軟件失效原因分析

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1、軟件失效原因分析謝瑞生（中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所，江蘇南京210007）摘要：從軟件與碩件的比較、失效的內(nèi)外原因、失效的主客觀原因等方向出發(fā)，通過分析軟件生命周期各階段差錯的因果聯(lián)系，研究軟件失效的原因。關(guān)鍵詞：軟件可靠性；軟件失效；原因分析屮圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-5468（2009）03-0013-07AnalysisofSoftwareFailureCauseXIERui-sheng(1.The28thResearchInstituteofCETC,Nanj

2、ing210007,China)Abstract：Bycomparingsoftwareandhardware,theintrinsicandextrinsicfactors,andthesubjectiveandobjectivefactorsofsoftwarefailures,themaincauseofasoftwarefailurewasconeludedbyanalyzingthecausalityoferrorsinvariousstagesofthesoftwarelifecycle?K

3、eywords：softwarereliability；softwarefailure；causeanalysis收稿日期：2009-01-07修冋日期：2009-05-11作者簡介：謝瑞生（1965-）,男，江西吉安人，屮國電子科技集團(tuán)公司笫二十八研究所高級工程師.從爭軟件開發(fā)工作。1引言1.1問題的捉出當(dāng)系統(tǒng)功能和性能主要通過軟件實(shí)現(xiàn)時，系統(tǒng)的研制需要開展軟件可靠性設(shè)計、軟件可靠性保證、軟件可靠性測評等工作。目前國內(nèi)的可靠性工作主要針對基于硬件設(shè)備或以硬件設(shè)備為主的系統(tǒng)，對于以軟件為主的系統(tǒng)，工作開

4、展得很少。在工作屮我們發(fā)現(xiàn)造成軟件失效的原因很多，要開展好軟件可靠性工作，必須找到造成軟件不可旅的原因即軟件失效的原因。所謂軟件失效（softwarefailure）,就是指軟件出現(xiàn)如卜?3種情況：1）功能部件執(zhí)行其功能的能力喪失；2）系統(tǒng)或系統(tǒng)部件喪失了在規(guī)定的限度內(nèi)執(zhí)行所要求功能的能力；3）程序操作背離了程序要求。在實(shí)際的應(yīng)用屮，軟件失效表現(xiàn)為：1）死機(jī)：軟件停止輸出或軟件對輸入不發(fā)生響應(yīng)；2）運(yùn)行速度不匹配：數(shù)據(jù)接受（輸入）或輸出的速度與系統(tǒng)的需求不符；3）計算梢度不夠：某一或某些輸出參數(shù)值的計算

5、梢度不合要求；4）倫出項(xiàng)缺損：缺少某些必要的輸出值；5）輸出項(xiàng)多余：軟件輸出了系統(tǒng)不期望的數(shù)據(jù)/指令。1.2軟件與碩件的比較我們對于碩件的可靠性相關(guān)問題己經(jīng)有了一個比較清晰的理解，所以為了分析軟件失效的原因，將軟件、碩件及其可靠性作一個對比（如表1所示），將有助于問題的解決。2可測控研制主要是緊張的腦力勞動，本質(zhì)不只是腦力勞動，過程冇形，便于測性上無形，看不見，難測控?？?。3缺陷形不可靠問題基本上是開發(fā)過程中人不可靠問題不只是設(shè)計問題，在生產(chǎn)成為差錯造成的缺陷所引起的。和使用過程中也會產(chǎn)生新的故障。4失

6、效形程腭是指令序列，即使每條指令本碩件失效總是由其零部件或其組合的成身都正確，但在執(zhí)行時英邏輯組合狀態(tài)變化萬千，不一定完全正確。故障所引起。5故障系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是離散的，瓦輸入前兆在合理范圍內(nèi)的微小變化可能引起輸出的巨大變化，故障的形成無物理原因，失效的發(fā)展取決于輸入值和運(yùn)行狀態(tài)的組合，無前兆。系統(tǒng)在正常工作條件下其行為是漸變的，故障的形成和失效的發(fā)生一燉都有物理原因，有前兆。c）理解性差錯需求分析人員誤解了使用方的用戶需求。d）潛在性差錯分析人員未能根10故障故障難以定位，失效現(xiàn)彖往往不在故障校易定位

7、，失效部件的物理參數(shù)定位失效部件顯現(xiàn)。常常發(fā)生明顯變化。故障?惟有重新設(shè)計、編碼或通過檢測排維修可提高系統(tǒng)的功能或提高使用可排除錯，才可提高可靠性?？啃?。失效率失效率隨錯誤排除而下降。失效率變化如浴盆曲線。分布可靠性只能通過不同軟件兀余來提高軟件提高可靠性.相同冗余不會提高可靠性?？赏ㄟ^冗余提高系統(tǒng)的可靠性。報廢原因軟件報廢的主耍原因是軟件版本的功能己不能滿足用戶新的需求。硬件報廢的主要原因則是產(chǎn)殆經(jīng)過長時間的使用，已經(jīng)進(jìn)入損耗是小氣，無法繼續(xù)正常工作。據(jù)用戶提出的需求分析出其潛在的需求。e）超越性差錯

8、用戶捉出超過實(shí)現(xiàn)能力的需求，分析人員未分析出其不合理性。需求差錯還可能發(fā)生在其它階段，它們是：1）概要設(shè)計沒有完全實(shí)現(xiàn)需求規(guī)范;由上表可看出，軟硬件實(shí)效的原因、表現(xiàn)均不和同，下而將具體分析造成軟件失效的內(nèi)外原因與主客原因。2失效原因分析2i內(nèi)在原因2.1.1軟件生命周期各階段可能產(chǎn)生的錯誤軟件生命周期包括需求分析、設(shè)計與編碼、測試與系統(tǒng)集成、運(yùn)行維護(hù)等階段。在運(yùn)行維護(hù)階段軟件產(chǎn)品的品質(zhì)己經(jīng)形成，造成其失效的原因?qū)儆谕獠吭颉?.1.1.1需