’它３叶技２０１０年第２３卷第９期 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．／Ｓｅｐ．１５．２０１０ 提高软件可靠性的策略 陈 煜，王 勇 （陕西凌云电器总公司质量检验处，陕西宝鸡７２１００６） 摘要从软件可靠性的概念出发，简要地阐述了软件可靠性的重要性及影响软件可靠性的主要因素，并强调应 该以用户为准则，从软件的管理、开发及测试等４个方面上提高软件可靠性。 关键词软件可靠性；软件开发；软件测试 中图分类号ＴＰ３１１．５２ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—７８２０（２０１０）０９—１２７—０３ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｃｈｅｎ Ｙｕ，Ｗａｎｇ Ｙｏｎｇ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｌｉｎｇｙｕｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｇｒｏｕｐ ＣＯ．，ＬＴＤ，Ｓａｏｊｉ ７２１００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｅｍｐｈａｓｉｓ ｉｓ ｌａｉｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅ－ ｌｉｂｉａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｉｎ ｉｔｓ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｓｔ ｗｉｔｈ ｕｓｅｒｓ ａｓ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ；ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐ；ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｅｓｔ 当设计的软件质量存在缺陷时不仅会造成产品的 造成软件错误又发生在软件开发的各个阶段的人为错 开发及维护费用增加，用户的使用成本增加，甚至还 会在特殊的情况下带来灾难性后果。例如：在２００９ 年５月，美国的１２架“猛禽”在执行任务中，其多个 误，其主要体现在： （１）软件需求错误。如用户提出的需求不完全或 不合理、不正确；对用户需求的变更未及时消化，造 电脑系统发生问题。虽然最终查阻为飞机系统编码中 成编制的软件需求文档在在错误；软件开发者和用户 存在错误。但如果在没有任何帮助的情况下，最终的 对需求的理解不同等。结果必定是机毁人亡。因此，设计出具有高可靠性的 （２）设计错误。如功能和性能规定错误；处理的 结构和算法错误；软件的输入、输出关系错误等。 软件，是保证产品整体质量的一个重要因素。 １ 软件质量的表现 软件可靠性是指“在规定的时间内，规定的条件 下，软件不引起系统失效的能力，其概率度量称为软 件可靠度 ｊ。”因此，高质量的软件主要表现在：必 须是符合用户需求的；在开发中必须遵循规定的标 准；必须满足那些隐含的要求；必须具备维护性高 （维护时间短）、灵活性（易修改）和可测试性；具备 可相互移植及复用性。 （３）编码错误。如程序逻辑错误；违背编码标准 等。编码的正确与否是保证软件的可读性、易维护性 及运行效率的前提。 （４）测试定义与测试执行错误。如测试实施数据 错误，测试用例错误等。 （５）软件与硬件之间的错误。软件开发人员对软 件所依赖的硬件不熟悉、不了解，易造成开发人员编 写的软件在硬件上的不适用及硬件管脚定义或连线 错误。 ２影响软件可靠性的因素 软件可靠性是对软件在设计、开发以及所预定的 环境下，具有能力的置信度的一个度量，是衡量软件 质量的重要参数 。软件的错误带来软件的故障，而 收稿日期： ２６１０．０６．０４ 作者简介：陈煜（１９７４一），男，本科。研究方向：软、硬件 测试。 （６）软件文档错误。如软件文档不齐全，文档内 容不一致，文档版本不一致，缺乏完整性、一致性、 可行性等。 在整个软件的开发过程中，随着软件错误发现得 越晚，带来的影响则越大。主要体现在软件质量的大 幅下降；查找和修改越来越困难，花费的代价越来越 大。因此，要尽量把错误消除在软件开发的初期。 １２７ 陈煜，等：提高软件可靠性的策略 ３ 提高软件可靠性的方法 针对影响软件可靠性的相关因素，下面将从４个 方面简述。 ３．１ 建立长期、有效的质量保障体系 并在模块划分时将这些因素放到个别模块的内部。 ２）在软件设计时应对可能发生的种种意外故障采取 措施。 （２）ＳＡＳＡ方法（结构化方法），是给出一组帮助 设计人员在模块层次上区分设计质量的原理与技术。 （３）面向数据结构的软件开发方法（Ｊａｃｋｓｏｎ方法、 （１）建立系列的软件管理办法。 首先，建立标准。如代码标准、文件格式标准、 安全标准、软件开发规范和文档标准知识。其次，建 Ｗａｍｉｅｒ方法），Ｊａｃｋｓｏｎ方法是从目标系统的输入、 输出数据结构人手，导出程序框架结构，再补充其他 细节，就可得到完整的程序结构图。 （４）面向对象的软件开发方法，是以对象为基 础，利用特定的软件工具直接完成从对象客体的描述 到软件结构之间的转换。面向对象设计方法的应用解 立相关的软件评审机制，加强对软件各类文档（尤其 是需求分析）各阶段的评审，软件文档的编制应符合 相关要求。第三，加强软件“三库”管理。通过对软 件开发库、软件受控库、软件产品库的控制，能起到 对软件的任何变更做到有据可依、有章可循、有源可 查，尽量避免因软件更改带来的混乱。第四，建立软 件开发人员培训机制，建立相应的人员知识框架。第 决了传统结构化开发方法中客观世界描述工具与软件 结构的不一致性问题，从分析和设计到软件模块结构 之间多次转换映射的繁杂过程。 五，重视明确职责，制定奖优罚劣政策。对软件人员 的考核，可从其在项目中所作的贡献，在一个项目中 所发挥的作用，在项目中所承担的职责，比如协调、 组织、测试等方面进行考核。第六，建立完整的软件 （５）可视化开发方法，主要用于与图形有关的应 用，可视化开发就是在可视开发工具提供的图形用户 界面上，通过操作界面元素，诸如菜单、按钮、对话 框、编辑框、单选框和滚动条等，由可视开发工具自 动生成应用软件。 保密机制。公司可与软件人员签订相关的协议，并加 强员工的保密意识。 （２）提供高质量的工程支持。 在软件开发过程中，软件工具与环境是对软件开 发过程的重要支持。软件工程项目的质量与开销，直 接取决于对软件工程所提供的支撑质量和效用。软件 根据以上的介绍，可以选取适合特点的一种软件 开发方法，或者在开发过程中针对产品特点选用合适 的开发方法，再结合使用、吸取其它方法的优点，创 造出适合自身特点的方法流程，最终有效地提高软件 可靠性。 ３．３加强测试管理及测试手段 工具的应用能有效的提高软件开发周期，降低软件开 发成本。在软件开发初期通过相关仪器、仪表将用户 所使用环境与软件测试的硬件环境保持一致，这样能 最大、有效地暴露出软件缺陷。 重视软件开发过程的管理，可影响到可用资源的 软件测试管理和手段是提高软件可靠性关键环 节。软件测试管理一般可分为团队组织管理、测试计 划管理、软件缺陷跟踪管理及软件测试件管理。加强 软件测试管理才能对测试工作的实施起到指导作用， 才能对测试团队起到保障和促进的作用 ３。 采取多种手段、多途径的测试方法。在不同的开 发阶段、对于不同的人员，测试的意义、目的及其采 用的方法是有差别的。在软件开发的测试阶段，测试 的主要目的是开发人员通过运行程序来发现程序中存 利用性，满足目标的生产性，软件组织的能力性等问 题。因此，仅当软件开发过程得以有效管理时，才能 实现有效的软件可靠性。 ３．２依据自身特点建立良好的软件开发的风格与习 惯方式 任何产品都有其自身的独立性、独特性，因此依 据产品软件需求、硬件需求选择适合的软件开发方式 并予以控制是提高软件可靠性的前提条件 Ｊ。可以根 据自身的特点建立良好的软件开发风格和开发习惯， 下面简要介绍一下目前社会上广泛使用的软件开发 方式： （１）Ｐａｒｎａｓ方法，该方法是由Ｄ．Ｐａｒｎａｓ在１９７２ 在的缺陷、错误。而在产品交付、验收阶段，测试主 要用来验证软件产品是否达到用户的要求。测试可分 为黑盒测试方法和白盒测试方法两大类 Ｊ。在单元测 试时尽量采用白盒法，在集成测试、系统测试则采用 黑盒法。另外，在开发周期短、测试质量要求高、任 务重的情况下亦可以采取委托或授权软件工程监理第 三方独立完成软件全过程的管理监督和软件质量评测 年针对软件的可维护性和可靠性提出的。其有两个原 则：１）在概要设计时列出将来可能发生变化的因素， １２８ （第三方测试），以此来提高软件的可靠性。 在软件开发过程中，测试占开发期工作量的 陈煜，等：提高软件可靠性的策略 ４５％。软件测试贯穿于软件定义和开发的整个过程。 总体规划和全局控制能力的不断提高，只有通过采用 正确的方法、技术和工具，才能得到高可靠性的软件。 参考文献 ［１］Ｇｏｒｄｏｎ Ｓｃｈｕｌｍｅｙｅｒ Ｇ，Ｊａｍｅｓ Ｉ ＭｃＭａｎｕｓ．软件质量保证 ［Ｍ］．李怀璋，武占春，王青，等，译．北京：机械工 业出版社，２００３． 因此，软件测试是软件可靠性的确认，是产品质量的 重要保证，是产品控制成本的关键。 ３．４提倡软件的复用性 对存在共性、可相互移植的子程序可建立软件库， 最大限度地重用现有的成熟软件，不仅能缩短开发周 期，提高开发效率，也能提高软件的可维护性和可靠 性。在项目规划开始阶段就要把软件重用列入工作中 ［２］ ＾Ｊａｎ Ｃｏｏｐｅｒ．软件开发的创新思维［Ｍ］．刘瑞挺，译． 北京：电子工业出版社，２００３． 不可缺少的一部分，作为提高可靠性的一种必要手段。 ［３］ 郑人杰．软件工程［Ｍ］．北京：人民邮电出版社，２００９． ［４］路晓丽，葛玮，龚晓庆．软件测试技术［Ｍ］．北京：机 械工业出版社，２００７． ４ 结束语 只有采用严格的软件工程方法和管理，才能为提 ［５］普雷斯曼．软件工程实践者之路［Ｍ］．６版．北京：清 华大学出版社，２００８． 高软件生产率和质量奠定有效的基础，才能取得软件 （上接第１２４页） 参考文献 Ｂａｓｉｒ Ｏ，Ｋａｒｒａｙ Ｆ，Ｚｈｕ Ｈｏｎｇｗｅｉ．Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｔ—ｂａｓｅｄ ］ ［Ｊ］．电子与信息学报，２００８，８（３０）：１８９７—１９００． ［４］ Ｓｈａｒｅｒ Ｇ．Ａ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｅｖｉｄｅｎｃｅ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ：Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９７６． Ｄｅｍｐｓｔｅｒ—Ｓｈａｒｅｒ Ｅｖｉｄｅｎｔｉａｌ Ｒｅａｓｏｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｄａｔａ Ｆｕｓｉｏｎ ［５］ Ａｒｉｖａｚｈａｇａｎ Ｓ，Ｇａｎｅｓａｎ Ｌ，Ｓｕｂａｓｈ Ｋｕｍａｒ Ｔ Ｇ．Ａ Ｍｏｄｉ— ｌｆｅｄ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｆｕｓｉｏｎ Ｕｓｉｎｇ Ｗａｖｅｌｅｔ ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，２００５，１６ （６）：１５１３—１５３０． Ｔｒｎｓｆａｏｒｍ．［Ｊ］．Ｓｉｇｎａｌ，Ｉｍａｇｅ ａｎｄ Ｖｉｄｅｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ． Ｓｐｒｉｎｇｅｒ—Ｖｅｄａｇ，２００９，３（２）：１８６３—１７１１． ｅｚ—Ａｕｄｔｃａｎａ，Ｊｏｓ６ Ｌｕｉｓ Ｓａｌｅｔａ．Ｆｕｓｉｏｎ ｏｆ ［６］ Ｍａｒｉａ ＧｏｎｚｄｌＭｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ ａｎｄ Ｐａｎｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｉｍａｇｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ ＩＨＳ ［２］ Ａｎｊａｎ Ｓａｒｋａｒ，Ａｎｊａｎ Ｂａｎｅｒｊｅｅ，Ｎｉｌａｎｊａｎ Ｂａｎｅ￣ｅｅ，ｅｔ ａ１． Ｌａｎｄｃｏｖｅｒ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ＭＲＦ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｕｓｉｎｇ Ｄｅｍｐｓｔｅｒ— Ｓｈａｆｅｒ Ｆｕｓｉｏｎ ｏｒｆ Ｍｕｌｉｔｓｅｎｓｏｒ Ｉｍａｇｅｒｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒｎｓａａｃ— ｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２００５，１４（５）：６３４—６４５． ａｎｄ ＰＣＡ Ｍｅｒｇｅｒｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗａｖｅｌｅｔ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］． ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｉｎｇ， ［３］ 曹广真，侯鹏，金亚秋，等．基于改进证据理论的多时 相微波遥感影像融合及在城区地表变化检测中的应用 ２００４，４２（６）：１２９１—１２９９． （上接第１２６页） 表１原图与ＲＯＩ图的Ｃａｎｎｙ算法复杂性比较 参考文献 宁顺刚，白万民，喻钧．基于灰度共生矩阵的图像分割 方法研究［Ｊ］．电子科技，２００９，２２（１１）：６９—７１． 耿振伟，蒋咏梅．一种巨幅遥感影像中机场ＲＯＩ检测算 由１和２的对比可知，经过ＲＯ１分割后，用Ｃａｎ． ｎｙ算法对图像测试，提取的边缘点数减少了７１．３％。 法［Ｊ］．电子与信息学报，２００５，２７（１１）：１７７０—１７７２． Ｌｉｕ Ｄｅｈｏｎｇ，Ｈｅ Ｌｉｈａｎ，Ｃａｒｉｎ Ｌ．Ａｉｒｐｏｒｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｌａｒｇｅ ４ 结束语 文中给出了一种基于ＬｏｇＧａｂｏｒ纹理特征分析的 Ａｅｒｉｌａ Ｏｐｔｉｃｌａ Ｉｍａｇｅｒｙ［Ｃ］．Ｍｏｎｔｒｅａｌ，Ｑｕｅｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ： ＩＣＡＳＳＰ，２００４． Ｇａｂｏｒ Ｄ．Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｕｎｕｎｉｃａｔｉｏｎ『Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎ— 机场ＲＯ１分割算法，提出了将多个尺度的ＬｏｇＧａｂｏｒ 特征值进行直线拟合，用拟合的直线斜率Ｋ作为分 类的特征。实验结果证明，本算法对于具有显著尺度 纹理特征的机场ＲＯＩ的图像具有良好的分割效果， ｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｅｔｒｉｅａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，１９４６，９３（２６）：４２９—４５７． Ｆｉｅｌｄ Ｄ Ｊ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓ Ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｉｍａｇｅｓ ｎｄ ａｔｈｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｃｏｒｔｉｃｌａ ＣｅＨｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆＡｍｅｒｉｃａ，１９８７，４（１２）：２３７９—２３９４． 为下一步提取机场区域中跑道、飞机等目标提供了 经验。 王风华，韩九强．基于２Ｄ Ｌｏｇ—Ｇａｂｏｒ滤波器的虹膜识别 研究［Ｊ］．系统仿真学报，２００８，２０（７）：１８０８—１８１１． １２９
