软件工程与软件可靠性——第六讲 软件可靠性工程实施中的几个技术问题

实施软件可靠性工程必须解决下列三个基本问题: ——如何确定软件可靠性指标要求? ——如何保证实现软件可靠性指标要求? ——如何验证软件已达到其可靠性指标要求? 这三个问题的具体解决涉及若干技术,例如:软件可靠性指标的表示方法和确定方法,操作剖面的建立方法,软件可靠性设计技术,软件可靠性分析技术,软件可靠性测试技术,软件可靠性测量技术,软件可靠性评估技术,软件可靠性验证方法以及软件可靠性管理的有关技术和方法(如软件可靠性大纲的制定与管理方法、软件可靠性费用、风险管理技术等)。限于篇幅,下面简单介绍软件可靠性指标确定和验证的3项有关技术。 1.软件可靠性指标的确定 软件可靠性指标是软件可靠性的量化表示。这里涉及两方面问题,一是如何表示,二是如何确定量化要求。     

基于系统状态分析的软件可靠性测试方法

航天工程类软件由于其应用环境的特殊性,对软件的可靠性和安全性非常重视.但是在航天型号中应用常规软件可靠性测试方法对工程软件进行可靠性评估却存在许多实际困难,本文介绍了一种基于系统状态分析的软件可靠性测试方法,为在航天型号工程类软件中开展可靠性测试提供了一条可实现途径.     

软件可靠性测试充分性工程技术研究

本文在阐述了软件可靠性测试的特点和影响软件可靠性的因素的基础上，提出了软件可靠性测试的充分性准则，结合工程实际，研究了可靠性测试环境、可靠性估计、可靠性测试验证方案，给出了将测试充分性准则用于可靠性测试的流程模型，为软件进行可靠性测评提供了方法。     

软件可靠性的量化问题讨论

在航天器中,随着软件数量的增多,软件可靠性问题日趋尖锐。软件可靠性不能只停留在定性分析阶段,要建立明确的可靠性指标,要通过全任务剖面建立起来的测试用例,对给定软件作长时间的测试和可靠性评价,以便展现软件可靠性不断增长的过程。本文介绍软件可靠性量化的方法,供软件研制者参考。     

实时软件可靠性与软件测试方法

从工程应用角度讨论计算机实时软件的可靠性问题。阐述武器系统实时软件的特点和实时软件可靠性设计技术。介绍软件测试方法。     

基于磁流变阻尼器的电流控制器的设计

文章提出一种用于磁流变气动控制系统的阻尼器的电流控制器,该控制器采用PWM控制方式,具有频率高,效率高,功率密度高,可靠性高的特点。文章首先介绍阻尼器的控制原理,然后根据控制器的相关参数设计其电路,并对电路进行性能测试,测试结果表明:该控制器满足磁流变阻尼器的控制要求。     

软件可靠性与安全性工作要求综述

在航天、军事等领域中,硬件功能软件化、软件密集化已成为发展趋势。软件作为系统中的关键组成部分,其对系统的影响比重日益增大,如何保证软件的可靠性与安全性受到广泛关注。特别是当前型号中软件规模、复杂度、软硬件耦合程度大幅提升,对软件可靠性与安全性工作提出了更高的要求。本文在调研国内外有关标准的基础上,结合实际型号工程经验,对软件技术管理要求、不同阶段的可靠性与安全性工作要求等进行了系统总结,可为后续的软件可靠性与安全性设计、验证及管理等工作提供输入。     

气象卫星地面测试成像终端软件设计与实现

根据气象卫星地面测试对成像终端软件的要求，对成像终端软件的设计与工程实现进行了研究。给出了成像终端软件的接口要求、设计思想、实现方法和可靠性设计等。整星测试结果表明，成像终端软件的设计原理和实现方法合理可行。     

从计算机系统角度分析软件可靠性

从硬／软件综合的角度对计算机进行可靠性研究具有非常重要的意义。本文作者对硬、软件相互作用进行了明确的划分和定义。并指出，是现行的软件可靠性黑箱分析方法禁锢了人们从更深层次对于硬／软件系统可靠性进行研究。基于上述认识，本文提出了解决软件分解单元之间耦合问题的办法。进而提出了一种新的软件可靠性分析方法，为对计算机系统进行可靠性分析时，考虑硬、软件之间的复杂的相关作用提供了基础，从而为更准确地评估计算机系统的可靠性提供了可能。文中分析了一个飞行控制系统实例。     

适用于航天软件开发的可靠性度量

介绍了软件可靠性和软件度量的概念 ,阐述了航天控制软件的特点 ,提出了可靠性度量的选择准则 ,推荐了 14种适用于航天控制软件的可靠性度量     

软件需求中的可靠性策略

软件可靠性要求的实现应是从系统分析和需求阶段就开始进行考虑，通过软件的需求、设计、编码、测试、维护以及相应的组织和管理来保证。文中通过对时钟结构化的分析，试图就航天嵌入式软件谈了在需求分析阶段中软件可靠性策略与体会，同时论述了在航天工程中软件接口分析的合理性与增强软件可靠性的意义。     

面向交会对接任务的高可靠应用软件设计方法

针对航天器控制系统软件特性及交会对接任务特点,利用软件可靠性理论,研究提高软件可靠性的方法,提出了面向交会对接任务软件的可靠性设计,增强了航天器控制系统的可靠性.     

一种基于单件模式的主控软件资源冲突问题解决方案

为解决主控软件资源冲突问题,提高软件可靠性,本文以某主控软件多线程访问同一资源导致软件异常的具体问题为例,提出单件模式解决问题的思路并给出具体解决方案,讨论了传统设计方法与单件模式方式的区别,总结单件模式的优势。进一步分析主控软件重用框架对资源唯一性的要求,给出3个非功能要求的单件模式设计方法。事实表明,单件模式应用在主控软件设计上,可以提高设计效率,还可以提高软件可靠性和维护性。     

星载软件可靠性设计方法

分析了星载软件及其可靠性的特点，针对空间环境对星载软件的影响，提出了软件工程化、模块化和容错设计、遥测遥控处理，以及异常检查等提高软件可靠性的设计措施，并说明了软件测试对提高可靠性的重要性。     

趋向性分析在软件可靠性模型中的应用

软件可靠性是软件质量因素中最基本、最重要的质量因素。软件可靠性的定量评估主要是通过软件可靠性模型来实现的，软件可靠性模型的有限假设与软件及其故障数据的复杂的离散性，是两个客观存在的矛盾，这种矛盾的存在是造成软件可靠性模型定量评估不精确的主要原因。正基于此，本文提出了软件可靠性的趋向性分析，为在不同的条件和阶段下选择和使用软件可靠性模型提供了定量依据。     

基于LabVIEW的调节器低温动性能试验台测量系统设计

流量调节器是液氧煤油火箭发动机中关键的自动调节装置,其动态性能直接影响发生器乃至发动机的工作特性.为进一步验证流量调节器工作可靠性,设计并集成了调节器低温动性能试验台测量系统.测量硬件基于PXI系统搭建,软件基于LabVIEW平台进行编程.首先介绍了测量系统的总体方案及工作原理,然后对热电偶测量方法、硬件选型、软件总体架构、软件子模块设计及拖拽式数据显示方法进行了重点阐述,最后简要说明了测量系统的调试方法及结果.测试结果表明,测量系统稳定、可靠,能满足试验要求.     

航天软件需求可靠性与安全性分析验证技术及工程应用研究

软件需求可靠性与安全性分析验证可有效识别功能层次的需求遗漏、设计缺陷及相关的危险等,是提升软件可靠性与安全性的有效手段。GJB 900A等标准中已要求开展该项分析工作,但与NASA相比,目前工程应用推广尚待加强。本文在调研分析已有方法的基础上,总结实际工程经验,提出了一套操作性强的航天软件需求可靠性与安全性分析验证技术,可为该技术的工程推广提供借鉴。     

环境减灾-1A、1B卫星供配电测试系统设计

描述了环境减灾-1A、1B卫星供配电测试系统的设计与构建方法,系统采用一套设备完成了双星的测试任务,具有集成度、可靠性高等特点。文章首先介绍了HJ-1A、1B双星供配电测试系统的硬件架构,主要包括数字量采集与控制集成化措施,基于星地隔离与卫星安全的内部功能模块设计方法,以及作为自动化测试对测试设备统筹管理的远程控制功能实现方法;其次介绍了控制与采集软件的结构与功能设计,以及软件设计过程中所采取的抗干扰措施;最后提出了供配电测试系统的设计原则,可为后续测试设备的设计提供理论与工程基础。     

国外航天软件故障原因分析

介绍了包括阿里安-5火箭、＂火星气候轨道器＂、＂火星极地着陆器＂在内的几个国外航天器和运载器发生的在轨故障,并从技术和管理方面分析了这些故障中与软件相关的原因。针对技术方面,分析了国外航天软件研制过程中在软件需求分析、软件复杂度、软件重用、软件安全性设计准则、质量保证及评审、系统安全性设计、测试及仿真环境缺陷等方面存在的问题;针对管理方面,分析了责任和权力划分、沟通渠道等方面存在的问题。文章最后给出了美国国家航空航天局专家针对这些问题提出的改进建议,提出了针对我国航天软件研制过程的启示和建议,如加强团队之间的沟通,提高评审效率。     

卫星可靠性技术--计算机辅助可靠性分析

介绍了自行开发的计算机辅助可靠性设计和分析软件(CCARS)的特点及其应用.CXARS软件的主要功能包括可靠性建模、预计与分配,故障模式影响分析及故障树分析等几项常用的可靠性分析功能.它们既可作为单一功能的软件独立运行,又可统一于软件包整体框架下使用.本文对各功能的特殊性作相应介绍,并阐述设计过程中的关键技术.最后介绍了CCARS在航天及核工业等领域的应用.