【资料】软件可信性度量汇编
对软件可靠性测试的认识
一、对软件可靠性测试(de)认识1.有关术语(1)软件可靠性在规定条件下,在规定时间内,软件不引起系统失效(de)概率.该概率是系统输入和系统使用(de)函数,也是软件中存在故障(de)函数,系统输入将确定是否会遇到存在(de)故障.(2)软件可靠性估计应用统计技术处理在系统测试和运行期间采集、观察到(de)失效数据,以评估该软件(de)可靠性.(3)软件可靠性测试在有使用代表性(de)环境中,为进行软件可靠性估计对该软件进行(de)功能测试.需要说明(de)是,"使用代表性"指(de)是在统计意义下该环境能反映出软件(de)使用环境特性.2.软件可靠性测试(de)目(de)软件可靠性测试(de)主要目(de)有:(1)通过在有使用代表性(de)环境中执行软件,以证实软件需求是否正确实现.(2)为进行软件可靠性估计采集准确(de)数据.估计软件可靠性一般可分为四个步骤,即数据采集、模型选择、模型拟合以及软件可靠性评估.可以认为,数据采集是整个软件可靠性估计工作(de)基础,数据(de)准确与否关系到软件可靠性评估(de)准确度.(3)通过软件可靠性测试找出所有对软件可靠性影响较大(de)错误.3.软件可靠性测试(de)特点软件可靠性测试不同于硬件可靠性测试,这主要是因为二者失效(de)原因不同.硬件失效一般是由于元器件(de)老化引起(de),因此硬件可靠性测试强调随机选取多个相同(de)产品,统计它们(de)正常运行时间.正常运行(de)平均时间越长,则硬件就越可靠.软件失效是由设计缺陷造成(de),软件(de)输入决定是否会遇到软件内部存在(de)故障.因此,使用同样一组输入反复测试软件并记录其失效数据是没有意义(de).在软件没有改动(de)情况下,这种数据只是首次记录(de)不断重复,不能用来估计软件可靠性.软件可靠性测试强调按实际使用(de)概率分布随机选择输入,并强调测试需求(de)覆盖面.软件可靠性测试也不同于一般(de)软件功能测试.相比之下,软件可靠性测试更强调测试输入与典型使用环境输入统计特性(de)一致,强调对功能、输入、数据域及其相关概率(de)先期识别.测试实例(de)采样策略也不同,软件可靠性测试必须按照使用(de)概率分布随机地选择测试实例,这样才能得到比较准确(de)可靠性估计,也有利于找出对软件可靠性影响较大(de)故障.此外,软件可靠性测试过程中还要求比较准确地记录软件(de)运行时间,它(de)输入覆盖一般也要大于普通软件功能测试(de)要求.对一些特殊(de)软件,如容错软件、实时嵌入式软件等,进行软件可靠性测试时需要有多种测试环境.这是因为在使用环境下常常很难在软件中植入错误,以进行针对性(de)测试.4.软件可靠性测试(de)效果软件可靠性测试是软件可靠性保证过程中非常关键(de)一步.经过软件可靠性测试(de)软件并不能保证该软件中残存(de)错误数最小,但可以保证该软件(de)可靠性达到较高(de)要求.从工程(de)角度来看,一个软件(de)可靠性高不仅意味着该软件(de)失效率低,而且意味着一旦该软件失效,由此所造成(de)危害也小.一个大型(de)工程软件没有错误是不可能(de),至少理论上还不能证明一个大型(de)工程软件能没有错误.因此,保证软件可靠性(de)关键不是确保软件没有错误,而是要确保软件(de)关键部分没有错误.更确切地说,是要确保软件中没有对可靠性影响较大(de)错误.这正是软件可靠性测试(de)目(de)之一.软件可靠性测试(de)侧重点不同于一般(de)软件功能测试,其测试实例设计(de)出发点是寻找对可靠性影响较大(de)故障.因此,要达到同样(de)可靠性要求,可靠性测试比一般(de)功能测试更有效,所花(de)时间也更少.另外,软件可靠性测试(de)环境是具有使用代表性(de)环境,这样,所获得(de)测试数据与软件(de)实际运行数据比较接近,可用于软件可靠性估计.总之,软件可靠性测试比一般(de)功能测试更加经济和有效,它可以代替一般(de)功能测试,而一般(de)软件功能测试却不能代替软件可靠性测试,而且一般功能测试所得到(de)测试数据也不宜用于软件可靠性估计.二、软件可靠性测试中需注意(de)问题软件可靠性测试一般可分为四个阶段:制定测试方案,制定测试计划,进行测试并记录测试结果,编写测试报告.制定测试方案时需要特别注意被测功能(de)识别和失效等级(de)定义.制定测试计划时需设计测试实例,决定测试时要确定输入顺序,并确定程序输出(de)预期结果,这时也需注意测试覆盖问题.1.功能识别软件可靠性测试(de)第一步就是进行功能识别,确定使用剖面.功能识别(de)目标是:识别所有被测功能以及执行这些功能所需(de)相关输入,识别每一个使用需求及其相关输入(de)概率分布.为达到第一个目标,需要分析软件功能(de)所有集合,这些功能之间全部(de)约束条件,功能之间(de)独立性、相互关系和相互影响,还需分析系统(de)不同运行模式、失效发生时系统重构策略等对软件运行方式有较大影响(de)因素.第一个目标也是一般软件功能测试需要达到(de)目标,但第二个目标则是软件可靠性测试特别强调(de).为了得到能够反映软件使用(de)有代表性(de)概率分布,测试人员必须和系统工程师、系统运行分析员和顾客共同合作.需要指出(de)是,由于可靠性(de)要求,输入数据(de)概率分布应包括合法数据(de)概率分布和非法数据(de)概率分布两部分.有时为了更好地反映实际使用状况,还需给出那些影响程序运行方式(de)条件,如硬件配置、负荷等(de)概率分布.2.定义换效等级定义失效等级主要是为了解决下面两个问题:·对发生概率小但失效后危害严重(de)功能需求(de)识别.·对可不查找失效原因、并不做统计(de)功能需求(de)识别.在制定测试计划时,失效及其等级(de)定义应由测试人员、设计人员和用户共同商定,达成协议.一般(de)等级定义如表所示.如果存在1级和2级失效可能性,那么就应该进行故障树分析,标识出所有可能造成严重失效(de)功能需求和其相关(de)输入域、外部条件和发生(de)可能性.对引起1级和2级失效(de)功能需求及其相关(de)输入域必须进行严格(de)强化测试.对引起3级失效(de)功能可按其发生概率选择测试实例.第4级失效可不查找原因,可在以后(de)版本中处理.3.可靠性测试覆盖可靠性测试必须保证输入覆盖和环境覆盖,这是准确估计软件可靠性(de)基础.输入覆盖包括下面几个内容:·输入域覆盖,即所有被测输入值域(de)发生概率之和必须大于软件可靠度(de)要求.·重要输入变量值(de)覆盖.·相关输入变量可能组合(de)覆盖,以确保相关输入变量(de)相互影响不会导致软件失效.·设计输入空间与实际输入空间之间区域(de)覆盖,即不合法输入域(de)覆盖.·各种使用功能(de)覆盖.环境覆盖是指测试时必须覆盖所有可能影响程序运行方式(de)条件.三、软件可靠性测试(de)步骤软件可靠性测试分为四个阶段:1.制订测试方案本阶段(de)目标是识别软件功能需求,触发该功能(de)输入和对应(de)数据域,确定相关(de)概率分布及需强化测试(de)功能.以下是我们推荐(de)步骤.在一些特定(de)应用中,有(de)步骤并不是必须(de).(1)分析功能需求分析各种功能需求,识别触发该功能(de)输入及相关(de)数据域(包括合法与不合法(de)两部分).分析时要注意下述问题: ·该软件是否存在不同(de)运行模式如果存在,那么应列出所有(de)系统运行模式.·是否存在影响程序运行方式(de)外部条件如果存在,那么有多少它们(de)影响程度如何·各种功能需求之间是相互独立(de)还是相关(de)如果相关,是密切相关还是部分相关如果两种功能密切相关,那么可将两种功能合并为一种功能.如果功能之间为部分相关,则需列出相应输入变量(de)合法组合.(2)定义失效等级判断是否存在出现危害度较大(de)1级和2级失效(de)可能性.如果这种可能性存在,则应进行故障树分析,标识出所有可能造成严重失效(de)功能需求和其相关(de)输入域.(3)确定概率分布·确定各种不同运行方式(de)发生概率,判断是否需要对不同(de)运行方式进行分别测试.如果需要,则应给出各种运行方式下各数据域(de)概率分布;否则,给出各数据域(de)概率分布.·判断是否需要强化测试某些功能.(4)整理概率分布(de)信息将这些信息编码送入数据库.2.制订测试计划本阶段(de)目标是:(1)根据前一阶段整理(de)概率分布信息生成相对应(de)测试实例集,并计算出每一测试实例预期(de)软件输出结果.本阶段需要注意:在按概率分布随机选择生成测试实例(de)同时,要保证测试(de)覆盖面.(2)编写测试计划,确定测试顺序,分配测试资源.由于本阶段前一部分(de)工作需要考虑大量(de)信息和数据,因此需要一个软件支持工具,建立数据库,并产生测试实例.另外,有时预测软件输出结果也需要大量(de)计算,有些复杂(de)软件甚至要用到仿真器模拟输出结果.总之,具体实施与被测应用软件(de)实际功能类型有关.3.测试本阶段进行软件测试.需注意(de)是被测软件(de)测试环境(包括硬件配置和软件支撑环境)应和预期(de)实际使用环境尽可能一致,对某些环境要求比较严格(de)软件(如嵌入式软件)则应完全一致.测试时按测试计划和顺序对每一个测试实例进行测试,判断软件输出是否符合预期结果.测试时应记录测试结果、运行时间和判断结果.如果软件失效,那么还应记录失效现象和时间,以备以后核对.4.编写测试报告按软件可靠性估计(de)要求整理测试记录,并将结果写成报告.笔者认为,软件可靠性测试(de)关键在于:·对需求、输入、数据域(de)识别及相关概率分布(de)确定.·按照概率分布随机生成测试实例,并确定测试顺序.据国外有关文献报导,这种测试方法已成功应用于大量应用软件(de)可靠性测试,包括一些商用软件和航空、航天电子设备中嵌入式软件(de)测试,其效果很好.因此,我们有必要投入一定(de)人力、物力,针对我们(de)实际需要,有目(de)地对各类应用软件进行软件可靠性测试,从实践中逐步积累经验.同时需要软件开发方和使用方共同合作,进行软件可靠性测试方法(de)研究和有关支持工具(de)开发,促进我国软件可靠性水平(de)提高。
软件可靠性度量方法
软件可靠性度量方法
软件可靠性度量是软件工程领域的重要方面。
定义为“软件系统或应用程序的稳定性、可用性和可靠性的测量，其结果可用来衡量当前软件的可靠性模型与设计目标之间的一致性”。
度量可靠性的主要目的是为软件开发、软件项目管理和软件运维提供指导，以满足
软件应用有效地提供服务的需求，确保系统可以按计划完成生命周期中的各项任务。
可靠性度量有多种用途，主要有以下几种：
1. 评估系统可靠性，即确定一个软件系统的可靠性水平，并以此来衡量设计和开发
的质量；
2. 进行系统的可靠性设计，使系统符合最早确定的可靠性要求；
3. 确定可靠性目标，以实现满足客户期望的软件可靠性；
4. 持续跟踪系统可靠性的变化，并对可靠性可靠性目标及时进行调整；
5. 比较应用程序可靠性水平，为后续软件运维提供依据；
7. 评估可靠性服务质量，确保系统可以提供稳定、可靠的服务水平；
基于以上，可以使用多种方法来测量软件可靠性：
其一是检查代码，从代码结构的角度，结合面向对象方法来估计软件的可靠性。
其二是错误计数，其中用户反馈的bug数量等，可用于评估一个软件的可靠性。
其三是关注和研究测试过程，依据测试详细报告可以分析出软件的可靠性水平，并以
此作为后期优化的依据。
其四是研究报告统计，经过统计的报告可以提供参考价值，以度量系统的可靠性水平，从而为管理决策提供数据支持。
此外，一些其它重要的工具也可以应用于评估软件可靠性，包括模拟、仿真、建模等
过程。
总而言之，应用合适的可靠性度量方法可以有效提高软件的可靠性，达到预期的服务
水平，为软件开发和运维提供指导。
可信软件概述
– 设计 – 编码
系统软件（操作系统、数据库、中间件）
高级软件工程
可信软件概述 37/50
2、保障软件可信性的几个基础性问题
软件可信性度量与建模 可信软件的构造与验证 可信软件的演化与控制
高级软件工程
可信软件概述 38/50
（1）软件可信性建模与度量
如何认识软件的可信性？ 如何表述软件的可信性？ 如何度量软件的可信性？
度量无处不在！
高级软件工程
可信软件概述 27/50
三、从质量到可信
1、什么是可信？ 2、什么样的软件是可信的？
Compaq、HP、IBM、Intel和Microsoft等发起(1999): Trusted Computing Platform Alliance
后来增加软件： Trusted Computing Group （2003）
直径、硬度、高度、频率 赋予特性：对事物增加的特性 价格、位置 二者有一定的相对性
高级软件工程
可信软件概述 15/50
要求： 显式要求： 有明确规定的要求（行业标准或用户指定）
计算机屏幕尺寸 隐式要求： 约定成俗的要求 大楼要有楼梯
产品质量特性：内部特性、外部特性 满足的 程度！ 满足的 成本!
2007年10月30日，奥运门票第二阶段阶段预售首日……
科技奥运？
高级软件工程
可信软件概述 5/50
2007年8月14日14时，美国洛杉矶国际机 场电脑发生故障，60个航班的2万旅客无 法入关。直至次日凌晨３时５０分，所 有滞留旅客才全部入关。 原因分析： 包含旅客姓名和犯罪记录的部分数据系 统(海关和边境保护系统：决定旅客是否 可以进入美国领土)瘫痪 2004年9月发生过类似问题
软件安全性可靠性分析指标02
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)
软件测试中的软件质量度量和评估
软件测试中的软件质量度量和评估1.引言在软件开发的过程中，软件质量度量和评估是非常重要的环节。
通过对软件质量的度量和评估，可以了解软件的稳定性、可靠性和效率等方面的表现。
本文将重点探讨软件测试中的软件质量度量和评估方法。
2.软件质量度量方法2.1 功能测试功能测试是软件测试的基本环节之一，用于测试软件是否满足预期的功能需求。
通过功能测试，可以度量软件在功能性方面的质量。
常用的功能测试方法有黑盒测试和白盒测试。
2.2 性能测试性能测试用于评估软件在特定条件下的性能表现，如响应时间、系统负载能力等。
通过性能测试，可以度量软件在性能方面的质量。
性能测试方法包括负载测试、压力测试和稳定性测试等。
2.3 易用性测试易用性测试是为了评估软件的用户友好性和易用性而进行的测试。
通过易用性测试，可以度量软件在用户界面设计和交互方面的质量。
常用的易用性测试方法包括用户调查、用户界面评估和任务测试等。
2.4 安全性测试安全性测试是用于评估软件在安全方面的质量的测试方法。
通过安全性测试，可以度量软件在数据隐私保护、防止未授权访问和抵御恶意攻击等方面的质量。
常用的安全性测试方法有漏洞扫描、安全性扫描和渗透测试等。
3.软件质量评估方法3.1 等级划分评估等级划分评估是一种常用的软件质量评估方法，通过将软件的质量划分为不同等级，来评估软件的质量水平。
常见的等级划分包括A级、B级和C级等，对应于优秀、良好和一般的质量水平。
3.2 标准参照评估标准参照评估是根据一定的标准和准则来评估软件的质量。
例如，ISO 9126标准为常用的软件质量评估标准之一，包括功能性、可靠性、可用性、效率、可维护性和可移植性等方面的评估指标。
3.3 用户反馈评估用户反馈评估是通过用户的体验和反馈来评估软件的质量。
通过用户反馈评估，可以了解软件在实际使用过程中的问题和改进空间。
常用的用户反馈评估方法包括用户满意度调查、用户意见收集和用户体验测试等。
4.软件质量度量和评估的重要性软件质量度量和评估在软件开发的各个阶段都具有重要的意义。
软件安全性可靠性分析指标02
分配—顺序执行分配法
前提 软件的各个CSCI是顺序执行
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
所有的 CSCI 都成功执行才能保证软
件不失效 使用失效率指标
分配—顺序执行分配法
步骤
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Sys dt dt
指标—失效率
定义 λ(t) ，又称风险函数(hazard function) 失效数与测试用例或操作事件总数 的比 例如： 20次失效/KSLOC 0.1次失效/CPU小时
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
软件系统的可靠性需求：λs =0.0008次失
效/任务小时 软件系统的CSCI数量：3个 系统的任务持续时间：T = 4小时
CSCI标识 CSCI1 CSCI2
CSCI3
复杂度因子 1 2
dRt f t dt t R t R t
R t exp x dx 0
t
指标—平均失效前时间
定义(MTTF — Mean Time To Failure) 当前时间到下一次失效时间的均值 计算
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
Software Quality Specialists, Services, Solutions, Systems
【计算机科学】_软件可信性评估_期刊发文热词逐年推荐_20140725
科研热词 模糊集合 可信计算平台 可信计算 可信度 信任链
推荐指数 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 软件复杂性 软件可靠性模型 测试有效性 故障注入 可靠性度量
推荐指数 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4
科研热词 软件可信性 可信评估 可信证据 可信度
推荐指数 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4
2011年 科研热词 软件过程可信性 基于证据 可信过程评估 可信软件 推荐指数 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
科研热词 软件工程 软件定量评估 软件可信性评估 评估模型 生命周期 服务组合 数据融合 多维属性 可信评估 可信证据时效性 可信性 信息物理融合系统
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 软件质量评价 软件测试 软件工程 软件可信性 评估 网构软件 知识发现 演化 定量评估方法 可信评估 可信性 分层petri网 信息安全 代码保护 云计算
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3
软件测试中的可靠性需求分析方法
软件测试中的可靠性需求分析方法在软件测试过程中，可靠性需求分析是非常重要的一步。
可靠性是衡量软件的稳定性和可信性的指标，对于保证软件系统的正常运行具有关键作用。
在软件测试过程中，可靠性需求分析方法可以帮助测试人员准确评估软件系统的可靠性，并提前发现可能存在的问题，以便及时进行修复和改进。
一种常见的可靠性需求分析方法是通过用户需求文档进行分析。
用户需求文档是软件开发过程中记录用户需求和期望的重要文档，其中包含了软件系统的功能要求和性能指标等信息。
通过仔细分析用户需求文档，测试人员可以了解到用户对系统可靠性的要求，例如系统的稳定性、故障处理机制和数据完整性等。
在分析用户需求文档时，测试人员应关注用户所重视的功能和性能，并对其进行量化分析和评估，以确定系统的可靠性需求。
一种常用的方法是通过软件可靠性度量进行分析。
软件可靠性度量是衡量系统可靠性的指标，包括故障率、可用性、恢复时间等。
测试人员可以通过监测和收集软件系统的运行数据，以及分析用户的反馈信息来进行可靠性度量。
例如，通过收集系统的错误日志和故障报告，测试人员可以计算系统的故障率和可用性。
同时，还可以利用用户的反馈信息来评估系统的稳定性和易用性等方面的可靠性需求。
还可以采用模型验证的方法进行可靠性需求分析。
模型验证是一种通过建立数学模型和进行模拟实验的方法，来评估系统的可靠性。
测试人员可以通过建立系统的模型，并在模型中引入可能的故障情况，然后进行模拟实验，以评估系统在各种故障情况下的可靠性表现。
通过模型验证，可以发现系统存在的潜在问题，并提出相应的改进建议。
还可以借助专业的软件测试工具进行可靠性需求分析。
现今市面上有许多专业的软件测试工具，这些工具可以帮助测试人员自动化地进行可靠性需求分析和评估。
例如，可以使用性能测试工具来模拟系统负荷下的运行情况，并评估系统在高负荷情况下的可靠性。
同时，还可以使用自动化测试工具来进行系统的功能测试和回归测试，以确定系统的可靠性需求是否得到满足。
软件工程中的软件质量评估与度量指标
软件工程中的软件质量评估与度量指标软件质量评估是软件工程中不可或缺的一部分。
它通过对软件产品进行全面的度量与评估，旨在确保软件达到预期的质量标准。
本文将介绍软件质量评估的基本概念和常用的度量指标。
一、软件质量评估的基本概念软件质量评估是对软件产品进行审查和检查，以确定其是否符合质量标准和用户需求。
它包括对功能、可靠性、效率、易用性、可维护性、可移植性等方面进行评估。
软件质量评估的目的是发现软件中的潜在问题，并及时采取措施进行改进。
二、常用的软件质量度量指标1. 功能性功能性是衡量软件产品能否满足用户需求的重要指标。
常用的度量指标包括功能点分析、用户需求覆盖率等。
功能点分析是根据软件的功能需求对其进行分类、计算和统计，以评估软件的功能性。
2. 可靠性可靠性是指软件在规定时间内保持正常运行的能力。
对于可靠性的评估，可以采用失效率、平均失效间隔时间等指标来衡量。
失效率是指在规定时间内软件发生故障的概率，平均失效间隔时间是指软件连续正常运行的平均时间。
3. 效率效率是衡量软件资源利用率和响应时间的指标。
常用的度量指标包括吞吐量、响应时间和资源利用率。
吞吐量是指单位时间内软件处理的事务数量，响应时间是指用户请求后软件给出响应的时间。
4. 易用性易用性是指软件是否容易掌握和使用的指标。
常用的度量指标包括用户满意度、操作界面友好性等。
用户满意度可以通过问卷调查等方式获得，操作界面友好性可以通过专家评审来评估。
5. 可维护性可维护性是指软件在修改和维护过程中的难易程度。
常用的度量指标包括代码复杂度、模块独立性等。
代码复杂度可以通过统计代码的行数、圈复杂度等来衡量，模块独立性可以通过计算模块之间的依赖关系来评估。
6. 可移植性可移植性是指软件在不同环境中能否正常运行的能力。
常用的度量指标包括代码耦合度、平台依赖性等。
代码耦合度是指软件各模块之间的联系紧密程度，平台依赖性是指软件对特定平台的依赖程度。
三、软件质量评估的重要性软件质量评估对于软件工程的成功至关重要。
【计算机科学】_软件可信性_期刊发文热词逐年推荐_20140723
科研热词 软件复杂性 软件可靠性模型 测试有效性 故障注入 可靠性度量
推荐指数 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Байду номын сангаас8
科研热词 软件可信性 网构软件 组合服务 硬件 模型 构件选择 构件描述 方法学 操作系统 建模 可信评估 可信证据 可信计算 可信服务调度 可信度 信任机制 信任基 qos分解
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
科研热词 软件质量评价 软件测试 软件工程 软件可信性 评估 网构软件 知识发现 演化 构件 无干扰 定量评估方法 完整性度量 可信评估 可信计算 可信性验证 可信性 分层petri网 信息流 信息安全 代码保护 交互 云计算 pi演算
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
2011年 科研热词 可信软件 软件过程可信性 软件安全性 耦合映像格子 编译正确性 编译器验证 相继故障 模型驱动体系结构 模型转换 无标度特性 小世界效应 安全需求 威胁 复杂网络 基于证据 可信过程评估 可信编译器 元建模 价格时间自动机 主动式防御 marte 推荐指数 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
软件工程与软件可信度评估
必不可少的环节
在实际项目中
软件可信度评估的实践
提高准确性和有效 性
通过实践中的经验
软件可信度评估的实践
必不可少的环节
在实际项目中
提高准确性和有效 性
通过实践中的经验
软件可信度评估的实践
在实际项目中，软件可信度评估是必不可少的环节。 通过实践中的经验，不断提高软件可信度评估的准 确性和有效性。
保障系统安全的必要举措。
CMMI
Capability Maturity Model Integration（能 力成熟度模型集成）是软 件工程的一种过程改进方
法
软件安全性评估的标准
ISO 27001
国际标准化组织制定的信 息安全管理标准，为组织 提供了一套管理信息安全
风险的框架和方法
软件安全性评估的方法
参考文献
[1] Pressman, R. S. (2014)
Software Engineering: A Practitioner's
Approach. New York: McGraw-Hill.
[3] ISO/IEC 25010:2011
Systems and software engineering – Systems and software Quality
降低安全风险
减少安全漏洞和攻击可能性，降低系统遭受攻击的风险
符合法规要求
通过安全评估，确保软件系统符合当地法规和标准要求
● 05
第5章 软件可维护性评估
容易程度
软件系统在修改、更新和 维护过程中的容易程度
软件可维护性的概念
重要指标
软件系统可持续发展的重 要指标
软件可靠性度量1
2.软件可靠性度量的研究状况 国 内 篇
国内，蔡开元曾初步探讨了软件可靠性度量体 系，并提出了一系列适用于软件生存期各阶段的 可靠性度量。蔡开元，关于软件可靠性度量体 系，1991年。 “九五”期间北京航空航天大学可靠性工程研究所 承担了一项国防科技预研工作，研究了软件可靠 性参数及其选取方法，软件可靠性参数包括一般 的软件可靠性参数和结合武器装备特点的软件可 靠性参数。专门针对软件可靠性度量提出了值得 参考的意见。
21
5.软件可靠性度量的选取准则
以可靠性为中心
在软件生存期内有许多因素可以影响软件可靠性行为，譬 如设计方法、开发人员素质、管理水平、开发环境、测试 策略、维护活动等。 软件可靠性还与投入的开发费用、规定交付使用的期限有 关。 但工程选用的软件可靠性度量只应反映对软件可靠性行为 有密切关系和重大影响的一些因素。
15
4.软件可靠性度量分类
技术度量进一步区分为： 控制度量：是指那些在当前开发阶段既可以给出目标 值，又可以给出实际值、估计值或预测值的技术度 量，可以用于有效控制、修改或调整当前开发阶段的 各种实践活动。 准控制度量：是指那些在当前开发阶段只能给出目标 值，而不能获得其实际值、估计值或预测值的技术度 量，这些度量的实际值、估计值或预测值只能在后续 开发阶段中获得。 辅助度量：是指那些不给定目标值的技术度量，这些 度量旨在收集软件开发过程中有关信息，供其它软件 16 计划参考，而不直接为现软件计划服务。
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2.软件可靠性度量的研究状况 国 内 篇
国家和一些部门先后制定了一些软件质量评价和度量 标准，其中均直接涉及软件可靠性度量，如： 1993 年制定并发布了航天工业软件质量测量标准 QJ2544《航天用计算机软件质量度量准则》 1995 年发布军用软件测试与评估通用要求GJB 2434 《军用软件测试与评估通用要求》 1996 年发布软件产品质量特性及其使用指南GB/T 16260-1996 idt ISO/IEC 9126《信息技术软件产品评 价质量特性及其使用指南》，目前，国家正在组织按 照国际最新发展修订GB/T16260-1996。 从工程实践情况看来，上述成果并未被广泛应用，标 总的看来，我国关于软件可靠性的评价和度量 准没有得到实施，工具也未被广泛采用。
软件可靠性测试
软件可靠性测试软件可靠性是软件系统在规定的时间内以及规定的环境条件下，完成规定功能的能力。
一般情况下，只能通过对软件系统进行测试来度量其可靠性。
软件可靠性的目的、作用1.目的：通过受控的软件测试过程来预测软件在实际运行中的可靠性。
2.作用：提高整个软件系统的防错、容错和纠错的能力。
高可靠性的标准——X个9，这个X是代表数字3~5（企业里大家都只谈（3~5）个9）。
如3个9：(1-99.9%)*365*24=8.76小时，表示该软件系统在连续运行1年时间里最多可能的业务中断时间是8.76小时软件质量特性根据GB/T 16260-2006中规定的软件质量特性，其中可靠性包括：成熟性、容错性、易恢复性、可靠依从性；1.成熟性：指软件产品避免因软件中错误发生而导致失效的能力。
2.容错性：指在软件发生故障或违反指定接口的情况下，软件产品维持规定的性能级别的能力。
3.易恢复性：指在失效发生的情况下，软件产品重建规定的性能级别并恢复受直接影响的数据的能力。
4.可靠依从性：指软件产品依附与同可靠性相关的标准、约定或法规以及类似规定的能力说明：软件生命周期中经常开展的性能、压力、负载测试是源于软件可靠性、效率性、可维护性的要求，可靠性的目的是让软件的性能符合要求。
123456789总的说来，软件可靠性比硬件可靠性更难保证，即使是美国宇航局的软件系统，其可靠性仍比硬件可靠性低一个数量级。
软件“不可靠”的原因1.不完善的需求定义：需求定义不明，后续的不断修改；2.客户与开发缺少沟通：缺少沟通导致理解上的偏差；3.软件需求偏离：开发人员将需求转化时发生偏离；4.逻辑设计错误：开发人员在逻辑上出现设计错误；5.编码错误：开发人员出现编码语法等错误；6.编码与文档不一致：开发人员未按照需求文档进行编码；7.接口定义错误：接口定义出现错误或不明确；8.不受控的变更：开发过程中发生不可控的需求变更；9.缺少测试过程：缺少必要的测试，或测试不充分。
质量：软件的可靠性要求
质量：软件的可靠性要求质量:软件的可靠性要求上一篇 / 下一篇 2008-12-11 09:44:06查看( 204 ) / 评论( 1 ) / 评分( 0 / 5 )软件有用，而且好用，但是如果经常突然宕机或无法使用，用户肯定不会满意这种提心吊胆的感觉。
因此软件还必须可靠，让人放心使用。
软件的可靠性质量属性，主要体现了系统持续不间断地满足客户相关应用目标的能力。
它们属于软件外在的与其使用价值可获取度有关的质量属性。
■有效性—与软件持续正常运行，而可供用户使用相关的软件属性。
例如平均可用时间等。
如果在用户急需软件来完成某项任务时，系统却不能使用，那么将有可能严重损坏客户的利益。
■成熟性—与由软件中的缺陷而造成故障的频度相关的软件属性。
例如软件的系统缺陷率、平均无故障时间MTBF等。
■故障承受能力—软件在运行时，有可能会遇到故障（例如硬件失效），或者其某些特定接口部分遭到侵害;在此情形下，软件应当仍然保持一定工作能力，从而避免彻底中断服务而造成的更大损失。
■可恢复性—一旦遇到故障，软件重新恢复工作性能所需的时间越短，受损数据的修复程度越高，则因故障而造成的损坏就越轻。
■可预测性Predictability—软件的运行状态与行为是可以预测和把握的。
行为不可预测的软件，将使得用户无法掌控它的运作，会给客户带来巨大的风险。
用户关注软件所带来的使用价值，而这种使用价值必须是随时能够获得的;也就是说，软件有用、好用，还要可靠、能用。
软件有效性体现了它持续能用的程度;成熟性是软件在正常情形下确保有效性的基础;而故障承受能力、和可恢复性则是软件在异常情形下提高有效性的主要途径;另外，可预测性帮助用户消除因使用软件而带来风险的疑虑。
软件可靠性质量，往往难以独立于硬件之外来单独度量，而且其本身与硬件有密切的关系，但与性能、效率等不同，其本质上还是属于软件的一种属性。
性能与效率要求软件有用，且好用，同时也很可靠，但是如果用户执行一项简单的操作，就得等上几分钟，恐怕谁也没有这么好的耐心来忍受这种等待的煎熬。
Ch05_软件可靠性度量 56页
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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) d 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：
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
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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
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软件可靠性模型的分类
Musa、Okumoto根据模型的5个特征进行分类：
时间域（time domain）：日历时间、执行时间或 CPU时间
类别（Category）：软件在无限的时间内可能经历的 故障数是有限的还是无限的
型（Type）：软件在运行时间t时的失效数分布分类 种类（Class）：故障密度对时间的函数分布（仅对
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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)
e 1
t
分布函数为
t
F (t) 1 e
4、软件可靠性度量和测试
第4章 软件可靠性度量和 测试
1
内容提要
4.1软件可靠性
4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4
软件可靠性发展史 软件可靠性的定义 软件可靠性的基本数学关系 软件可靠性与硬件可靠性的区别 影响软件可靠性的因素 软件的差错、故障和失效 软件可靠性模型 软件可靠性模型参数 软件可靠性模型及其应用 软件可靠性模型评价准则
对应的缺陷数变化趋势图
对应的趋势图
以1天为单位， 缺陷变化的规 律不是很强
每两天产品缺陷数
日期(单位:2天) 3/1-3/2 3/3-3/4 3/5-3/6 3/7-3/8 3/9-3/10 3/11-3/12 3/13-3-14 缺陷数 21 23 16 33 21 17 8
以2天为单位， 缺陷变化趋热 略平滑一点
计算的、观测的或测量的值与真实的、规定的或理论上正确的值或 条件之间的差别。 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。
6
4.1.2 软件可靠性的定义
1983年美国IEEE计算机学会对“软件 可靠性”一词正式作出了如下的定义：
在规定的条件下，在规定的时间内，软件不引 起系统失效的概率，该概率是系统输入和系统 使用的函数，也是软件中存在的错误的函数； 系统输入将确定是否会遇到已存在的错误（如 果错误存在的话）； 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。
第七讲 软件可靠性度量和测试
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 − ∫ λ(s)ds
0
{
f (t ) = λ(t ) exp − ∫ λ(s)ds
0
{
}
t
}
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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
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软件失效率
• 件失效率 • 失效率 • 软 0 效 率 0
软件
失
件
软件
失效率
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7.2 可靠性模型及评价标准
•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
7.2.1 可靠性模型 7.2.2 可靠性模型评价标准 7.2.3 可靠性增长模型和指数模型
软件质量控制和测试
第七章 软件可靠性度量和测试
1
第6章 回顾 章
6.1 测量基础
测量原理、标准、度量过程及原则
6.2 软件度量
软件周期度量活动、项目度量、软件规模度量、代码行、功能点、对象点度量法
6.3 软件质量的度量方法
分类、模型、基于时间的缺陷到达模式、PRT、Rayleigh模型
6.4 软件产品的质量度量
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7.2.3 可靠性增长模型和指数模型 可靠性增长模型
时间间隔模型 故障数目模型
指数模型
指数模型是Weibull系列（见表6-8 连续分布数 学模型）的一个特例，其形状参数为1。适合 于单一衰减速为渐进的统计过程。其累积分布 函数CDF和概率分布函数PDF为：
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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
刻度也很多！
高级软件工程
软件可信性度量 12/30
软件可信性度量问题 转化为： 在软件生命周期的不同阶段 模型、代码、服务 是否 与刻度有偏差？ 存在缺陷？
高级软件工程
4、软件缺陷
软件可信性度量 13/30
1）什么是软件缺陷
缺陷、错误、故障、失败
错误 (error) 人 缺陷 (defect) 制品（模型、数据、程序） 故障 (fault) 运行结果(内部,局部) 失败 (failure) 总体后果（外部）
高级软件工程
软件可信性度量 14/30
Prof. Brian Randell:
A system failure occurs when the delivered service is adjudged to have deviated from fulfilling the system function.
高级软件工程
软件可信性度量 1/30
软件可信性度量
高级软件工程
软件可信性度量 2/30
一、软件可信性度量
1、测量、度量与指标 2、度量什么？ 3、刻度是什么？ 4、软件缺陷
高级软件工程
软件可信性度量 3/30
1、测量、度量与指示
测量（Measure）是一个过程，用于对产品或者 过程的某个属性的范围、数量、维度、容量或 大小提供“一个”“定量的指示”；
These three concepts (an event, a state, and a cause) must be distinguished, whatever names you choose to use for them.
高级软件工程
软件可信性度量 4/30
“You can't control what you don't measure”
Tom DeMarco, Controlling Software Projects, 1982
What to measure?
Length
Ruler
Meter/Centimeter/…
An error is that part of the system state which is liable to lead to subsequent failure: an error affecting the service is an indication that a failure occurs or has occurred. The adjudged or hypothesised cause of an error is a fault. (Note: errors do not necessarily lead to failures – this may be avoided by chance or design; component failures do not necessarily constitute faults to the surrounding system – this depends on how the surrounding system is relying on the component).
易用性的 依从性
时间特性 资源利用性
效率的依 从性
易分析性 易改变性 稳定性 易测试性
维护性的 依从性
适应性 易安装性 共存性 易替换性
可移植性的 依从性
***的依从性：软件产品遵循与***相关的标准、约定或法规以及类似规定的能力
高级软件工程
软件可信性度量 7/30
软件可信性
功能性
可靠性
安全性
高效性
使用 条件
过程 测量
内部 测量
目前主要关注产品质量！
外部 测量
使用质量的 测量
服务时的内部质量?
高级软件工程
外部和内部质量
软件可信性度量 6/30
功能性
可靠性
易用性
效率
维护性 可移植性
适合性 准确性 互操作性 保密安全性
功能性的 依从性
成熟性 容错性 易恢复性
可靠性的 依从性
易理解性 易学性 易操作性 吸引性
Analyzing
Designing
Coding
Compiling Deploying Maintaining
高级软件工程
软件可信性度量 9/30
产品（Product）与制品(Artifact)：
产品：最终交付给用户的软件 （主要是代码） 制品：软件生命周期中，所有各个阶段的人工产物
包括： 产品 以及 开发过程中产生的 设计模型 分析模型 等等
维护性
可用性
正确性 准确性 （精度、不 少、不多）
成熟性 容错性 易恢复性
机密性 完整性 抗抵赖性
时间特性 资源利用性
易分析性 易改变性 稳定性 易测试性
高级软件工程
软件可信性度量 8/30
3、刻度（依据、标准）是什么？
度量对象不同，度量刻度也不同！
Product (Artifact)
Developing Process