一、概述

　　在現(xiàn)代軍事和商用系統(tǒng)中，以軟件為核心的產(chǎn)品得到了廣泛的應(yīng)用。隨著系統(tǒng)中軟件成分的不斷增加，使得系統(tǒng)對于軟件的依賴性越來越強(qiáng)，對軟件質(zhì)量尤其是可靠性的要求也越來越高。

　　軟件可靠性是指在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，軟件不引起系統(tǒng)故障的能力。軟件可靠性不但與軟件中存在的缺陷有關(guān)，而且與系統(tǒng)輸入和系統(tǒng)使用有關(guān)。軟件可靠性是軟件質(zhì)量特性中重要的固有特性和關(guān)鍵因素。軟件可靠性反映了用戶的質(zhì)量觀點(diǎn)。

　　軟件可靠性評價是軟件可靠性工作的重要組成部分。軟件可靠性評測是主要的軟件可靠性評價技術(shù)，它包括測試與評價兩個方面的內(nèi)容，既適用于軟件開發(fā)過程，也可針對終軟件產(chǎn)品。在軟件開發(fā)過程中使用軟件可靠性評測技術(shù)，除了可以更快速地找出對可靠性影響大的錯誤，還可以結(jié)合軟件可靠性增長模型，估計軟件當(dāng)前的可靠性，以確認(rèn)是否可以終止測試和發(fā)布軟件，同時還可以預(yù)計軟件要達(dá)到相應(yīng)的可靠性水平所需要的時間和測試量，論證在給定日期提交軟件可能給可靠性帶來的影響。對于終軟件產(chǎn)品，軟件可靠性評測是一種可行的評價技術(shù)，可以對終產(chǎn)品進(jìn)行可靠性驗證測試，確認(rèn)軟件的執(zhí)行與需求的一致性，確定終軟件產(chǎn)品所達(dá)到的可靠性水平。

　　二、軟件可靠性評測技術(shù)

　　本文所述的軟件可靠性評測是指運(yùn)用統(tǒng)計技術(shù)對軟件可靠性測試和系統(tǒng)運(yùn)行期間采集的軟件失效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并評估軟件可靠性的過程。軟件可靠性評測的主要目的是測量和驗證軟件的可靠性，當(dāng)然實施軟件可靠性評測也是對軟件測試過程的一種完善，有助于軟件產(chǎn)品本身的可靠性增長。

　　軟件測試者可以使用很多方法進(jìn)行軟件測試，如按行為或結(jié)構(gòu)來劃分輸入域的劃分測試，純粹隨機(jī)選擇輸入的隨機(jī)測試，基于功能、路徑、數(shù)據(jù)流或控制流的覆蓋測試，等等。對于給定的軟件，每種測試方法都局限于暴露一定數(shù)量和一些類別的錯誤。通過這些測試能夠查找、定位、改正和消除某些錯誤，實現(xiàn)一定意義上的軟件可靠性增長。但是，由于它們都是面向錯誤的測試，測試所得到的結(jié)果數(shù)據(jù)不宜用于軟件可靠性評估。

　　軟件可靠性測試是指在軟件的預(yù)期使用環(huán)境中，為進(jìn)行軟件可靠性評估而對軟件實施的一種測試。軟件可靠性測試應(yīng)該是面向故障的測試，以用戶將要使用的方式來測試軟件，每一次測試代表用戶將要完成的一組操作，使測試成為終產(chǎn)品使用的預(yù)演。這使得所獲得的測試數(shù)據(jù)與軟件的實際運(yùn)行數(shù)據(jù)比較接近，可用于軟件可靠性估計。

　　軟件可靠性評測由可靠性目標(biāo)的確定、運(yùn)行剖面的開發(fā)、測試的計劃與執(zhí)行和測試結(jié)果的分析與反饋等四個主要的活動組成。

　　可靠性目標(biāo)是指客戶對軟件性能滿意程度的期望。通常用可靠度、故障強(qiáng)度、MTTF等指標(biāo)來描述，根據(jù)不同項目的不同需要而定。建立定量的可靠性指標(biāo)需要對可靠性、交付時間和成本進(jìn)行平衡。為了定義系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，必須確定系統(tǒng)的運(yùn)行模式，定義故障的嚴(yán)重性等級，確定故障強(qiáng)度目標(biāo)。

　　為了對軟件可靠性進(jìn)行良好的預(yù)計，必須在軟件的運(yùn)行域上對其進(jìn)行測試，首先定義一個相應(yīng)的剖面來鏡像運(yùn)行域，然后使用這個剖面驅(qū)動測試，這樣可以使測試真實的反映軟件的使用情況。由于可能的輸入幾乎是無限的，測試必須從中選擇出一些樣本，即測試用例，測試用例要能反映實際的使用情況，反映系統(tǒng)的運(yùn)行剖面。將統(tǒng)計方法應(yīng)用到運(yùn)行剖面開發(fā)和測試用例生成，在運(yùn)行剖面中的每個元素都被定量地賦予一個發(fā)生概率值和關(guān)鍵因子，然后根據(jù)這些因素分配測試資源、挑選和生成測試用例。在這種測試中， 優(yōu)先測試那些重要或頻繁使用的功能，釋放和緩解高級別的風(fēng)險，有助于盡早發(fā)現(xiàn)那些對可靠性有大影響的故障，以保證軟件的按期交付。一個產(chǎn)品有可能需要開發(fā)多個運(yùn)行剖面，這取決于它所包含的運(yùn)行模式和關(guān)鍵操作，通常需要為關(guān)鍵操作單獨(dú)定義運(yùn)行剖面。

　　在軟件的開發(fā)過程中使用軟件可靠性測試和利用軟件可靠性測試對終產(chǎn)品進(jìn)行評價，在測試計劃的制定上有所不同。用于設(shè)計過程的可靠性測試稱為可靠性增長測試，測試與故障的排除聯(lián)系在一起，一般安排在開發(fā)過程的系統(tǒng)測試階段執(zhí)行，將測試所確定的故障提交給開發(fā)者進(jìn)行修改，建立軟件的一個新的版本，再進(jìn)行下一次測試。在這種“測試?排錯?新版本”的迭代過程中，跟蹤故障強(qiáng)度的變化，確認(rèn)測試是否可以終止及軟件是否可以發(fā)布？煽啃栽鲩L測試的測試腳本將執(zhí)行多次。針對終產(chǎn)品的可靠性測試稱為可靠性驗證測試，通過驗證測試可確定軟件產(chǎn)品當(dāng)前的可靠性水平。單個軟件版本而言，可靠性驗證測試的測試腳本將僅執(zhí)行一次。軟件可靠性故障數(shù)據(jù)的收集是測試活動的一部分，在測試周期內(nèi)，紀(jì)錄每個故障的資料，如與時間相關(guān)的故障頻度、類型、嚴(yán)重性和故障的根源等，并且應(yīng)區(qū)分設(shè)計階段和終產(chǎn)品的故障。

　　可靠性增長測試和可靠性驗證測試將從不同的角度理解故障數(shù)據(jù)。在可靠性增長測試中，測試以迭代的方式進(jìn)行，根據(jù)測試期間跟蹤到的故障，使用基于軟件可靠性增長模型和統(tǒng)計推理的可靠性評估程序進(jìn)行故障強(qiáng)度的估計，并用于跟蹤測試的進(jìn)展情況？煽啃则炞C測試是軟件系統(tǒng)提交前進(jìn)行的后測試。它是終檢驗而不是調(diào)試。在驗證測試中，其目標(biāo)是確定一個軟件組件或系統(tǒng)在風(fēng)險限度內(nèi)是被接受還是被拒絕。驗證測試使用可靠性示圖，故障被繪制在圖上。根據(jù)它落入的區(qū)域，來決定被測軟件是被接受還是被拒絕，或者繼續(xù)進(jìn)行測試？梢愿鶕(jù)不同的客戶風(fēng)險(接受一個不良程序的風(fēng)險)和供應(yīng)商風(fēng)險(拒絕一個好程序的風(fēng)險)級別構(gòu)造圖表。