软件可靠性工程培训提纲之一.ppt
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1、软件可靠性工程,孙 志 安051885981064,要 点,1、软件可靠性工程:重要性与必要性2、软件可靠性工程:框架与过程模型3、软件可靠性工程:概念与基础4、软件可靠性工程:模型建立5、软件可靠性工程:可靠性度量6、软件可靠性工程:可靠性要求制定与分配7、软件可靠性工程:可靠性设计8、软件可靠性工程:可靠性分析9、软件可靠性工程:可靠性测试10、软件可靠性工程:可靠性工程管理,一、软件可靠性工程:重要性与必要性,因为软件可靠性问题造成的产品故障甚至事故或灾难屡见不鲜,俯拾皆是,触目惊心!重视软件可靠性工程的研究并付诸于实践,是改进软件过程,提高软件可靠性的根本出路!加强软件可靠性工程的研究
2、和实践,势在必行,势在必然!,1.1 实例分析1.2 软件现状1.3 软件可靠性工程进展1.4 软件可靠性对装备可靠性的影响1.5 软件可靠性工程的基本问题1.6 总结,1.1 实例分析:ARAIA-5发射失败,1996年6 月4日,欧洲航天局历时10年,耗资50亿美元的ARIAN-5 火箭在发射升空40秒后,由于攻角大于20度,引起了极高的气动载荷,导致火箭的助推级与芯级分离,不得不启动自毁装置引爆火箭。导致此灾难性后果的主要原因是:主惯性参考系统在将64位浮点数转换成16位有符号整数时,数字转换超出了范围,同时没有将正确的姿态数据传送给运载火箭的箭载计算机所致。另一重要的原因是这一错误在A
3、RIAN4 上就已经同样存在,但在重用此软件时将错误一并重用而未进行完备测试。,实例一:ARIAN-5发射失败,1.1 实例分析:VIKING着陆爆炸,1963年,美国航天局火星探测器 Viking 在接近火星表面时发生爆炸,导致项目失败,造成高达数亿美元的损失。造成该问题的原因之一是:弹道计算的量纲不统一,公制英制单位混淆。地面控制系统使用磅,卫星使用牛顿;造成该问题的原因之二是该探测器软件中的一个“,”被误写为“.”。,实例二:NASA火星项目失败,1.1 实例分析:TMA1溅落偏差,实例三:TMA1飞船溅落偏差,2003年5月4日,俄罗斯的TMA1 号宇宙飞船从国际空间站返回地面时,由于
4、软件错误导致导航系统故障,自动驾驶仪只能以弹道方式降落,在降落过程中,计算机又突然开始搜索国际空间站,并试图与国际空间站对接,使得飞行控制中心在飞船返回过程中与飞船失去联系长达11分钟,最终导致飞船与原定溅落点偏差达到460多公里。,1.1 实例分析:爱国者拦截失败,实例四:爱国者拦截失败,海湾战争期间,在一次拦截任务中,爱国者防空系统未能成功拦截来袭的飞毛腿导弹,造成28名英军官兵被炸身亡。其原因就是跟踪软件在运行 100 小时后出现了一个0.36 秒的舍入误差。,1.1 实例分析:CG48动力系统故障,美海军约克城(CG-48)号巡洋舰发生动力系统失效事故,导致全舰各系统功能几乎瘫痪,使该
5、舰在海上漂流了2 小时45分钟。导致该问题的主要原因是软件出现被零除的错误,造成数据溢出,并波及到整个网络系统,导致动力系统失效。,案例五:美国CG48号巡洋舰动力系统故障,1.1 实例分析:IBM360 OS开发失败,IBM360系列计算机操作系统的开发花费了大约 5 000人/年的人力投入,最多时,1000多人同时投入开发工作,写出了近 100 万行的源程序。尽管投入了如此多的人力物力,其结果却是进度一拖再拖,最终只得放弃。据统计,这个操作系统每次发放的新版本都是从前一版本中找出1000个以上的错误而修正的结果。,案例六:IBM360操作系统失败,1.2 软件现状:软件质量,软件质量问题越
6、来越突出:令人担忧!,1.2 软件现状:软件可靠性,软件可靠性问题占装备可靠性问题的比例越来越高!,1.2 软件现状:软件可靠性,软件可靠性问题呈逐年上升趋势!,1.2 软件现状:软件工程意识,为我开发一个软件,OK,软件工程意识有待进一步加强!,软件测试:成也萧何,败也萧何!,1.2 软件现状:软件可靠性工程意识,软件可靠性工程意识亟待提高!,1.3 软件可靠性工程进展:发展历程,1、由于计算机技术的飞速发展与广泛应用,软件可靠性问题于上个世纪 50 年代在美国航空航天界得到关注和研究,相应的概念得以产生。2、上个世纪70年代中后期以来,以软件工程的大力发展为契机,假传统可靠性工程技术和方法
7、,软件可靠性工程得以产生和发展。3、软件可靠性工程的发展得益于软件可靠性模型的研究与应用。20 世纪80 年代之前,软件可靠性工作主要侧重于模型的研究和建立。迄今为止,发表了 100 多种软件可靠性模型,且新的模型还在不断推出,导致了所谓“模型战”。最早的软件可靠性模型是由于 1956年提出的一系列公式,但由于太复杂,对后来的软件可靠性模型的研究和建立几乎没有产生什么影响。到目前为止已经建立起了比较完备的、适应不同软件或不同软件阶段的软件可靠性模型。,1.3 软件可靠性工程进展:发展历程,4、20 世纪 90 年代以来,软件可靠性工程的研究和实践最终跳出了模型论战,在软件可靠性设计、测试、分析
8、评估、预计预测等方面进行了比较系统的研究和比较广泛的实践,取得了显著成效。5、以1992年AT&T Bell 实验室定义的最佳软件可靠性工程大纲为标志,开启了软件可靠性工程管理之先河,从体系上进一步完善了软件可靠性工程体系。6、目前,软件可靠性工程的发展着重于技术体系、标准规范的建立,着重于理论和方法的应用,着重于各类工具的开发与应用,正在取得工程上的突破与进展。,目前,各种软件可靠性模型相继推出并得到不断改进和优化,模型验证和使用一度成为软件可靠性工程的热点,直到今天也依然是热门话题;软件可靠性设计与测试技术得以开发并逐步应用于工程实践;软件可靠性分析、评估方法不断完善并在一些特殊的或重点工
9、程项目中得到应用;软件可靠性工程管理技术的开发倍受推崇,相应的管理方法被实践所验证,软件业界已充分认识到,绝大多数软件问题是由管理不善所引起的,因此,以过程改进、组织性能改进、管理模式改进、软件开发人员管理为重点的管理体系和管理机制得以产生并日臻成熟;软件可靠性标准化工作得到前所未有的重视,国际电工委员会的TC56技术委员会成立了软件可靠性工作组,一些迫切需要的软件可靠性、维护性标准相继发布,为软件可靠性工程实践奠定了基础。,1.3 软件可靠性工程进展:发展现状,软件可靠性工程的发展是硬件可靠性工程发展的必然结果,是系统可靠性工程发展的历史要求,是软件工程发展的的必然产物,其发展是渐进式的。软
10、件可靠性工程根植于软件工程和硬件可靠性工程,经历了一个漫长的发展过程。但尽管如此,其形态与体系、理论与技术、方法与工具等仍然远远地滞后于硬件可靠性工程,仍然难以满足工程实践的需要,甚至于很多方面或方向或领域仍然处于探索之中,或者说处于启蒙阶段,开发足够可靠的软件并测试和验证其可靠性,仍然是非常困难的问题。需要业界和各位同仁的共同携手与不懈努力。,1.3 软件可靠性工程进展:发展现状,1.3 软件可靠性工程进展:技术进展,1、软件可靠性模型:假设验证 用以描述软件过程、运行剖面、错误分布、测试策略等的假设大多以经验为基础,其正确性、合理性等难以得到有效验证,对现有模型中使用的典型假设进行验证,确
11、定能够进行测试的假设是软件可靠性模型开发的关键和主要方向之一;软件测度为了提高软件可靠性模型的准确性,应尽可能多、尽可能准确地描述软件的开发过程、设计评审、软件测试、运行剖面等测度,简化模型的数学表示及其应用;决策理论为软件可靠性模型定义合适的可使用性函数,设定合理的成本函数,使先验分布准确地反映不同的事实分布,保证估计的准确性;模型统一从软件可靠性模型所涉及的范围、结构、应用等建立一个统一的框架,实现模型统一,解决现有模型各自为政的混乱状态。,1.3 软件可靠性工程进展:技术进展,2、软件可靠性设计:避错设计是软件可靠性设计的基本方法,软件工程与软件开发技术的飞速发展与成功应用,为避错设计奠
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- 软件 可靠性工程 培训 提纲 之一
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