系统架构师备考——软件可靠性基础知识篇（上）

系统架构师备考日记（3.11）

第9章 软件可靠性基础知识篇（上）

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考点

软件可靠性基本概念、建模、管理、设计、测试和评价等
涉及单项选择题（约占 2～3 分），论文也会有涉及

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一、软件可靠性基本概念

1.1软件可靠性定义

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，也是软件中存在的缺陷函数；系统输入将确定是否会遇到已存在的缺陷(如果缺陷存在的话)。

1.2软件可靠性的定量描述

软件可靠性可以基于使用条件、规定时间、系统输入、系统使用和软件缺陷等变量构建的数学表达式。
1、规定时间：自然时间、运行时间、执行时间
2、失效概率：从软件运行开始，到某一时刻 t为止，出现失效的概率可以看作是关于软件运行时间的一个随机函数
3、可靠度：软件系统在规定的条件下、规定的时间内不发生失效的概率
4、失效强度：单位时间内软件系统出现失效的概率
5、平均失效前时间：MTTF，从t=0时到故障发生时系统的持续运行时间的期望值
6、平均恢复前时间：MTTR，随机变量恢复时间的期望值，就是从出现故障到修复成功中间的这段时间
7、平均故障间隔时间：MTBF=MTTF+MTTR，失效或维护中所需的平均时间

1.3可靠性目标

可靠性目标是指客户对软件性能满意程度的期望。通常用可靠度、故障强度和平均失效时间等指标来描述。

1.4可靠性测试的意义

• 软件失效可能造成灾难性的后果
• 软件失效在整个计算机系统失效中的比例较高
• 相比硬件可靠性技术，软件可靠性技术不成熟
• 软件可靠性问题会造成软件费用增长
• 系统对于软件的依赖性越来越强，软件对生产活动和社会生活的影响越来越大

1.5广义的可靠性测试与狭义的可靠性测试

（1）广义的可靠性测试是为了最终评价软件系统的可靠性而运用建模、统计、试验、分析和评价等一系列手段对软件系统实施的一种测试。
（2）狭义的可靠性测试指为了获取可靠性数据，按预先确定好的测试用例，在软件预期使用环境中，对软件实施的一种测试

二、软件可靠性建模

2.1影响软件可靠性的因素

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

2.2软件可靠性的建模方法

组成
（1）模型假设
（2）性能度量
（3）参数估计方法
（4）数据要求
好的软件可靠性模型的重要特性
（1）基于可靠的假设
（2）简单
（3）计算一些有用的量
（4）给出未来失效行为的好的映射
（5）可广泛应用

2.3软件可靠性模型分类

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

软件可靠性阶段包括：
1、需求分析阶段
2、概要设计阶段
3、详细设计阶段
4、编码阶段
5、测试阶段
6、实施阶段

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总结

软件可靠性基础知识概念点较多，分值不高但是容易取分，需要将基本概念掌握即可。