软件可靠性第二章翻译

• 可靠性, R(t),系统从时间t开始执行一个单任务 可靠性, R(t),系统从时间t
– 假设任务在时间 =0开始 假设任务在时间t 开始
– 任务期间没有修护 – λ 是一个常数的故障率 例如每超过一小时的使 是一个常数的故障率,例如 用寿命 ,每25万小时 万小时
– 假设独立故障
R(t) = e-λ t
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可用性
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• Availability可用性 Availability可用性
– The probability that a system will be functioning correctly at any given time
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软件可靠性工程过程
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• 软件可靠性工程过程大致包含五个活动: 软件可靠性工程过程大致包含五个活动:
– – – – – 定义必要的可靠性 开发业务概况 准备测试 执行测试 将失败数据提交决策
• Given FR故障率 = 0.001 failures per hour FR故障率 RR修复率= 0.5 repairs per hour RR修复率 修复率= • We get MTTF平均无故障时间 MTTF平均无故障时间= 1/0.001 = 1000 hours 平均无故障时间= MTTR平均修复时间 MTTR平均修复时间= 1/0.5 = 2 hours 平均修复时间= Availability 可用性= 1000/(1000+2) = 0.998 = 99.8% 可用性= • 注意 –故障和修复率随时间改变 –不同于可靠性，可用性是瞬间的措施，而不是每个任务期间 不同于可靠性，可用性是瞬间的措施，
Failures in interval 2 3 2 1 2 1 1 1 1
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典型的失效概率分布
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Value of random variable (failures in time period) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mean failures
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电子元器件故障率
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•故障率约。恒定的使用寿命。 同样适用于修复率
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可靠性算数
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• 非老师备注：以下几页PPT有些英文无翻译必 非老师备注：以下几页PPT有些英文无翻译必 如有考题，到时套用公式。 要，如有考题，到时套用公式。
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可靠性算数
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可靠性
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• 有四类时间故ห้องสมุดไป่ตู้发生的情况。
– 失效时间 无故障时间间隔 失败的经验累积到一个特定的时间 失败经历的时间间隔 – 他们都是随机变量。
• 至少有两方面的随机性主要原因。
• 我们可以定义关于自然单位或时间单位的 可靠性指标。
• 我们可以关注的两个时间 .
– 程序执行时间，实际上是由一个处理器执行系统指令花费的时间。
– 第二类时间是我们正常遇到的
– 作为这两种类型的时间举例，考虑一个文字处理系统的秘书服务。一个星期后， 有可能是40小时的时间在此期间，系统运行。可能有2小时的文字处理程序本身 的执行时间。
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Probability 0.10 0.18 0.22 0.16 0.11 0.08 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
Product of value and probability 0 0.18 0.44 0.48 0.44 0.40 0.40 0.28 0.24 0.18 0.10 3.04
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串行系统
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•任何组件故障导致系统故障 任何组件故障导致系统故障 把所有故障率计算出来，然后算平均无故障时间 把所有故障率计算出来，然后算平均无故障时间 FR（故障率） = FR1故障率 FR2 + .. + FRn （故障率） 故障率1+ 故障率 • 可靠性乘积 假设故障都是独立的 可靠性乘积,假设故障都是独立的 rel = rel1 x rel2 x .. x reln
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测试种类
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• 有两种类型的软件可靠性工程测试
可靠性增长测试 认证测试 功能测试 负荷试验 回归测试
可靠性增长试验包括
认证测试不涉及调试
通过认证测试将进行二进制决定：接受软件或拒绝软件并退回返 工将其供应商
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可靠性框图
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•鉴于由模块组成的系统，其可靠性是什么？ 鉴于由模块组成的系统，其可靠性是什么？ 鉴于由模块组成的系统 •组合模块 组合模块 - 系列（上），并行 系列（ ），并行
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• Failure rate (FR = λ)故障率 λ)故障率
– Average number of times the system is likely to fail in a given period of time, e.g. 0.003 failures per day
– i.e. the fraction of time when operational; alternatively
• Unavailability不可用性 Unavailability不可用性
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举例
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– 首先，由程序员的错误，而对故障的说明是一个非常复杂的，不可预测 的过程。因此，程序故障的位置是未知的。 – 第二，程序的执行条件一般都是不可预测的。
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基于时间的故障规范
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Software Reliability Engineering 2
Chen Haopeng Saturday, September 17, 2011
References： References： edtion, Software Reliability Engineering 2nd edtion, John D. Musa
Failure number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Failure time(s) 10 19 32 43 58 70 88 103 125 150 169 199 231 256 296
Failure interval(s) 10 9 13 11 15 12 18 15 22 25 19 30 32 25 40 © 2006 by SJTU
• Mean time to repair (MTTR)平均修复时间 (MTTR)平均修复时间
– Expected time to repair, as for MTTF:
• Mean time to detection (MTTD)平均检测时间 (MTTD)平均检测时间
– Similar, expected time detection of system malfunction
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基于失败的故障规范
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Time(s) 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Cumulative failures 2 5 7 8 10 11 12 13 14
– 跟 MTTF相似，但是包括修护时间 相似， 相似
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可靠性基础知识
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• Repair rate (RR = µ)修复率 µ)修复率
– Average number of times the system is likely to be repaired in a given period of time, e.g. 0.03 repairs per year
• Mean time to failure (MTTF)平均无故障时间 (MTTF)平均无故障时间
– Expected time that the system will operate before first failure occurs:
• Mean time between failures (MTBF)平均无故障时间 (MTBF)平均无故障时间
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软件可靠性工程过程
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• 测试人员进行系统工程的头两项活动 • 测试人员需要接触更多的产品用户，这是非常有用的
– 知道系统行为是不可接受的 – 是怎么不可接受的 – 为了了解用户将如何使用该产品.
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系统的测试
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• 系统: 系统:
– 每个实体你将单独测试 – 它可以包含由任何硬件，软件和人员要素的组合。 .
• 我们将使用可靠性增长测试，只要我们在开发甚至是 产品的一部分。
R(t) = e-λ t e-
• 举例
– 如果 是每25万小时, 例如每小时故障率是 如果λ是 万小时 0.000025, 那么一个 小时的任务 那么一个8小时的任务 R(8) = 99.98%
• 系统在执行 10,000 次八小时的任务时将成功 9,998
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可靠性基础知识
• 认证测试是一个预演，如果我们的客户将进行验收测试。 • 超系统和产品的系统作为一个组件运行，这些应被视为潜 在的系统，需要单独进行测试。
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可靠性
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时间轴系统故障
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• MTBF – Mean Time Between Failures平均故障间隔时间 平均故障间隔时间 • MTTD – Mean Time To Detection平均检测时间 平均检测时间 • MTTR – Mean Time To Repair平均修护时间 平均修护时间