软件可靠性设计与分析.ppt
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可靠性设计与分析报告
可靠性设计与分析报告1. 引言可靠性是一个系统是否可以在适定的时间内、在适定的条件下，按照既定的功能要求，以期望的性能运行的能力。
在设计与开发软件、硬件以及其他复杂系统时，可靠性设计是至关重要的一环。
可靠性分析则是评估系统的可靠性，识别潜在的故障点并提出相应的改进方案。
本报告将重点讨论可靠性设计与分析的一些重要概念和方法，并对一个实际的系统进行分析，提出可能的优化建议。
2. 可靠性设计的原则在进行可靠性设计时，需要考虑以下几个原则：2.1. 冗余设计冗余设计是通过增加系统中的备用部件来提高系统的可靠性。
常见的冗余设计包括备份服务器、硬盘阵列、双机热备等。
冗余设计可以在一个组件发生故障时，自动切换到备用组件，从而避免系统的停机损失。
2.2. 容错设计容错设计是通过在系统中加入错误处理机制，在出现错误时可以尽量保证系统的正常工作。
容错设计可以包括错误检测、错误恢复、错误传递等。
例如，在软件开发中，可以使用异常处理来处理可能出现的错误情况，从而避免程序崩溃。
2.3. 系统监测系统监测是通过对系统运行时的状态进行实时监测，及时发现并处理可能的故障。
监测可以包括对硬件设备的状态监测、对软件运行的监测等。
通过系统监测，可以及时采取相应的措施，防止故障进一步扩大。
3. 可靠性分析方法可靠性分析是评估系统可靠性的一项重要工作。
以下将简要介绍一些常用的可靠性分析方法：3.1. 故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析是一种通过分析系统的故障模式和故障后果，评估系统可靠性的方法。
通过对系统中各个组件的故障模式及其对系统的影响进行分析，可以确定系统的关键故障点，并提出相应的改进措施。
3.2. 可靠性指标分析可靠性指标分析是通过对系统的各项指标进行分析，评估系统的可靠性水平。
常见的可靠性指标包括平均无故障时间（MTTF）、平均修复时间（MTTR）、故障率等。
通过对这些指标进行分析，可以判断系统是否满足要求，以及提出相应的改进措施。
软件质量保证与测试PPT课件第9章 软件测试过程
其次，把软件开发划分成阶段，就对中间产品提供了检验的 依据。各阶段完成的软件文档成为检验软件质量的主要对象。
很显然，表现在程序中的错误，并不一定是编码引起的，很 可能是详细设计、概要设计阶段，甚至是需求分析阶段的问 题引起的。因此，针对源程序测试时，所发现的问题的根源 可能在开发时期的各个阶段。解决错误、纠正错误也必须追 溯到前期的工作。 正是如此，测试工作应该着眼于整个软件开发生命周期，特 别是着眼于编码以前各开发阶段的工作来保证软件的质量。 也就是说，测试应该从软件开发生命周期的第一个阶段开始， 并贯穿于整个软件开发生命周期。
编辑ppt
13
9.3.4 系统测试
定义 测试内容
功能测试 性能测试 强度测试 可靠性测试 恢复测试 安装测试 安全性测试 配置测试 可用性测试 兼容性测试 网站测试
测试技术 测试人员
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14
9.3.5 验收测试
定义 测试内容 测试技术
α测试 β测试
测试人员
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17
9.4.2 生命周期测试与V模型
需求分析 设计 编码 测试 安装 维护
开发 阶段
验证活动
需求分 析
确定测试步骤 确定需求是否恰当 生成功能测试用例 确定设计是否符合需求
设计
编码 测试 安装 维护
确定设计信息是否足够 准备结构和功能的测试用例 确定设计的一致性
为单元测试产生结构和功能测试 的测试用例
测试管理工具用于对测试进行管理。一般而言， 测试管理工具对测试计划、测试用例、测试实施 进行管理，还包括缺陷跟踪管理工具等。
测试管理工具的代表有Rational公司的Test Manager，Compureware公司的 TrackRecord等。
很显然，表现在程序中的错误，并不一定是编码引起的，很 可能是详细设计、概要设计阶段，甚至是需求分析阶段的问 题引起的。因此，针对源程序测试时，所发现的问题的根源 可能在开发时期的各个阶段。解决错误、纠正错误也必须追 溯到前期的工作。 正是如此，测试工作应该着眼于整个软件开发生命周期，特 别是着眼于编码以前各开发阶段的工作来保证软件的质量。 也就是说，测试应该从软件开发生命周期的第一个阶段开始， 并贯穿于整个软件开发生命周期。
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9.3.4 系统测试
定义 测试内容
功能测试 性能测试 强度测试 可靠性测试 恢复测试 安装测试 安全性测试 配置测试 可用性测试 兼容性测试 网站测试
测试技术 测试人员
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9.3.5 验收测试
定义 测试内容 测试技术
α测试 β测试
测试人员
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9.4.2 生命周期测试与V模型
需求分析 设计 编码 测试 安装 维护
开发 阶段
验证活动
需求分 析
确定测试步骤 确定需求是否恰当 生成功能测试用例 确定设计是否符合需求
设计
编码 测试 安装 维护
确定设计信息是否足够 准备结构和功能的测试用例 确定设计的一致性
为单元测试产生结构和功能测试 的测试用例
测试管理工具用于对测试进行管理。一般而言， 测试管理工具对测试计划、测试用例、测试实施 进行管理，还包括缺陷跟踪管理工具等。
测试管理工具的代表有Rational公司的Test Manager，Compureware公司的 TrackRecord等。
《软件需求分析》课件
关系定义
定义实体之间的关系，如 关联、依赖、聚合等。
实体关系图绘制
使用图形化工具绘制实体 关系图，展示实体之间的 关联关系。
Part
04
需求规格说明
需求规格说明编写
确定需求来源
明确软件需求来自哪些方面，如用户、市场、技术等 ，确保全面覆盖。
编写规范统一
遵循统一的编写规范，确保需求规格说明的清晰、准 确和一致性。
需求分析的过程
需求调研
通过与用户沟通、调查问 1
卷、现场观察等方式，了 解用户需求和业务场景。
需求确认
4
将分析出来的需求与用户 进行确认，确保双方对需 求的理解一致。
需求分析
2
对收集到的需求进行整理
、分类、抽象，形成系统
需求。
需求评审
3 对分析出来的需求进行审
查和评估，确保需求的正 确性和完整性。
访谈技巧
注意倾听、引导和追问，以获得深入的需求 信息。
记录和分析
详细记录访谈内容，并进行分析，提取关键 需求。
问卷调查
设计问卷
根据软件的功能和目标，设计合理的问卷。
选择调查对象
确保调查对象的代表性和广泛性。
发布和收集问卷
通过适当的渠道发布问卷，并确保问卷的完整性和准确性。
数据分析
对收集到的数据进行统计分析，提取关键需求。
详细描述
社交网络平台用户数量庞大，用户交互频 繁，对系统的可用性和响应速度要求极高 。同时，由于社交网络平台的功能更新频 繁，需求变化较快，需求分析需要关注系 统的可扩展性和灵活性。此外，社交网络 平台还需要考虑用户隐私和数据安全等问 题。
THANKS
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非功能需求定义
《软件质量与可靠性》课件
《软件质量与可靠性》 PPT课件
这份PPT课件将带您深入了解软件质量与可靠性的重要性和提升方法，让您成 为软件开发领域的专家。
什么是软件质量和可靠性？
通过深入分析和阐述软件质量和可靠性的概念，我们可以更好地理解开发高 质量、可靠的软件的重要性。
软件质量的重要性
用户满意度
高质量的软件可以提高用户满意度，帮助企业获得更多的用户忠诚度和口碑。
深入了解用户需求并准确地进行系统设计是提高软件质量和可靠性的关键步骤。
2
代码编写与测试
编写高质量的代码并采用全面的测试方法对代码进行验证是确保软件质量和可靠性的必要措 施。
3
持续优化与迭代
不断进行优化和迭代，向用户提供更好的功能和性能体验是持续提高软件质量和可靠性的关 键。
软件测试与质量保证
• 使用不同的测试方法，如单元测试、集成测试和系统测试，以确保软 件的功能正确性。
• 建立质量保证流程和标准，确保在整个开发过程中质量得到有效的管 理和控制。
• 引入自动化测试工具和流程，提高测试效率和准确性。
常见的软件质量问题
性能问题
软件运行缓慢、响应时间长， 是常见的影响用户体验的软 件质量问题。
安全漏洞
软件存在漏洞和脆弱性，容 易受到黑客和恶意攻击，影 响系统的安全性。
பைடு நூலகம்
兼容性问题
成本控制
投入更多的资源在软件质量上可以减少后期的修复成本，并提高整体开发效率。
竞争优势
拥有高质量的软件可以帮助企业在竞争激烈的市场中脱颖而出，赢得更多的市场份额。
软件可靠性的定义
软件可靠性是指软件在预定条件下运行期间，能够持续提供所需的功能并保 持良好的性能的能力。
如何提高软件质量和可靠性
这份PPT课件将带您深入了解软件质量与可靠性的重要性和提升方法，让您成 为软件开发领域的专家。
什么是软件质量和可靠性？
通过深入分析和阐述软件质量和可靠性的概念，我们可以更好地理解开发高 质量、可靠的软件的重要性。
软件质量的重要性
用户满意度
高质量的软件可以提高用户满意度，帮助企业获得更多的用户忠诚度和口碑。
深入了解用户需求并准确地进行系统设计是提高软件质量和可靠性的关键步骤。
2
代码编写与测试
编写高质量的代码并采用全面的测试方法对代码进行验证是确保软件质量和可靠性的必要措 施。
3
持续优化与迭代
不断进行优化和迭代，向用户提供更好的功能和性能体验是持续提高软件质量和可靠性的关 键。
软件测试与质量保证
• 使用不同的测试方法，如单元测试、集成测试和系统测试，以确保软 件的功能正确性。
• 建立质量保证流程和标准，确保在整个开发过程中质量得到有效的管 理和控制。
• 引入自动化测试工具和流程，提高测试效率和准确性。
常见的软件质量问题
性能问题
软件运行缓慢、响应时间长， 是常见的影响用户体验的软 件质量问题。
安全漏洞
软件存在漏洞和脆弱性，容 易受到黑客和恶意攻击，影 响系统的安全性。
பைடு நூலகம்
兼容性问题
成本控制
投入更多的资源在软件质量上可以减少后期的修复成本，并提高整体开发效率。
竞争优势
拥有高质量的软件可以帮助企业在竞争激烈的市场中脱颖而出，赢得更多的市场份额。
软件可靠性的定义
软件可靠性是指软件在预定条件下运行期间，能够持续提供所需的功能并保 持良好的性能的能力。
如何提高软件质量和可靠性
软件SQA PPT
测试策略的确定
过程
测试策略ห้องสมุดไป่ตู้关于如何测试系统的正式描述, 要求开发针对所有测试级别的测试策略.测 试小组分析需求,编写测试策略并和项目小 组一起复审计划.测试计划应该包括测试用 例和条件,测试环境,与任务相关的测试, 通过/失败的准则和测试风险评估.测试进 度表将识别所有要求成功的测试成果任务, 活动的进度和资源要求.
SQA与软件测试的关系
SAQ和测试两者之间即存在包含又有交 叉关系; 两者的共同点在于两者都是贯穿整个软 件开发生命周期的流程; 两者不同之处在于SQA侧重与对流程的 管理与控制,而测试是对流程中各过程 管理与控制策略进行实施.
SAQ的职责
SQA的职能是向管理层提供正确的可视 化信息,从而促进与与协助流程改进. SQA还充当测试工作的监督者,使得管 理与开发人员不必担心谁来管理测试, 因此有了SQA,测试工作就可以被客观 的检查与评价,同时也可以协助测试流 程的改进.
2.测试策略
定义:测试策略通常是描述测试工程的 总体方法和目标.描述目前在进行哪一 阶段的测试以及每个阶段内进行的测试 种类,以确定合理的测试方案使得测试 更有效.
测试策略的目标
不是所有的软件测试都要运用现有的测 试方法去测试.必须依据软件本身的性 质,规模及应用场合的不同,选择不同 成本是老板最 的测试方案,以最少的软件,硬件及人 关心的,你是 力资源投入得到最佳的效果. 不能逾越的!
可靠性结构模型
是依据系统结构逻辑关系,对系统的可 靠性特征及其发展变化规律做出可靠性 评价. 此模型可用于软件可靠性综合评价又可 用于软件可靠性分解.
可靠性预计模型
软件可靠性预计模型是用来描述软件失 效与软件缺陷的关系,借助这类模型, 可以对软件的可靠性特征作出定量的预 计或评估.
软件需求分析PPT课件
原型设计工具
原型设计工具用于快速创建软件原型， 帮助团队更好地理解用户需求和设计 软件界面。
常见的原型设计工具包括Axure、 Sketch、Figma等，这些工具支持快 速设计和制作高保真原型，方便团队 成员进行讨论和评审。
需求分析建模工具
需求分析建模工具用于对软件需求进行分析、建模和规格编写，帮助团队更好地 理解和规范软件需求。
评审
组织专家或利益相关者对需求规格说 明进行评审，确保内容的准确性和完 整性。
修改
根据评审结果，对需求规格说明进行 修改和完善，确保满足利益相关者的 需求。
需求规格说明的发布与维护
发布
将需求规格说明正式发布给相关人员，确保利益相关者了解和遵循。
维护
在软件开发生命周期中，对需求规格说明进行维护和更新，确保其与实际需求保持一致。
定期对需求变更进行审查，确保变 更得到有效控制。
沟通与协调
及时向相关干系人报告变更情况， 确保信息一致性。
04
06 软件需求分析工具
需求管理工具
需求管理工具用于记录、跟踪和管理 软件需求，确保需求变更得到及时处 理和正确实施。
常见的需求管理工具包括Jira、 MantisBT等，这些工具提供了需求跟 踪、版本控制、变更管理等功能，帮 助团队更好地协作和管理需求。
需求分析的流程
需求整理
对收集到的需求进行分类、筛 选、合并、去重等处理。
需求规格说明
编写需求规格说明书，明确需 求的细节和验收标准。
需求收集
通过访谈、问卷调查、原型演 示等方式收集用户需求。
需求分析
对整理后的需求进行深入分析， 明确系统功能、性能等方面的 具体要求。
需求评审
组织专家或团队对需求规格说 明书进行评审，确保需求的准 确性和完整性。
软件设计PPT课件
软件测试的目标
确保软件质量
通过测试发现软件中存在的缺陷和错误，提 高软件的质量和稳定性。
验证软件功能
验证软件是否符合需求规格，是否能够完成 预定的功能和任务。
提高软件可靠性
通过不断测试和修复，提高软件的可靠性和 可用性，降低故障率。
优化性能
通过测试发现软件的性能瓶颈，优化软件性 能，提高运行效率。
社交网络设计案例，以微信为例，介 绍其功能、特点、技术实现和用户体 验等方面的设计。
用户体验
微信注重用户体验，通过不断优化界 面设计和交互细节，提升了用户的使 用感受。
01
02
功能设计
微信作为一款社交应用，其功能设计 主要包括聊天、朋友圈、公众号等， 满足了用户社交需求。
03
特点
微信具有简洁、易用、安全等特点， 用户可以快速上手并享受优质的社交 体验。
页面布局
淘宝采用清晰的页面布局，将商品信 息、搜索框、导航栏等元素合理排布， 方便用户浏览和查找。
购物流程
淘宝的购物流程设计简洁明了，用户 可以轻松完成注册、登录、浏览、购 买等操作。
案例三：移动应用的设计
抖音的界面设计简洁大方，色彩搭配 合理，图标和按钮符合用户习惯，提 升了用户体验。
抖音在性能优化方面做得很好，无论 是启动速度还是运行流畅度都得到了 保障。
提高数据完整性
保证数据的准确性和可靠性，确保 数据的正确性和一致性。
04
数据库设计的基本步骤
概念设计
根据需求分析结果，设计出符 合业务需求的数据库概念模型。
物理设计
根据逻辑模型，设计出数据库 的物理结构，包括存储结构、 索引、分区等。
需求分析
了解用户需求，收集相关数据， 分析业务流程和数据流程。
软件工程ppt课件完整版
缺陷跟踪
使用缺陷管理工具对缺陷进行 跟踪，确保每个缺陷都得到处 理。
缺陷修复
开发人员对缺陷进行分析并修 复，然后提交给测试人员进行 验证。
回归测试
对修复后的缺陷进行回归测试 ，确保修复没有引入新的缺陷
。
质量评估与改进
质量评估
定期对软件产品的质量进行评估，包括功能 、性能、安全等方面。
过程改进
对软件开发过程进行持续改进，提高开发效 率和软件质量。
，提高代码的可读性和可维护性。
模块化开发
02
采用模块化开发方式，将系统划分为不同的模块进行开发，提
高开发效率和质量。
错误处理
03
对可能出现的错误进行充分的考虑和处理，包括异常捕获、日
志记录和错误提示等，确保系统的稳定性和可靠性。
05 测试与质量保证
测试类型及方法
功能测试对软件产品的各项功 进行验证，确保符 合需求和设计。
同时引入了风险管理机制。
螺旋模型的主要阶段包括：制 定计划、风险分析、工程实施
和客户评估。
螺旋模型的优点在于其强调风 险分析和迭代开发，能够及时 发现并解决问题，降低项目风 险。
螺旋模型的缺点在于其需要较 高的项目管理能力和技术水平 ，且可能因为过度关注风险而 忽略其他重要因素。
敏捷开发模型
敏捷开发的主要实践包括：短周期迭代开发、 持续集成、持续交付和自动化测试等。
水平。
04
迭代增量模型的优点在于其能够逐步增加系统功能和 性能，降低项目风险，同时也能够及时发现并解决问 题。
03 需求分析与管理
需求获取与整理
确定需求来源
与客户、利益相关者、业务领域 专家等进行沟通，明确需求背景
和范围。
使用缺陷管理工具对缺陷进行 跟踪，确保每个缺陷都得到处 理。
缺陷修复
开发人员对缺陷进行分析并修 复，然后提交给测试人员进行 验证。
回归测试
对修复后的缺陷进行回归测试 ，确保修复没有引入新的缺陷
。
质量评估与改进
质量评估
定期对软件产品的质量进行评估，包括功能 、性能、安全等方面。
过程改进
对软件开发过程进行持续改进，提高开发效 率和软件质量。
，提高代码的可读性和可维护性。
模块化开发
02
采用模块化开发方式，将系统划分为不同的模块进行开发，提
高开发效率和质量。
错误处理
03
对可能出现的错误进行充分的考虑和处理，包括异常捕获、日
志记录和错误提示等，确保系统的稳定性和可靠性。
05 测试与质量保证
测试类型及方法
功能测试对软件产品的各项功 进行验证，确保符 合需求和设计。
同时引入了风险管理机制。
螺旋模型的主要阶段包括：制 定计划、风险分析、工程实施
和客户评估。
螺旋模型的优点在于其强调风 险分析和迭代开发，能够及时 发现并解决问题，降低项目风 险。
螺旋模型的缺点在于其需要较 高的项目管理能力和技术水平 ，且可能因为过度关注风险而 忽略其他重要因素。
敏捷开发模型
敏捷开发的主要实践包括：短周期迭代开发、 持续集成、持续交付和自动化测试等。
水平。
04
迭代增量模型的优点在于其能够逐步增加系统功能和 性能，降低项目风险，同时也能够及时发现并解决问 题。
03 需求分析与管理
需求获取与整理
确定需求来源
与客户、利益相关者、业务领域 专家等进行沟通，明确需求背景
和范围。
装备软件可靠性分析与设计方法
摘 要： 软件可靠性是软件质量度量 ６个特 性 中的核 心特 性 ， 已经成 为决定装备 作战效 能的关键 因素之一 。特 别
是随着装备软件规模 巨、 功能 强、 要 求高的发展趋 势， 采用软件 可靠性工程 方法提 高装备软件 的可靠性具有 十分重 要 的意义。在对装备软件 的 系统和详 细级故 障模式 、 影响及危 害进行 分析 的基 础上 ， 提 出 了提 高装备软 件可 靠性
，
（ １ ． Ａ ｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｏ ｆ ｕ ｗ ａ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ６， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
２ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｉ ｄ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｘ ｉ ａ ｎ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ａ Ｖ Ｉ Ｃ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ３卷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 ６期
航 空 计 算 技 术
Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ
Ｖｏ １ ． ４３ Ｎｏ． ６
２ ０ １ ３年 １ １月
是随着装备软件规模 巨、 功能 强、 要 求高的发展趋 势， 采用软件 可靠性工程 方法提 高装备软件 的可靠性具有 十分重 要 的意义。在对装备软件 的 系统和详 细级故 障模式 、 影响及危 害进行 分析 的基 础上 ， 提 出 了提 高装备软 件可 靠性
，
（ １ ． Ａ ｉ ｒ Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｏ ｆ ｕ ｗ ａ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ６， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
２ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｉ ｄ ｉ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ３ ． Ｘ ｉ ａ ｎ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ａ Ｖ Ｉ Ｃ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ６ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第４ ３卷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 ６期
航 空 计 算 技 术
Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ
Ｖｏ １ ． ４３ Ｎｏ． ６
２ ０ １ ３年 １ １月
软件开发过程中的可靠性设计与实现
软件开发过程中的可靠性设计与实现在软件开发过程中，可靠性设计和实现是非常重要的环节。
可靠性是指软件系统能够在所规定的条件下，以满足用户需求的正确性、有效性、安全性、可维护性、可扩展性等特性工作。
本文将从需求分析、设计、编码、测试等方面分析软件开发过程中的可靠性设计与实现。
一、需求分析阶段的可靠性设计在需求分析阶段，我们要明确软件系统的需求和功能，而这些需求和功能必须基于客户的要求、业务流程、技术特点和市场需求等因素。
需求分析中应该注重以下几个方面：1.需求指标的定义首先，我们需要定义软件开发中的功能和指标。
这些指标可以从系统的场景和用例、用户需求和技术特点等方面来定义。
指标的定义应该满足以下几个方面的需求：可用性：系统需要有一个易于使用的界面，用户可以轻松地完成任务，以此来提高可用性。
安全性：应为系统提供安全保障，例如数据加密、密码认证等，这样用户的个人数据就不会被泄露。
性能：系统需要满足在用户大量访问时的性能，例如响应时间和吞吐量等指标。
可读性：系统的代码需合理安排，需要有注释和良好的文档，从而降低后期的维护成本。
2.风险评估在需求分析的过程中，需要预测并评估项目的风险。
需要考虑质量控制方面的支持、开发过程中的问题以及外在威胁等因素。
识别这些风险，并需要在软件开发的过程中采取相应的措施以减轻风险。
3.合理的规范我们需要使用一些规范文件，以便进行开发过程中的测试、维护和管理。
这些规范，例如代码规范、测试规范、技术规范等，是需要制定、公布并监督执行的。
规范的制定和执行，有利于降低代码质量问题的缺陷，提高可靠性和系统的可用性。
二、设计与编码阶段的可靠性设计在设计和编码的过程中，我们主要是应该从以下三个方面来关注可靠性设计：1.正确性的设计在设计阶段中，需要将原型图转化为真实的设计图。
设计图不仅包括程序和代码的设计，也包括设计模式、算法等方面。
此时需要在设计的过程中，想尽办法优化程序的性能，提高代码的可读性，从而使得编码过程更加的容易。
软件可靠性(第一讲)
软件可靠性的基本知识
2.软件规模 如果软件只含一条指令，那么谈论软件可靠性问 题便失去意义。随着软件规模的增大，软件可靠 性问题愈显突出。 在我们考虑软件可靠性问题时，软件一般是指中 型以上软件(4000～5000条以上语句)，这时可靠 性问题难以对付。
软件可靠性的基本知识
3. 软件内部结构 软件内部结构一般比较复杂，且动态变 化，对可靠性的影响也不甚清楚。 但总的说来，结构越复杂，软件复杂度越 高，内含缺陷数越多，因而软件可靠度越低。
广义的可靠性：
是指一切旨在避免、减少、处理、度量软件故障 （错误、缺陷、失效）的分析、设计、测试方法、 技术和实践活动。
软件可靠性的基本知识
与之相关的内容有软件可靠性度量、软件可靠性设 计、软件可靠性建模、软件可靠性测试和软件可靠 性管理等。
狭义的可靠性：
是指软件无失效运行的定量度量。
与之相关的内容有软件可靠性度、软件 失效强度和软件平均失效时间等。
软件可靠性的基本知识
程序输入空间的元素数量非常庞大，程序运行中 每个元素被选用的概率各不相同，形成一定的概 率分布，我们称此为程序运行剖面，程序的不同 的运行状态，对应于不同的运行剖面。 软件操作剖面：通常是指软件运行的输入空间及 其概率分布。 软件的输入空间是指软件所有可能的输入值构 成的空间。按照欧空局标准的定义，软件的操作 剖面是指“对系统使用条件的定义。即系统的输 入值用其按时间的分布或按它们在可能输入范围 内的出现概率的分布来定义”。
软件缺陷与故障
1、软件缺陷和软件故障案例
案例1 美国迪斯尼公司的狮子王游戏软件bug 兼容性问题 案例2 美国航天局火星登陆事故 系统测试 衔接问题 案例3 跨世纪“千年虫”问题 案例4 爱国者导弹防御系统炸死自家人 系统时钟误差积累 案例5 Windows 2000 中文输入法漏洞 案例6 金山词霸bug
软件质量保证与测试PPT课件第4章 软件可靠性度量和测试-文档资料
一个不正确的步骤、过程或数据定义。 一个不正确的结果。 一次产生不正确的结果的人的活动。
故障。在一个计算机程序中出现的不正确的步骤、过程或数据 定义常称为故障。上述“差错”中的第二项属于故障。
失效。一个程序运行的外部结果与软件产品的要求出现不一致 时称为失效。软件失效证明了软件中存在着故障。上述“差错” 中的第三项属于失效。
件错误。
9
4.1.5 影响软件可靠性的因素
软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误：
需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整，用户 需求的变更未及时消化，软件开发者和用户对需求的 理解不同等等。
设计错误。如处理的结构和算法错误，缺乏对特殊情 况和错误处理的考虑等。
编码错误。如语法错误，变量初始化错误等。 测试错误。如数据准备错误，测试用例错误等。 文档错误。如文档不齐全，文档相关内容不一致，文
因此，根据模型使用的这两种数据我们将模型分 成如下两类：
给定时间间隔内的失效数模型。 两相临失效间的时间间隔模型。
15
好模型的一般标准
建立软件可靠性模型的目的是估计软件可靠性，提供开发状态、 测试状态以及计划日程状态的参考定量数据，监视可靠性性能 及其变化。
一个好的模型必须有适合具体项目开发过程的正确的假设。如 果不知道哪个模型最适合当前项目，那么，一个聪明的办法就 是在一个项目上执行一个以上的模型并且综合分析所得到的结 果。
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。
6
输入空间示意图/离散型运行剖面 图/连续型运行剖面图
7
4.1.3 软件可靠性的基本数学关系
8
4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的 区别
软件和硬件在可靠性特征上的差异，主要有以下几点:
故障。在一个计算机程序中出现的不正确的步骤、过程或数据 定义常称为故障。上述“差错”中的第二项属于故障。
失效。一个程序运行的外部结果与软件产品的要求出现不一致 时称为失效。软件失效证明了软件中存在着故障。上述“差错” 中的第三项属于失效。
件错误。
9
4.1.5 影响软件可靠性的因素
软件差错是软件开发各阶段潜入的人为错误：
需求分析定义错误。如用户提出的需求不完整，用户 需求的变更未及时消化，软件开发者和用户对需求的 理解不同等等。
设计错误。如处理的结构和算法错误，缺乏对特殊情 况和错误处理的考虑等。
编码错误。如语法错误，变量初始化错误等。 测试错误。如数据准备错误，测试用例错误等。 文档错误。如文档不齐全，文档相关内容不一致，文
因此，根据模型使用的这两种数据我们将模型分 成如下两类：
给定时间间隔内的失效数模型。 两相临失效间的时间间隔模型。
15
好模型的一般标准
建立软件可靠性模型的目的是估计软件可靠性，提供开发状态、 测试状态以及计划日程状态的参考定量数据，监视可靠性性能 及其变化。
一个好的模型必须有适合具体项目开发过程的正确的假设。如 果不知道哪个模型最适合当前项目，那么，一个聪明的办法就 是在一个项目上执行一个以上的模型并且综合分析所得到的结 果。
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。
6
输入空间示意图/离散型运行剖面 图/连续型运行剖面图
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4.1.3 软件可靠性的基本数学关系
8
4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的 区别
软件和硬件在可靠性特征上的差异，主要有以下几点:
软件可靠性设计
瀑布模型 原型模型 增量模型 螺旋模型 喷泉模型 基于知识的模型和变换模型等。
2015年8月10日星期一
软件设计方法
软件设计方法是一种使用早已定义好的技术集及 符合表示习惯来组织软件开发过程的方法。目前， 已经提出了多种软件开发方法和技术，如：
结构化方法（SA：Structure Method） Jackson方法 维也纳开发方法 面向对象设计法（OOD：Objected-Oriented Software Development） 基于模型的软件开发方法 设计模式等
软件相异性设计即由一个初始需求规范出发, 几个独立的工作组独立设计出满足系统要求、 能完成预先定义的功能实体，形成一个系统
结构容错－概述(1)
2015年8月10日星期一
软件工具
软件工具一般被称为支持软件人员开发和为何软 件活动而使用的软件。目前，与软件开发相关的 常用工具软件主要有：
Microsoft Office Visio Rational Rose Microsoft Office Project、 Microsoft Visual Studio Together CASE Studio Microsoft Visual Sourcesafe Microsoft TeamSuit Clear Case等。
软件可靠性设计
内容提纲
1 软件可靠性设计概述 2 软件避错设计 3 软件容错设计 4 软件可靠性设计准则
2
1 软件可靠性设计概述
3
•软件可靠性设计的实质是在常规的软件设 计中，应用各种必须的方法和技术，使程 序设计在兼顾用户的各种需求时，全面满 足软件的可靠性要求。 •三点说明：
--过程：软件的可靠性设计应和软件的常规 设计紧密地结合，贯穿于常规设计过程的始 终。 --范畴：这里所指的设计是广义的设计，它 包括了从需求分析开始，直至实现的全过程。 --目的：设计可靠的软件
2015年8月10日星期一
软件设计方法
软件设计方法是一种使用早已定义好的技术集及 符合表示习惯来组织软件开发过程的方法。目前， 已经提出了多种软件开发方法和技术，如：
结构化方法（SA：Structure Method） Jackson方法 维也纳开发方法 面向对象设计法（OOD：Objected-Oriented Software Development） 基于模型的软件开发方法 设计模式等
软件相异性设计即由一个初始需求规范出发, 几个独立的工作组独立设计出满足系统要求、 能完成预先定义的功能实体，形成一个系统
结构容错－概述(1)
2015年8月10日星期一
软件工具
软件工具一般被称为支持软件人员开发和为何软 件活动而使用的软件。目前，与软件开发相关的 常用工具软件主要有：
Microsoft Office Visio Rational Rose Microsoft Office Project、 Microsoft Visual Studio Together CASE Studio Microsoft Visual Sourcesafe Microsoft TeamSuit Clear Case等。
软件可靠性设计
内容提纲
1 软件可靠性设计概述 2 软件避错设计 3 软件容错设计 4 软件可靠性设计准则
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1 软件可靠性设计概述
3
•软件可靠性设计的实质是在常规的软件设 计中，应用各种必须的方法和技术，使程 序设计在兼顾用户的各种需求时，全面满 足软件的可靠性要求。 •三点说明：
--过程：软件的可靠性设计应和软件的常规 设计紧密地结合，贯穿于常规设计过程的始 终。 --范畴：这里所指的设计是广义的设计，它 包括了从需求分析开始，直至实现的全过程。 --目的：设计可靠的软件
第7-1软件可靠性分析
d f (t ) F (t ) dt
其中，f(t)为F(t)的函数密度，即：
2017/5/24
12
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：
f (t ) d d (t ) [ ln(1 f (t )] [ ln R(t )] 1 F (t ) dt dt
指数分布
Weibull分布
C1分布
帕雷多分布 Gamma分布 Y-O-O
Schick-wolverton
Littlewood 无限故障数模型 族
型
T1 Moranda Littlewood-Verrall Littlewood-Verrall Crow T2 T3 泊松分布 Mussa-Okumoto
2017/5/24
11
7.2.2 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，软件无故障 运行的概率 若用T表示软件无故障运行的时间间隔，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：
R(t ) R(t t ) f (t ) (t ) lim t 0 tR(t ) R(t )
第7章
软件可靠性分析与设计
第一部分 软件可靠性度量与测试
1
§7.1 引言
7.1.1
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
其中，f(t)为F(t)的函数密度，即：
2017/5/24
12
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：
f (t ) d d (t ) [ ln(1 f (t )] [ ln R(t )] 1 F (t ) dt dt
指数分布
Weibull分布
C1分布
帕雷多分布 Gamma分布 Y-O-O
Schick-wolverton
Littlewood 无限故障数模型 族
型
T1 Moranda Littlewood-Verrall Littlewood-Verrall Crow T2 T3 泊松分布 Mussa-Okumoto
2017/5/24
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7.2.2 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，软件无故障 运行的概率 若用T表示软件无故障运行的时间间隔，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：
R(t ) R(t t ) f (t ) (t ) lim t 0 tR(t ) R(t )
第7章
软件可靠性分析与设计
第一部分 软件可靠性度量与测试
1
§7.1 引言
7.1.1
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
《可靠性技术基础》PPT课件
可靠性技术基础
可靠性工程室
二○○五年八月二十七日
主要内容
1、可靠性发展历史 2、可靠性基本概念 3、可靠性工作内容 4、软件可靠性概念 5、软件测试技术 6、软件可靠性测试 7、软、硬件可靠性比较 8、结束语
1. 可靠性发展历史
1.可靠性发展史
◆第二次世界大战期间：可靠性概念最早来源于航 空领域，空中飞行事故不断增加，要求计算在一段飞 行时间内不发生故障的概率，这便是可靠性的初始概 念。40年代是可靠性萌芽时期，雷达等各种复杂电子 设备相继出现，电子设备的可靠性问题严重地影响了 武器装备的效能。在第二次世界大战期间，美国60% 的机载电子设备运到远东后不能使用，50%的电子设 备在贮存期间失效，其主要原因是电子管可靠性太差。
神舟五号飞船圆满成功，终于实现了中华民族千年 的飞天梦想。神舟系列飞船的成功是无数奋斗在航天 战线科技人员爱国、敬业、创新、奉献精神的体现。 神舟飞船的成功中，无数在航天科技领域从事可靠性 工作的技术人员功不可没，他们和所有其他航天 科技工作者都是站在航天英雄杨立伟身后的英雄。
1.可靠性发展史
载人航天器安全性以及载人航天工程的圆满成功，乃 至整个航天领域在几十年间所取得的卓越成就，它们 的重要保障技术之一就是可靠性工程技术。可靠性工 程在航天领域向来都是极为重要的技术。我国载人航 天科技进一步将研制空间站和空间实验室。
2.可靠性基本概念
◆产品：指作为单独研究和分别试验对象的任何元 件、器件、设备和系统，可表示为产品的总体或样品。
由定义可以看出产品的可靠性与“规定条件”是分 不开的，这里说的规定条件，包括使用时的环境条件 （但必须注意到运输、贮存以及工艺过程中引入的环 境影响）即所有内部与外部的条件（如温度、湿度、 辐射、电场、冲击、振动等或其组合）。使用时的应 力条件、维护方法等。
可靠性工程室
二○○五年八月二十七日
主要内容
1、可靠性发展历史 2、可靠性基本概念 3、可靠性工作内容 4、软件可靠性概念 5、软件测试技术 6、软件可靠性测试 7、软、硬件可靠性比较 8、结束语
1. 可靠性发展历史
1.可靠性发展史
◆第二次世界大战期间：可靠性概念最早来源于航 空领域，空中飞行事故不断增加，要求计算在一段飞 行时间内不发生故障的概率，这便是可靠性的初始概 念。40年代是可靠性萌芽时期，雷达等各种复杂电子 设备相继出现，电子设备的可靠性问题严重地影响了 武器装备的效能。在第二次世界大战期间，美国60% 的机载电子设备运到远东后不能使用，50%的电子设 备在贮存期间失效，其主要原因是电子管可靠性太差。
神舟五号飞船圆满成功，终于实现了中华民族千年 的飞天梦想。神舟系列飞船的成功是无数奋斗在航天 战线科技人员爱国、敬业、创新、奉献精神的体现。 神舟飞船的成功中，无数在航天科技领域从事可靠性 工作的技术人员功不可没，他们和所有其他航天 科技工作者都是站在航天英雄杨立伟身后的英雄。
1.可靠性发展史
载人航天器安全性以及载人航天工程的圆满成功，乃 至整个航天领域在几十年间所取得的卓越成就，它们 的重要保障技术之一就是可靠性工程技术。可靠性工 程在航天领域向来都是极为重要的技术。我国载人航 天科技进一步将研制空间站和空间实验室。
2.可靠性基本概念
◆产品：指作为单独研究和分别试验对象的任何元 件、器件、设备和系统，可表示为产品的总体或样品。
由定义可以看出产品的可靠性与“规定条件”是分 不开的，这里说的规定条件，包括使用时的环境条件 （但必须注意到运输、贮存以及工艺过程中引入的环 境影响）即所有内部与外部的条件（如温度、湿度、 辐射、电场、冲击、振动等或其组合）。使用时的应 力条件、维护方法等。