

这有助于提高代码的可读性和可维护性。

2. 安全漏洞检测：通过对代码进行安全漏洞检测，可以发现代码中可能导致安全漏洞的问题，如缓冲区溢出、SQL注入等。

Intergraph CAESAR II 2011 已于2010年11月22日正式发布，本文将着重列举软件在5.2版本基础上新增的各项功能和所做的改动，以帮助CII 用户能够更直接的了解新版软件。

1．新增美国ASME B31.9建筑管道规范，特别针对大型建筑内部的管道系统；2. 更新了下列已有规范：RCCM‐C, RCCM‐D, ASME‐NC, ASME‐ND, GPTC/Z380, Z662, B31.1, B31.3, EN‐13480 (2010 Draft).这其中较主要的改动是B31.1要求在计算弯头的应力增大系数时必须考虑介质内压强化效果及弹性模量的修正效果。

规范的这项改变将体现在软件的应力增大系数计算、查看界面及工况编辑器的工况选项设置中：工况编辑器的Load Case Options中新增了两列选项以满足规范要求3. 静态分析结果报告中的Miscellaneous Report将显示应力增大系数可能的变化范围（考虑内压加强及弹性模量修正影响），之前版本只列举单一数值：4. 新增德国PSSI及韩国Seonghwa弹簧库5. 在钢结构数据库中新增圆钢截面，但目前仍以矩形截面显示（其惯性矩、尺寸数据等为圆钢数据，取自美国AISC钢铁协会）6. 新增了管嘴许用载荷校核模块，用于在线评定任意边界条件下单一管口的计算荷载能否满足许用荷载。

该功能可在任意约束（Restraint）、初始位移点（Displacement）、柔性管嘴（Nozzle flexibility）处使用校核方式分为三类：●绝对值比较：计算得到的fA、fB、fC、mA、mB、mC分别与许用载荷FA、FB、FC、MA、MB、MC进行比较，仅当所有分量均小于许用值时认为通过，小写字符表示计算值，大写字符表示许用值，下同；●SRSS比较：载荷与弯矩遵循SRSS合成公式——SQRT[(fA/FA)2+(fB/FB)2+(fC/FC)2]＞1.0 或SQRT[(mA/MA)2+(mB/MB)2+(mC/MC)2]＞1.0当上述条件成立时认为管口载荷校核不通过；●一致性比较：载荷与弯矩遵循线性交互公式——ABS(fA/FA)+ABS(fB/FB)+ABS(fC/FC)＞1.0 或ABS(mA/MA)+ABS(mB/MB)+ABS(mC/MC)＞1.0当上述条件成立时认为管口载荷校核不通过A表示管道的轴向；B表示局部坐标系下的另一方向向量，与管道轴向垂直，通常代表了设备的中心线、支架作用方向等等，这个值根据不同标准，其定义有所不同，可参考相关规范要求确定，但A与B通常应当互相垂直；C表示A与B所在平面的法线向量。

静态分析技术在软件安全中的应用研究随着各种类型的软件在各个行业中广泛应用，软件开发已经成为现代计算机技术中最基本的组成部分。

这导致计算机安全风险问题日益引起关注。

静态分析技术，一个有效的软件安全工具，可以帮助防止恶意软件和其他安全漏洞的出现。

本文将介绍静态分析技术的基本概念、应用场景、分类模型以及存在的局限性。

一、基本概念静态分析是评估和验证软件代码的过程，而不需要实际运行代码。

它使用专门的软件工具检查代码文件以查找错误、安全漏洞和其他问题。

与动态分析相比，静态分析具有不需要运行应用程序添加负载、能够检测所有代码路径、可以提早检测以及找到难以发现的错误的优点。

静态分析技术一般被视为安全代码编写中的首选方法，因为它在代码编写的早期就能够发现和解决问题，这可以减少软件开发的时间和成本，同时还能提高代码质量。

普遍认为，在开发安全软件时需要发掘和解决软件中存在的漏洞和错误。

静态分析能够帮助开发人员发现并解决软件中存在的问题，从而提高潜在的软件安全性。

二、应用场景静态分析工具的应用范围包括了编写代码、编写文档和编写测试等方面。

安全分析在以下方面非常有用：1. 扫描源码以发现漏洞和错误静态分析技术能够帮助开发人员扫描源码中存在的漏洞和错误。

这些漏洞和错误可能包括未声明但使用、变量未初始化、未释放的动态内存、缓冲区溢出或空指针解引用等。

2. 早期的错误检测与测试工具相比，静态分析技术能够检测到错误，而不需要在编写测试代码之前实际执行代码。

这意味着，开发人员可以更早地发现错误和漏洞，这样可以在编码阶段消除它们，从而减少应用程序的维护和更新成本。

3. 扫描第三方代码许多项目依赖于第三方库或框架。

静态分析技术可以扫描这些库和框架的源代码以检查其安全性。

这有助于找出可能存在的安全漏洞和错误，从而降低第三方库的使用风险。

4. 安全检测和验证当开发人员没有充分考虑安全性时，静态分析技术可以检测到一些重要的漏洞与错误。

这可以帮助开发人员规避一些漏洞和隐患，同时还有助于维护安全性，从而保证应用程序在面对攻击时具有更强的可靠性。

1. CAESARII软件的输入和建模：CAESARII软件的输入格式大大减少了建模时间。

在线帮助与较少使用的一些功能的套装分层结构确保工程师不被打开过多的屏幕或干扰选项所迷惑，工程师可以只查看自己所关心的问题。

模型一旦建成，自动错误检查将检查输入。

从管系的透视图和可能的错误警告中确保建立的模型是正确的。

错误检查完成后，工程师只要告诉CAESARII软件，将自动进行分析。

●交互式图形输入，使用户更直观地查看模型。

CAESARII支持单线图、双线图、线框图和实体图。

●扩充的在线帮助。

对每一个输入区域都提供了方便的、相关的信息。

CAESARII不仅对专家而且对新手都提供了许多有价值的信息。

●丰富的约束类型。

包括是否有附加位移的固支；单向或双向作用的平动、转动；双线性作用的平动；导向和限位架；带摩擦的支撑等等。

●用户可修改材料数据库，包括随温度变化的许用应力。

●内置阀门库、弹簧库、膨胀节库和法兰库，并且允许用户扩展自己的库。

●钢结构建模，帮助用户建立边界条件，提供多种钢结构数据库。

●交互式的列表编辑输入格式。

用户可查看和编辑多个单元数据，因为具有块编辑特性，例如旋转、复制、影射，删除和节点重新编号，用户经常使用这种功能。

●用户控制和选择的程序运行方式。

用户完全控制如何计算和进行错误检查。

●玻璃纤维管（FRP）的建模和分析。

●自动的膨胀节建模。

调用膨胀节供应商提供的数据库建立膨胀节的相关参数。

●其它的输入和建模包括：●冷紧单元。

●弯头，三通应力强度因子（SIF）的计算。

●多任务批处理功能。

●英制/公制/国际单位制的转换，用户可定义自己的单位。

2.CAESARII软件的静态分析功能：CAESARII 进行静态分析时通常使用软件推荐的荷载工况来满足管道规范应力要求。

对于特殊情况，用户可改变荷载工况，增加或减少载荷工况。

目前，CAESARII软件最多可定义99个不同的载荷工况。

CAESARII允许分析管道和钢结构一体的复合模型，用户可得到管道-钢结构非线性作用计算和图形结果。

软件的可靠性测试（知识篇）由于嵌入式系统的独特性，导致其中运行的嵌入式软件测试需要专用的测试工具，当今应用于嵌入式软件测试的主流测试方法，按照其对嵌入式软件测试技术和方法上的不同，主要可以分为嵌入式软件静态分析法、嵌入式软件动态测试法和嵌入式软件综合测试法三类。

嵌入式软件静态分析法嵌入式软件静态分析法主要是能够在软件开发的早期就发现软件中的缺陷，这对于对软件的可靠性和安全性有着较高要求的嵌入式软件十分重要。

使用静态分析发对嵌入式软件进行测试时，具体的功能主要体现在三个方面：（1）代码质量分析：采用静态的方法对软件质量进行分析与评估。

（2）代码规范性检测：这种方法目前流行于很多知名企业，制定或执行一定的编码规范，在软件开发过程中，可以避免错误陷阱和代码误解。

（3）代码缺陷分析：对被测代码进行静态扫描，查出可能存在的运行出现时错误的代码段，这种分析可以检测出动态测试状态下难以捕捉到的错误。

嵌入式软件动态测试法由于嵌入式系统的复杂性，其嵌入式软件一般都有特殊性，因此对嵌入式软件进行动态测试较为困难，主要介绍以下几种嵌入式软件动态测试方法：（1）嵌入式软件“白盒”测试：嵌入式软件白盒测试又称为结构测试，是指在了解被测装置内部结构和软件实现细节的基础上进行的软件测试，根据测试需要可以打开被测装置，重点关注软件内部的实现细节。

（2）嵌入式软件“黑盒”测试：嵌入式软件黑盒测试又被称为功能测试，是指再不打开被测装置、不考虑其内部逻辑结构的情况下，通过功能测试项目来检测每个功能是否符合测试要求。

（3）嵌入式软件“灰盒”测试：嵌入式软件灰盒测试是介于白盒测试与黑盒测试之间的测试方法，该测试方法是建立在可以打开被测装置内部结构但不关注软件实现细节的基础上进行的关键信息点测试，这种测试方法只是通过一些表征性的现象、事件、标志来判读内部的运行状态，而不像白盒测试中那么详细。

嵌入式软件综合测试法在嵌入式软件可靠性测试工程中，由于嵌入式系统的复杂性，嵌入式软件发生的错误通常呈现多样化的特点，导致单一的静态分析或者动态测试都不能够完全满足测试工程的实际需要，因此很多嵌入式软件的可靠性评价都会采用静态分析与动态测试相结合的综合性测试法。

软件测试中的静态分析与代码质量评估软件开发过程中，保证代码质量是至关重要的，而静态分析和代码质量评估是两个常用的方法。

静态分析指的是在不运行代码的情况下，通过检查代码语法、结构和设计等方面的问题来评估代码的质量。

代码质量评估则是通过一系列指标和方法来量化代码的质量水平。

本文将介绍软件测试中的静态分析和代码质量评估的重要性以及常用的方法和工具。

一、静态分析的重要性静态分析在软件测试中扮演了重要的角色，它可以帮助开发人员发现和修复潜在的问题，提高代码的质量。

以下是静态分析的几个重要作用：1. 错误检查：静态分析可以帮助开发人员检查代码中的错误，例如语法错误、潜在的逻辑错误和常见的编程错误。

通过及时发现这些错误并加以修复，可以避免在运行时产生潜在的问题。

2. 代码复杂度评估：静态分析可以评估代码的复杂度，例如代码中的圈复杂度和代码行数等指标。

通过分析代码的复杂度，开发人员可以发现并改进代码中的冗余和复杂性，提高代码的可维护性和可读性。

3. 安全性检查：静态分析可以帮助发现代码中的安全漏洞和弱点，例如潜在的缓冲区溢出、代码注入和未经授权的访问等问题。

通过进行安全性检查，可以及早发现并修复这些漏洞，提高软件的安全性。

二、代码质量评估的方法代码质量评估是通过一系列指标和方法来量化代码的质量水平。

以下是几种常用的代码质量评估方法：1. 代码静态度量：通过对代码的度量来评估代码的质量，例如代码行数、方法的圈复杂度、代码的耦合度等。

通过分析这些度量指标，可以评估代码的规模、复杂度和可维护性。

2. 代码重复检测：代码中的冗余和重复是代码质量问题的常见原因之一。

通过使用代码重复检测工具，可以发现并消除代码中的冗余和重复部分，提高代码的可读性和可维护性。

3. 代码可读性评估：代码的可读性是衡量代码质量的关键指标之一。

通过使用代码可读性评估工具，可以评估代码的可读性，并根据评估结果进行相应的改进。

4. 代码复杂度评估：代码的复杂度对于代码质量有着重要影响。

(10)申请公布号 CN 102508766 A(43)申请公布日 2012.06.20C N 102508766 A*CN102508766A*(21)申请号 201110291315.2(22)申请日 2011.09.29G06F 11/36(2006.01)(71)申请人中国航天科技集团公司第七一〇研究所地址100048 北京市海淀区阜成路14号(72)发明人王崑声 詹海潭 经小川 张刚李宁(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人臧春喜(54)发明名称一种航天嵌入式C 语言软件运行时错误的静态分析方法(57)摘要本发明公开了一种航天嵌入式C 语言软件运行时错误的静态分析方法。

包括：(1)将航天嵌入式C 语言软件运行时错误按照错误的发生机制进行分类，根据每类错误构造属性状态机的步骤。

(2)根据构造的待检测软件源代码的程序控制流图和属性状态机获得程序控制流图中各节点的属性状态和路径条件的步骤。

(3)根据获得的属性状态和路径条件对运行时错误进行分析的步骤。

采用本发明提高了对航天嵌入式C 语言软件运行时错误进行检测的准确度和效率。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 5 页1/1页1.一种航天嵌入式C 语言软件运行时错误的静态分析方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对航天嵌入式C 语言软件运行时错误进行分类，按照分类后每类错误的属性模式构造属性状态机，所述属性状态机包括程序运行过程中可能出现的属性状态D i ，i ＝{1，…n}，n 为每类错误中的属性状态总数，D i 包括程序运行过程中可能的出现的错误状态；(2)按照程序的控制流程图和运行时错误的属性状态机，根据控制流程图中位置l 处的节点信息和输入属性状态σl_in ，获得经位置l 处的节点处理后的输出属性状态σl_out 和路径条件C s ，l ，其中，s 为到达位置l 处的路径；(3)判断σl_out 与属性状态D i 的关系：若σl_out 为D i 中的错误状态，则将路径条件C s ，l 作为可能出现的错误提示输出，并不再对C s ，l 进行后续分析；否则，将σl_out 作为下一个位置处的输入属性状态返回步骤(2)，直到程序出口。

基于静态分析方法的软件可靠性模型研究邓绯;王凯【摘要】随着网络通讯与计算机应用的不断发展，软件可靠性问题日益受到关注。

针对更新COTS或开源组建，提供了一种定量评估软件可靠性的方法模型。

该模型结合了静态分析源代码方法，对执行路径进行有限测试，并建立贝叶斯信任网络，构建一个综合的软件可靠性度量模型。

最后使用STREW[1]工具对3个开源程序进行实验验证，得到了实验结果，证明模型有效。

【期刊名称】《长春大学学报》【年(卷),期】2012(022)008【总页数】4页(P937-940)【关键词】软件可靠性;静态分析;贝叶斯信任网络【作者】邓绯;王凯【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN915.1随着网络通讯与计算机技术的不断发展，软件已渗透到国民经济和国防建设的各个领域。

随着软件系统功能的不断增加，其规模和复杂程度也越来越大，软件可靠性日益受到人们的关注，尤其是在航空航天、银行等领域。

如果软件可靠性得不到保证，软件系统存在缺陷和漏洞，就会造成许多问题和故障，必然会对国民生活带来不利的影响，甚至造成巨大的损失。

1983年美国IEEE\［2\］计算机学会对“软件可靠性”作出了定义:(1)在规定条件及时间内，软件不引起系统失效的概率;(2)在规定的时间周期内，在所述条件下程序执行所要求的功能的能力。

传统的软件可靠性模型需要在开发和测试期间进行数据收集，包括可靠度R(t)，平均故障前时间MTTF、平均修复时间MTTR、平均故障间隔时间MTBF，失效率，失效强度，容错性等。

但错误数据不一定能被充分收集，因此检测软件可靠性有一定难度。

源代码的静态分析是复查软件错误中的一种常用技术，是对代码的机械性的、程式化的特性分析方法。

静态分析可以进行缓冲区检查\［2\］，发现缓冲区溢出和安全漏洞、内存泄露\［3\］、定时异常等等其他常见的编程错误。

静态分析一般采用软件工具进行分析，包括控制流分析、数据流分析、接口分析等。

CAESAR Ⅱ2011软件的静态分析可靠性验证
蔡永成
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2013(42)10
【摘要】随着国内电力和化工行业的发展,应力分析软件CAESARⅡ在管道分析和计算中应用愈加普及,但是无论是国内还是国外,都缺少一个完整的软件验证计算过程来证明该软件的正确与可靠性,为此本文根据管道应力分析过程中最基本的三个工况即冷态工况,热态工况,偶然工况,通过合理选取计算模型,结合动力管道规范ASME B31.1的规定进行手工计算,并将其与软件结果进行比较,得出
CAESARⅡ2011软件可靠的结论.
【总页数】6页(P161-165,168)
【作者】蔡永成
【作者单位】惠生工程(中国)有限公司,上海201210
【正文语种】中文
【中图分类】TQ055.8;TP319
【相关文献】
1.CAESARⅡ软件在大口径厚壁钢管应力分析中的可靠性研究 [J], 吴晓南;昝林峰;蒋喜;胡道华;柳军;王怡佳;黄坤
2.基于静态分析方法的软件可靠性模型研究 [J], 邓绯;王凯
3.航空装备典型软件可靠性与性能一体化设计流程与验证 [J], CHEN Yang;LIU Jun-rong
4.舰船装备软件可靠性验证与评价技术研究 [J], 沈晓美; 吴立金; 詹红燕; 韩新宇; 唐龙利
5.BDS地面软件可靠性分析验证技术研究 [J], 刘晓萍;王冬霞;黄双临;郭睿
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软件静态测试方法“审查”述评软件测试在软件开发过程中具有非常重要的作用。

软件测试的实质在于，按照规定步骤采用有效方法，对程序进行严格的检验，发现和改正软件的各种差错，提高软件质量，使其逐步达到规定要求，交付用户使用。

经过几十年的发展，软件测试方法体系业已经形成，软件项目开发机构可以结合实际需要选择使用。

软件测试方法，按照是否在计算机上运行被测软件，区分为静态测试和动态测试两大类。

图1是软件测试技术分类框架。

图1 软件测试技术分类框架图长期以来，动态测试是最为业界推崇的方法，有时甚至是项目采用的唯一方法。

静态测试则被多数开发团队忽视。

一、从费用效益看软件测试动态测试方法走红和静态测试冷落所导致的弊端，终于逐渐被业界察觉，其中最具警示性的事件，当属权威性的美国国家标准技术研究所（NIST），在2002年发表的题为‘不适当的软件测试基础结构的经济影响’研究报告1]，该报告对美国软件开发弊端提出尖锐批评。

报告说：“。

虽然所有错误不可能完全消除，超过1/3的费用或估计达220亿美元的费用是可以节省的。

用改善测试的基础结构，采用评审（Review），审查(Inspection)等方法，可以更早，更有效地识别和消除软件错误。

使用这些方法可以在接近错误注入的时刻，用很大的百分比（虽然不是100%）识别和消除错误。

现在的情况是有超过半数的错误在进入测试阶段之前无法发现，甚至拖延到销售给用户使用之后”。

Bennett的工作进一步验证了NIST关于早期发现和改正错误，可以带来极大经济效益的论断2]。

图2显示了错误发现阶段和错误注入阶段，改正一个软件错误所需要的相对费用。

图2 软件排错费用图由此可见静态测试技术的最大优点恰好是它能够及早发现和改正错误，从而带来可观的经济效益。

常用的静态测试方法有审查（Inspection）和走查（Walk Through）两种，其中审查（Inspection）比较正规，颇具潜力。

二、怎样正确实施审查（一）审查的定义IEEE Std 610.12-1990 3]定义，审查（Inspection）是指：“一种静态分析技术，它依靠目视检查开发的产品，发现错误、发现和开发标准的偏离以及其它问题，典型的审查类型包括编码审查，设计审查”。