軟件質(zhì)量保證和管理sukvCh軟件質(zhì)量

軟件質(zhì)量保證和管理

-Ch.7軟件可靠性度量和測(cè)試

gang901@第6章回顧6.1測(cè)量基礎(chǔ)

測(cè)量原理、標(biāo)準(zhǔn)、度量過(guò)程及原則6.2軟件度量

軟件周期度量活動(dòng)、項(xiàng)目度量、軟件規(guī)模度量、代碼行度量法、功能點(diǎn)分析法、對(duì)象點(diǎn)度量法6.3軟件質(zhì)量的度量方法 分類、模型、基于時(shí)間的缺陷到達(dá)模式、PRT、Rayleigh模型6.4軟件產(chǎn)品的質(zhì)量度量6.5軟件過(guò)程質(zhì)量度量6.6軟件質(zhì)量度量的執(zhí)行第7章軟件可靠性度量和測(cè)試

7.1軟件可靠性7.2可靠性模型及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)7.3軟件可靠性測(cè)試和評(píng)估7.1軟件可靠性7.1.1軟件失效的過(guò)程與類別7.1.2可靠性定義

7.1軟件可靠性硬件系統(tǒng)故障率與可靠性

7.1軟件可靠性軟件系統(tǒng)故障率與可靠性

7.1.1軟件失效過(guò)程與類別軟件不能完成規(guī)定的功能即“軟件失效”（failure）或稱“軟件故障”。如果軟件存在缺陷，它將永遠(yuǎn)的潛伏在軟件中，直到它被發(fā)現(xiàn)并得到正確修正。反過(guò)來(lái)如果軟件在一定的環(huán)境下運(yùn)行正確，它也將繼續(xù)保持這種正確性，除非環(huán)境發(fā)生變化。軟件失效過(guò)程7.1.1軟件失效過(guò)程與類別系統(tǒng)失效，主要是指由于軟件故障的發(fā)生而導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)、系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)、系統(tǒng)掛起及系統(tǒng)運(yùn)行完全失去應(yīng)有運(yùn)行軌跡等。比如：計(jì)算器無(wú)法正確的計(jì)算了或只要執(zhí)行計(jì)算系統(tǒng)就出錯(cuò)等。局部失效，主要是指系統(tǒng)當(dāng)中的某一個(gè)或幾個(gè)模塊的功能失效，但并不影響其它模塊的正常使用。比如：一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的分布式軟件，由于網(wǎng)絡(luò)連接模塊的功能失效使得系統(tǒng)無(wú)法與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，但由于該系統(tǒng)支持離線工作，一旦網(wǎng)絡(luò)連接故障排除便可與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，這種情形我們可以視之為軟件系統(tǒng)的局部失效。軟件失效類別7.1.2可靠性定義規(guī)定的時(shí)間

“運(yùn)行時(shí)間”包括軟件系統(tǒng)運(yùn)行后工作與掛起（開(kāi)啟但空閑）的累計(jì)時(shí)間。規(guī)定的環(huán)境條件

環(huán)境條件指軟件的運(yùn)行環(huán)境。

可靠性是產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，對(duì)其無(wú)故障的概率度量稱為可靠度。

7.2可靠性模型及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)7.2.1可靠性模型7.2.2可靠性模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)7.2.3可靠性增長(zhǎng)模型和指數(shù)模型7.2.1可靠性模型型軟件可靠性性模型是用用來(lái)指導(dǎo)我我們對(duì)軟件件可靠性進(jìn)進(jìn)行評(píng)估和和預(yù)測(cè)的。。正確的選選擇與運(yùn)用用可靠性模模型對(duì)于指指導(dǎo)軟件可可靠性設(shè)計(jì)計(jì)與測(cè)試至至關(guān)重要。。錯(cuò)誤的或或不恰當(dāng)?shù)牡倪x擇不適適合的可靠靠性模型將將會(huì)帶來(lái)錯(cuò)錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)測(cè)值,從而錯(cuò)誤地地指導(dǎo)軟件件過(guò)程。模型分類動(dòng)態(tài)模型和和靜態(tài)模型型動(dòng)態(tài)：統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)的來(lái)來(lái)源是缺陷陷數(shù)統(tǒng)計(jì)分分布。例：軟件生生命周期中中被發(fā)現(xiàn)的的缺陷數(shù)變變化趨勢(shì)用用來(lái)預(yù)測(cè)可可能潛伏在在軟件中的的缺陷數(shù)參參考依據(jù)。。靜態(tài)：統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)據(jù)的來(lái)來(lái)源是項(xiàng)目目其他屬性性或程序與與模塊的分分析數(shù)據(jù)。。例：模塊的的復(fù)雜性，，項(xiàng)目的規(guī)規(guī)模模型建立確定預(yù)測(cè)參參數(shù)、數(shù)數(shù)據(jù)搜集與與分析、、模型選擇擇、模型型測(cè)試與評(píng)評(píng)價(jià)、模模型的確定定7.2.1可靠性模型型單元?jiǎng)澐纸ń５挠绊戫懯纠刻飚a(chǎn)品缺缺陷數(shù)日期(單位:天)缺陷數(shù)日期(單位:天)缺陷數(shù)3月1日33月8日183月2日183月9日93月3日153月10日123月4日83月11日93月5日103月12日83月6日63月13日43月7日153月14日07.2.1可靠性模型型單元?jiǎng)澐纸ń５挠绊戫懯纠龑?duì)應(yīng)的趨勢(shì)勢(shì)圖7.2.1可靠性模型型單元?jiǎng)澐纸ń５挠绊戫懯纠績(jī)商飚a(chǎn)品品缺陷數(shù)日期(單位:2天)缺陷數(shù)3/1-3/2213/3-3/4233/5-3/6163/7-3/8333/9-3/10213/11-3/12173/13-3-1487.2.1可靠性模型型單元?jiǎng)澐纸ń５挠绊戫懯纠龑?duì)應(yīng)的缺陷陷數(shù)變化趨趨勢(shì)圖7.2.2可靠性模型型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)基于合理的的假設(shè)181頁(yè)預(yù)測(cè)的有效效性模型實(shí)現(xiàn)的的可操作性性預(yù)測(cè)的及時(shí)時(shí)性預(yù)測(cè)的覆蓋蓋率7.2.3可靠性增長(zhǎng)長(zhǎng)模型和指指數(shù)模型可靠性增長(zhǎng)長(zhǎng)模型時(shí)間間隔模模型變變量為為故障之間間的時(shí)間間間隔故障數(shù)目模模型以以CPU執(zhí)行的時(shí)間間或日歷時(shí)時(shí)間為一個(gè)個(gè)特定的時(shí)時(shí)間間隔為為標(biāo)準(zhǔn)，觀觀察缺陷或或故障數(shù)目目。指數(shù)模型指數(shù)模型是是Weibull系列（見(jiàn)表表6-8連續(xù)分布數(shù)數(shù)學(xué)模型））的一個(gè)特特例，其形形狀參數(shù)為為1。適合于于單一衰衰減速為為漸進(jìn)的的統(tǒng)計(jì)過(guò)過(guò)程。其其累積分分布函數(shù)數(shù)CDF和概率分分布函數(shù)數(shù)PDF為：CDF:F(t)=1-e-(t/c)=1-eλtPDF:f(t)=(1/c)e-(t/c)Weibull分布，又又稱韋伯伯分布、、韋氏分分布或威威布爾分分布，由由瑞典物物理學(xué)家家WallodiWeibull于1939年引進(jìn)，，是可靠靠性分析析及壽命命檢驗(yàn)的的理論基基礎(chǔ)。7.2.3可靠性增增長(zhǎng)模型型和指數(shù)數(shù)模型周缺陷數(shù)目指數(shù)模型型—密度分布布7.2.3可靠性增增長(zhǎng)模型型和指數(shù)數(shù)模型缺陷數(shù)目指數(shù)模型型—累計(jì)分布布7.３軟件件可靠性性測(cè)試和和評(píng)估7.3.1影響軟件件可靠性性的因素素7.3.2系統(tǒng)運(yùn)行行剖面與與可靠性性關(guān)系7.3.3可靠性測(cè)測(cè)試7.3.4可靠性測(cè)測(cè)試結(jié)果果分析與與評(píng)估7.3.1影響軟件件可靠性性的因素素軟件規(guī)模模軟件規(guī)模模越大，，復(fù)雜度度自然會(huì)會(huì)增加，，隱藏在在軟件當(dāng)當(dāng)中的潛潛在問(wèn)題題可能就就會(huì)更多多，所以以軟件的的規(guī)模是是影響軟軟件可靠靠性重要要因素之之一運(yùn)行剖面面件的運(yùn)行剖面面是用來(lái)描描述軟件件的實(shí)際際可能發(fā)發(fā)生的操操作路徑徑的集合合。運(yùn)運(yùn)行剖面面越多，，潛伏在在軟件當(dāng)當(dāng)中遺漏漏的考慮慮不周全全的問(wèn)題題可能就就越多開(kāi)發(fā)方法法開(kāi)發(fā)人員員素質(zhì)可靠性設(shè)設(shè)計(jì)軟件可靠靠性不完完全是通通過(guò)測(cè)試試去發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的，也也不完全全是增強(qiáng)強(qiáng)編碼能能力可以以達(dá)到的的，對(duì)軟軟件的項(xiàng)項(xiàng)目的前前期進(jìn)行行可靠性性設(shè)計(jì)也也非常重重要結(jié)構(gòu)化、、面向?qū)?duì)向、形形式化…開(kāi)發(fā)的支支持環(huán)境境開(kāi)發(fā)過(guò)程程中的各各階段的的模擬真真實(shí)使用用環(huán)境的的擬合程程度7.3.2系統(tǒng)的運(yùn)運(yùn)行剖面面與可靠靠性的關(guān)關(guān)系軟件的運(yùn)行剖面面是用來(lái)描描述軟件件的實(shí)際際可能發(fā)發(fā)生的操操作路徑徑的集合合。運(yùn)行行剖面是是否能代代表、刻刻畫(huà)軟件件的實(shí)際際使用取取決于可可靠性工工程人員員對(duì)軟件件的系統(tǒng)統(tǒng)模式、、功能、、任務(wù)需需求及相相應(yīng)的輸輸入的分分析，也也取決于于他們對(duì)對(duì)用戶使使用這些些系統(tǒng)模模式、功功能、任任務(wù)的概概率的了了解。運(yùn)運(yùn)行剖面面構(gòu)造的的質(zhì)量將將對(duì)測(cè)試試、分析析的結(jié)果果是否可可信產(chǎn)生生最直接接影響。。7.3.3可靠性測(cè)測(cè)試可靠性測(cè)測(cè)試活動(dòng)動(dòng)構(gòu)造運(yùn)行行剖面選取測(cè)試試用例準(zhǔn)備測(cè)試試環(huán)境測(cè)試執(zhí)行行數(shù)據(jù)收集集數(shù)據(jù)分析析失效糾正正7.3.3可靠性測(cè)測(cè)試可靠性增增長(zhǎng)測(cè)試試軟件可靠靠性增長(zhǎng)長(zhǎng)測(cè)試是是為了滿滿足用戶戶對(duì)軟件件的可靠靠性要求求、提高高軟件可可靠性水水平而對(duì)對(duì)軟件進(jìn)進(jìn)行的測(cè)測(cè)試。是是為了滿滿足軟件件的可靠靠性指標(biāo)標(biāo)要求，，對(duì)軟件件進(jìn)行測(cè)測(cè)試—可靠性分分析—修改—再測(cè)試—再分析—再修改的的循環(huán)過(guò)過(guò)程?？煽啃则?yàn)驗(yàn)證測(cè)試試軟件可靠靠性驗(yàn)證證測(cè)試是是為了驗(yàn)驗(yàn)證在給給定的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)置信信度下，，軟件當(dāng)當(dāng)前的可可靠性水水平是否否滿足用用戶的要要求而進(jìn)進(jìn)行的測(cè)測(cè)試，即即用戶在在接收軟軟件時(shí)，，確定它它是否滿滿足軟件件規(guī)格說(shuō)說(shuō)明書(shū)中中規(guī)定的的可靠性性指標(biāo)。。7.3.4可靠性測(cè)測(cè)試結(jié)果果分析和和評(píng)估推測(cè)錯(cuò)誤誤的產(chǎn)生生頻度估算錯(cuò)誤誤產(chǎn)生頻頻度的一一種方法法是估算算平均失失效等待待時(shí)間MTTF（MeanTimeToFailure）。MTTF估算公式式（Shooman模型）:故障累積積曲線與與故障檢檢出曲線線7.3.4可靠性測(cè)測(cè)試結(jié)果果分析和和評(píng)估估算軟件件中故障障總數(shù)ET(ErrorTotal)的方法利用Shooman模型估算算程序中中原來(lái)錯(cuò)錯(cuò)誤總量量ET利用植入入故障法