指挥控制系统试验方法
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平均失效等待时间 是指软件在失效前正 常工作的平均统计时间
ห้องสมุดไป่ตู้
初期故障率和偶然故障率
初期故障率指软件在 初期故障期（交付之 后三个月）内单位时 间的故障数
偶然故障率指软件在 偶然故障期（交付之 后四个月）内单位时 间的故障数
软件可靠性试验——验证试验
验证试验 定量估计软件产品的可靠性， 并给出接受或拒收的回答。
指挥控制系统软件
指挥控制系统软件是一个在其硬件设备基 础上利用软件技术来实现指挥、控制、通 信、信息处理以及辅助决策等作战功能的 有机整体。
软件工程的目标
可修改性 有效性 可靠性 可理解性 可维护性
可重用性 可适应性 可移植性 可追踪性 可互操作性
可靠性！
指挥控制系统可靠性问题从硬件逐步转向 了软件。
软件缺陷已经成为导致指挥控制系统功能 产生缺陷的主要原因。
指挥控制系统必须在可靠软件的支持下才 能充分发挥其功能。
可靠性定义
系统的可靠性是指保持或维持其功能的程 度。
IEEE对软件可靠性的定义：①在规定条 件下及时间内，软件不引起系统失效的概 率；②在规定时间周期内，在规定条件下 程序执行所需功能的能力
研制任务书
确定可靠性 试验时间
构造运行 剖面
剖面
选取测试 用例
用例 被测软件
可靠性测 试运行
数据
可靠性数 据收集
软件可靠性指标
可靠性数据 分析与评估
确定可靠性试验时间
试验方案 + 软件模块数量
+ 设计指标
构造运行剖面
对指控系统采用条件或环境的定义来描述软件 实际使用的情况。
构造运行剖面的过程中，要设计针对系统功能 相应的输入变量，了解用户在调用软件各模块 构件的使用模式和功能发生的概率。
可靠度
可靠度 是软件在规定条件下、规定时间 周期内 不引起系统故障的概率，该概率 是系统输入与系统使用的函数，也是软件 存在缺陷的函数，是对软件可靠性的综合 度量（即综合各种运行环境以及完成各种 任务和功能）
MTBF与MTTF
平均失效间隔时间 是指在规定时间和规 定的运行剖面下，软件在相继两次失效间 正常工作的平均统计时间
构造软件运行剖面的方法
按照一种层次结构，自顶向下地把用户使用软 件的输入空间划分为系统模式剖面，再把系统 模式剖面划分为功能剖面，最后把功能剖面划 分为运行剖面。
选取测试用例
测试用例要根据运行剖面随机选取得到
用例的选择既要有一般情况又要有极限情况以 及最大最小的边界值情况
可靠性测试运行
在真实应用环境中或可靠性仿真试验环境 中，按照运行剖面生成的测试用例对软件 进行测试，并且记录整个试验过程。
软件可靠性试验——增长试验
增长试验 发现并纠正软件中的缺陷，提 高软件可靠性水平（类似于硬件的可靠性 增长试验）
由软件研制方而非使用方进行测试 测试—分析—修改—再测试—再分析—再
修改
方案选取
借鉴硬件可靠性试验方法，建立软件可靠 性增长的时间概率分布模型
杜安(Duane)模型
试验流程
举个例子
某指挥信息系统在研制合同中对软件的 MTBF提出了可靠性指标A（500h）量化要 求，在试验阶段，运用GJ B899A-2009 中 的定时截尾统计试验方案对其可靠性指标进 行验证试验
1 制订试验方案和计划 选择第20号定时截尾方案，其中 生产方 风险 M=30%，使用方风险 β=30%，责 任故障数 r≤2
试验场所 软件测试实验室或者部队使用 现场
试验方法：随机测试，测试用例的选择是 关键
方案选取
参考GJB 899A—2009《可靠性鉴定和验 收试验》
常用方案 定时截尾测试统计方案 在给定的时间 T 内，进行验证测试，若
软件的 责任故障数 r ≤ 失效数判据 c， 则接收，否则拒收 制定方案中的重要内容是确定T和c
定性与定量的含义
模型选取
可靠性结构模型
可靠性预测模型
用于反映系统结构逻辑关 描述软件失效与软件错误
系的数学方程
的关系，描述软件失效与
包括串联系统、并联系统、 运行剖面关系的数学方程
表决系统、及时修理并联 可对软件可靠性特征做出
系统以及及时修理表决系
定量预测或评估
统模型等
度量指标
可靠度（R） 平均失效间隔时间（MTBF） 初期故障率 偶然故障率 平均失效等待时间（MTTF）
2 构建可靠性验证试验的应用场景和试验环 境，综合考虑使用模式和功能发生的概率， 设计软件系统的可靠性测试用例
3 依据测试脚本和测试用例进行可靠性测试 运行和可靠性数据收集
4 根据试验方案和责任故障总数判断该软件 可靠性试验是否通过，并给出软件MTBF 在一定置信度下的区间分布。
MTBF≥482h的概率为70%，MTBF≤1564的 概率也为70%
可靠性数据收集
软件的输入数据以及输出结果
软件运行时间数据 包括CPU执行时间、日历 时间以及时钟时间等
可靠性失效数据，包括每次失效发生的时间或 一段时间内发生的失效数
可靠性数据分析与评估
失效分析
可靠性分析
根据试验结果，判断是否 失效以及后果、原因
根据失效数据，评估可靠 性水平，为管理决策提供 依据
ห้องสมุดไป่ตู้
初期故障率和偶然故障率
初期故障率指软件在 初期故障期（交付之 后三个月）内单位时 间的故障数
偶然故障率指软件在 偶然故障期（交付之 后四个月）内单位时 间的故障数
软件可靠性试验——验证试验
验证试验 定量估计软件产品的可靠性， 并给出接受或拒收的回答。
指挥控制系统软件
指挥控制系统软件是一个在其硬件设备基 础上利用软件技术来实现指挥、控制、通 信、信息处理以及辅助决策等作战功能的 有机整体。
软件工程的目标
可修改性 有效性 可靠性 可理解性 可维护性
可重用性 可适应性 可移植性 可追踪性 可互操作性
可靠性！
指挥控制系统可靠性问题从硬件逐步转向 了软件。
软件缺陷已经成为导致指挥控制系统功能 产生缺陷的主要原因。
指挥控制系统必须在可靠软件的支持下才 能充分发挥其功能。
可靠性定义
系统的可靠性是指保持或维持其功能的程 度。
IEEE对软件可靠性的定义：①在规定条 件下及时间内，软件不引起系统失效的概 率；②在规定时间周期内，在规定条件下 程序执行所需功能的能力
研制任务书
确定可靠性 试验时间
构造运行 剖面
剖面
选取测试 用例
用例 被测软件
可靠性测 试运行
数据
可靠性数 据收集
软件可靠性指标
可靠性数据 分析与评估
确定可靠性试验时间
试验方案 + 软件模块数量
+ 设计指标
构造运行剖面
对指控系统采用条件或环境的定义来描述软件 实际使用的情况。
构造运行剖面的过程中，要设计针对系统功能 相应的输入变量，了解用户在调用软件各模块 构件的使用模式和功能发生的概率。
可靠度
可靠度 是软件在规定条件下、规定时间 周期内 不引起系统故障的概率，该概率 是系统输入与系统使用的函数，也是软件 存在缺陷的函数，是对软件可靠性的综合 度量（即综合各种运行环境以及完成各种 任务和功能）
MTBF与MTTF
平均失效间隔时间 是指在规定时间和规 定的运行剖面下，软件在相继两次失效间 正常工作的平均统计时间
构造软件运行剖面的方法
按照一种层次结构，自顶向下地把用户使用软 件的输入空间划分为系统模式剖面，再把系统 模式剖面划分为功能剖面，最后把功能剖面划 分为运行剖面。
选取测试用例
测试用例要根据运行剖面随机选取得到
用例的选择既要有一般情况又要有极限情况以 及最大最小的边界值情况
可靠性测试运行
在真实应用环境中或可靠性仿真试验环境 中，按照运行剖面生成的测试用例对软件 进行测试，并且记录整个试验过程。
软件可靠性试验——增长试验
增长试验 发现并纠正软件中的缺陷，提 高软件可靠性水平（类似于硬件的可靠性 增长试验）
由软件研制方而非使用方进行测试 测试—分析—修改—再测试—再分析—再
修改
方案选取
借鉴硬件可靠性试验方法，建立软件可靠 性增长的时间概率分布模型
杜安(Duane)模型
试验流程
举个例子
某指挥信息系统在研制合同中对软件的 MTBF提出了可靠性指标A（500h）量化要 求，在试验阶段，运用GJ B899A-2009 中 的定时截尾统计试验方案对其可靠性指标进 行验证试验
1 制订试验方案和计划 选择第20号定时截尾方案，其中 生产方 风险 M=30%，使用方风险 β=30%，责 任故障数 r≤2
试验场所 软件测试实验室或者部队使用 现场
试验方法：随机测试，测试用例的选择是 关键
方案选取
参考GJB 899A—2009《可靠性鉴定和验 收试验》
常用方案 定时截尾测试统计方案 在给定的时间 T 内，进行验证测试，若
软件的 责任故障数 r ≤ 失效数判据 c， 则接收，否则拒收 制定方案中的重要内容是确定T和c
定性与定量的含义
模型选取
可靠性结构模型
可靠性预测模型
用于反映系统结构逻辑关 描述软件失效与软件错误
系的数学方程
的关系，描述软件失效与
包括串联系统、并联系统、 运行剖面关系的数学方程
表决系统、及时修理并联 可对软件可靠性特征做出
系统以及及时修理表决系
定量预测或评估
统模型等
度量指标
可靠度（R） 平均失效间隔时间（MTBF） 初期故障率 偶然故障率 平均失效等待时间（MTTF）
2 构建可靠性验证试验的应用场景和试验环 境，综合考虑使用模式和功能发生的概率， 设计软件系统的可靠性测试用例
3 依据测试脚本和测试用例进行可靠性测试 运行和可靠性数据收集
4 根据试验方案和责任故障总数判断该软件 可靠性试验是否通过，并给出软件MTBF 在一定置信度下的区间分布。
MTBF≥482h的概率为70%，MTBF≤1564的 概率也为70%
可靠性数据收集
软件的输入数据以及输出结果
软件运行时间数据 包括CPU执行时间、日历 时间以及时钟时间等
可靠性失效数据，包括每次失效发生的时间或 一段时间内发生的失效数
可靠性数据分析与评估
失效分析
可靠性分析
根据试验结果，判断是否 失效以及后果、原因
根据失效数据，评估可靠 性水平，为管理决策提供 依据