软件可靠性评测及其应用是怎样的？

一、概述 在现代军事和商用系统中，以软件为核心的产品得到了广泛的应用。

随着系统中软件成分的不断增加，使得系统对于软件的依赖性越来越强，对软件质量尤其是可靠性的要求也越来越高。

软件可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内，软件不引起系统故障的能力。

软件可靠性不但与软件中存在的缺陷有关，而且与系统输入和系统使用有关。

软件可靠性是软件质量特性中重要的固有特性和关键因素。

软件可靠性反映了用户的质量观点。

软件可靠性评价是软件可靠性工作的重要组成部分。

软件可靠性评测是主要的软件可靠性评价技术，它包括测试与评价两个方面的内容，既适用于软件开发过程，也可针对最终软件产品。

在软件开发过程中使用软件可靠性评测技术，除了可以更快速地找出对可靠性影响最大的错误，还可以结合软件可靠性增长模型，估计软件当前的可靠性，以确认是否可以终止测试和发布软件，同时还可以预计软件要达到相应的可靠性水平所需要的时间和测试量，论证在给定日期提交软件可能给可靠性带来的影响。

对于最终软件产品，软件可靠性评测是一种可行的评价技术，可以对最终产品进行可靠性验证测试，确认软件的执行与需求的一致性，确定最终软件产品所达到的可靠性水平。

二、软件可靠性评测技术 本文所述的软件可靠性评测是指运用统计技术对软件可靠性测试和系统运行期间采集的软件失效数据进行处理并评估软件可靠性的过程。

软件可靠性评测的主要目的是测量和验证软件的可靠性，当然实施软件可靠性评测也是对软件测试过程的一种完善，有助于软件产品本身的可靠性增长。

软件测试者可以使用很多方法进行软件测试，如按行为或结构来划分输入域的划分测试，纯粹随机选择输入的随机测试，基于功能、路径、数据流或控制流的覆盖测试，等等。

对于给定的软件，每种测试方法都局限于暴露一定数量和一些类别的错误。

通过这些测试能够查找、定位、改正和消除某些错误，实现一定意义上的软件可靠性增长。

但是，由于它们都是面向错误的测试，测试所得到的结果数据不宜用于软件可靠性评估。

软件可靠性测试是指在软件的预期使用环境中，为进行软件可靠性评估而对软件实施的一种测试。

软件可靠性测试应该是面向故障的测试，以用户将要使用的方式来测试软件，每一次测试代表用户将要完成的一组操作，使测试成为最终产品使用的预演。

这就使得所获得的测试数据与软件的实际运行数据比较接近，可用于软件可靠性估计。

软件可靠性评测由可靠性目标的确定、运行剖面的开发、测试的计划与执行和测试结果的分析与反馈等四个主要的活动组成。

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、MTTF等指标来描述，根据不同项目的不同需要而定。

建立定量的可靠性指标需要对可靠性、交付时间和成本进行平衡。

为了定义系统的可靠性指标，必须确定系统的运行模式，定义故障的严重性等级，确定故障强度目标。

为了对软件可靠性进行良好的预计，必须在软件的运行域上对其进行测试，首先定义一个相应的剖面来镜像运行域，然后使用这个剖面驱动测试，这样可以使测试真实的反映软件的使用情况。

由于可能的输入几乎是无限的，测试必须从中选择出一些样本，即测试用例，测试用例要能反映实际的使用情况，反映系统的运行剖面。

将统计方法应用到运行剖面开发和测试用例生成，在运行剖面中的每个元素都被定量地赋予一个发生概率值和关键因子，然后根据这些因素分配测试资源、挑选和生成测试用例。

在这种测试中，优先测试那些最重要或最频繁使用的功能，释放和缓解最高级别的风险，有助于尽早发现那些对可靠性有最大影响的故障，以保证软件的按期交付。

一个产品有可能需要开发多个运行剖面，这取决于它所包含的运行模式和关键操作，通常需要为关键操作单独定义运行剖面。

在软件的开发过程中使用软件可靠性测试和利用软件可靠性测试对最终产品进行评价，在测试计划的制定上有所不同。

用于设计过程的可靠性测试称为可靠性增长测试，测试与故障的排除联系在一起，一般安排在开发过程的系统测试阶段执行，将测试所确定的故障提交给开发者进行修改，建立软件的一个新的版本，再进行下一次测试。

在这种“测试—排错—新版本”的迭代过程中，跟踪故障强度的变化，确认测试是否可以终止及软件是否可以发布。

可靠性增长测试的测试脚本将执行多次。

针对最终产品的可靠性测试称为可靠性验证测试，通过验证测试可确定软件产品当前的可靠性水平。

就单个软件版本而言，可靠性验证测试的测试脚本将仅执行一次。

软件可靠性故障数据的收集是测试活动的一部分，在测试周期内，纪录每个故障的资料，如与时间相关的故障频度、类型、严重性和故障的根源等，并且应区分设计阶段和最终产品的故障。

可靠性增长测试和可靠性验证测试将从不同的角度理解故障数据。

在可靠性增长测试中，测试以迭代的方式进行，根据测试期间跟踪到的故障，使用基于软件可靠性增长模型和统计推理的可靠性评估程序进行故障强度的估计，并用于跟踪测试的进展情况。

可靠性验...

软件可靠性测试是什么呢？

软件可靠性测试不同于硬件可靠性测试，这主要是因为二者失效的原因不同。

硬件失效一般是由于元器件的老化引起的，因此硬件可靠性测试强调随机选取多个相同的产品，统计它们的正常运行时间。

正常运行的平均时间越长，则硬件就越可靠。

软件失效是由设计缺陷造成的，软件的输入决定是否会遇到软件内部存在的故障。

因此，使用同样一组输入反复测试软件并记录其失效数据是没有意义的。

在软件没有改动的情况下，这种数据只是首次记录的不断重复，不能用来估计软件可靠性。

软件可靠性测试强调按实际使用的概率分布随机选择输入，并强调测试需求的覆盖面。

软件可靠性测试也不同于一般的软件功能测试。

相比之下，软件可靠性测试更强调测试输入与典型使用环境输入统计特性的一致，强调对功能、输入、数据域及其相关概率的先期识别。

测试实例的采样策略也不同，软件可靠性测试必须按照使用的概率分布随机地选择测试实例，这样才能得到比较准确的可靠性估计，也有利于找出对软件可靠性影响较大的故障此外，软件可靠性测试过程中还要求比较准确地记录软件的运行时间，它的输入覆盖一般也要大于普通软件功能测试的要求。

对一些特殊的软件，如容错软件、实时嵌入式软件等，进行软件可靠性测试时需要有多种测试环境。

这是因为在使用环境下常常很难在软件中植入错误，以进行针对性的测试。

软件可靠性测试的主要目的有哪些呢？

(1)通过在有使用代表性的环境中执行软件，以证实软件需求是否正确实现。

（2）为进行软件可靠性估计采集准确的数据。

估计软件可靠性一般可分为四个步骤，即数据采集、模型选择、模型拟合以及软件可靠性评估。

可以认为，数据采集是整个软件可靠性估计工作的基础，数据的准确与否关系到软件可靠性评估的准确度。

（3）通过软件可靠性测试找出所有对软件可靠性影响较大的错误。

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定义：失效分析是指分析研究构件的断裂，表面损伤及变形等失效现象的特征及规律的一门技术。

一、失效及其常见形式：机械构件由于组织与性能发生变化而引起不能完成指定功能时，称之为失效。

最常见的失效形式有机械力破坏、腐蚀性破坏、高温破坏。

二、失效分析及其意义：失效分析是指分析研究构件的断裂，表面损伤及变形等失效现象的特征及规律的一门技术。

意义：失效分析对改进产品设计，选材等提供依据，并防止或减少断裂事故发生；通过失效分析还可以预测可靠性；可以提高机械产品的信誉，并能起到技术反馈作用。

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