软件可靠性度量和测试new 质量与保障.pptxVIP

1 第4章 软件可靠性度量和测试 2 学习内容 4.1软件可靠性 4.1.1 软件可靠性发展史 4.1.2 软件可靠性的定义 4.1.3 软件可靠性的基本数学关系 4.1.4 软件可靠性与硬件可靠性的区别 4.1.5 影响软件可靠性的因素 4.1.6 软件的差错、故障和失效 4.2可靠性模型及其评价标准 4.2.1 软件可靠性模型 4.2.2 软件可靠性模型参数 4.2.3 软件可靠性模型及其应用 4.2.4 软件可靠性模型评价准则 3 下节内容 4.3软件可靠性测试和评估 4.3.1 软件可靠性评测 4.3.2软件可靠性测试的具体实施过程 4.4提高软件可靠性的方法和技术 4.4.1 建立以可靠性为核心的质量标准 4.4.2 选择开发方法 4.4.3 软件重用 4.4.4 使用开发管理工具 4.4.5 加强测试 4.4.6 容错设计 4.5 软件可靠性研究的主要问题 4.6小结 4 学习目标 课堂学习掌握基础 重点：软件可靠性的定义、常用模型、模型参数、模型评价准则 难点：软件可靠性模型及其标准 自主学习加强认识 软件可靠性模型的原理 软件可靠性模型评价标准 5 相关内容回顾 什么是软件质量？主要质量特性包括哪些？ 软件质量模型主要包括哪些？分别具有什么特性？ （P55-P56） McCall模型 Boehm模型 FURPS模型 ISO9126模型 (P11-P13) 软件质量定义为：与软件产品满足规定的和隐含的需求的能力有关的特征和特性的全体。 主要特征：功能性、可靠性、易使用性、效率、可维护性、可移植性。 6 IT产业的迅速发展，软件的作用与地位 软件故障的影响，软件可靠性与硬件可靠性 2000年问题(100亿元) 美国F-18飞控系统，首飞前试验2万小时， 故障总数 硬件故障数 软件失效数 580 271 (48.4%) 309 (51.6%) 我国某军舰计算机系统，运行850小时 故障总数 硬件故障 软件失效 120多次 约30% 约70% 致命12次 约30% 约70% 4.1软件可靠性 7 软件可靠性工程 软件工程：开发、运行、维护和修复软件的系统方法（IEEE） 软件可靠性工程：软件可靠性设计分析、测试与管理系统方法。 软件工程的目标：质量、进度与费用 质量特性：功能性、可靠性、易使用性、效率、维护性、可移植性 软件可靠性工程的目标：软件可靠性 软件可靠性是软件工程的一个子工程 8 4.1.1 软件可靠性发展史 软件工程的发展大体上可分为下列四个阶段。 1950年~1958年：没有提及 1959年~1967年：不受重视 1968年~1978年：开创时期 1978年至今：旺盛时期 1988年，软件可靠性工程为科学界接受，从此步入了从理论研究到工程应用的过渡时期。 9 4.1.2 软件可靠性的定义 软件可靠性指的是什么？ 作为软件质量特性之一：可靠性是指软件在指定条件和特定时间段内维持性能的能力程度。 在软件质量（保证）模型中均出现： McCall模型中:是指一个程序满足其所需的精确度，完成它的预期功能的程度。 FURPS中:通过度量错误的频率和严重程序、输出结果的准确度、平均失效间隔时间、从失效恢复的能力、程序的可预测性等来评估 ISO9126中:成熟性、容错性、可恢复性。 10 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）；定量描述 [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。定性描述 定义的说明 1、上述定义是硬件可靠性定义的引申和扩展。依据： 软件失效的随机性； 建立在硬件可靠性基础之上。 2、“规定的时间” 三种时间度量 日历时间 时钟时间 CPU时间 可靠性度量效果最好-CPU时间 11 系统可靠性表示系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力 定义的说明 3、“规定的条件”——环境条件 与程序存储、运行有关的计算机及其操作系统 软件的输入分布 程序的输入空间：输入向量的集合 程序的输出空间：输出向量的集合 程序的运行剖面：输入元素选用的概率分布 12 13 输入空间示意图/离散型运行剖面图/连续型运行剖面图 输入空间示意图 离散型运行剖面图 连续型运行剖面图图 14 4.1.3可靠性数学 用来定量描述系统可靠性的数学工具。 常用的度量指标主要有可靠度、故障率、平均无故障工作时间和平均故障修复时间等。 ①可靠度R()：系统在规定工作时间内无故障的概率。相应地，系