[系统架构设计师]软件可靠性基础知识（九）

[系统架构设计师]软件可靠性基础知识（九）

一.软件可靠性基本概念

1.软件可靠性定义

在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率

2.软件可靠性的定量描述

在软件使用条件，在规定时间内，系统的输入/输出，系统使用等变量构成的数学表达式

3.可靠性的目标

对使用的额软件的性能满意程度的期望。可靠度，平均失效时间，故障强度

4.可靠性测试目的

二.软件可靠性建模

1.影响软件可靠性因素

运行环境，软件规模，软件的内部结构，软件的开发方法和开发环境，软件的可靠性投入

2.软件可靠性模型的组成和特性

3.可靠性建模方法

种子法，失效率类，曲线拟合类，可靠性增长，程序结构分析，输入域分类，执行路径分析方法，非齐次泊松过程，马尔可夫过程，贝叶斯分析

三.软件可靠性管理

1.各阶段

2.软件可靠性设计

1.技术：容错设计技术，检错技术，降低复杂度技术，系统配置技术

2.容错设计技术：恢复块设计，N版本程序设计，冗余设计

3.恢复块设计：选择一组操作作为容错设计单元，把普通的程序块变成恢复块

4.N版本程序设计：通过设计多个模块或不同版本，对相同的初始条件和相同输入的操作结果，实行多数表决，防止其中某一软件模块/版本的故障提供错误的服务

5.冗余设计：在一套完整的软件系统之外，设计一种不同路径，不同算法或不同实现方法的模块或系统作为备份，在出现故障时可使用冗余部分进行替换

6.检错技术：检错技术代价低于容错技术和冗余技术，但是不能自动解决故障，需要人工干预。检错技术着重考虑检测对象，检测延时，实现方式，处理方式四个要素

7.降低复杂度技术：保证实现软件功能基础上，简化软件结构，缩短程序代码长度，优化软件数据流向，降低软件复杂度，提高软件可靠性

8.系统配置技术：双机热备技术，服务器集群技术

9.双机热备技术："心跳"保证主系统和备用系统联系，双机热备模式，双机互备模式，双机双工模式，

10.服务器集群技术：集群内各节点服务器通过内部局域网相互通信，若节点服服务器发生故障，这台服务器运行的应用被另一节点服务器自动接管

四.软件可靠性测试

1.软件可靠性测试概述

可靠性目标的确定，运行剖面的开发，测试用例的设计，测试实施，测试结果分析等

2.软件可靠性测试用例设计

3.软件可靠性测试的实施

可靠性数据：失效时间数据，失效间隔时间数据，分组时间内的失效数，分组时间的累积失效数

五.软件可靠性评价

1.软件可靠性评价概念

评估和预测软件可靠性过程：选择可靠性模型，收集可靠性数据，可靠性评估和预测

如何选择可靠性模型：模型假设的适用性，预测的能力与质量，模型输出值能否满足可靠性的评价需求

可靠性数据收集：尽可能早地确定可靠性模型，数据收集计划要有较强的可操作性，重视测试数据的分析和整理，充分利用技术手段（数据库技术）来完成分析和统计

满足可靠性的评价需求

可靠性数据收集：尽可能早地确定可靠性模型，数据收集计划要有较强的可操作性，重视测试数据的分析和整理，充分利用技术手段（数据库技术）来完成分析和统计