淺析計算機軟件可靠性設(shè)計

摘要：伴隨著計算機科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機的網(wǎng)絡(luò)通信也涉及了生活的各個方面，涉及到政府、企業(yè)、學(xué)校、通信、銀行、軍事等諸多領(lǐng)域，小到人們的日常生活，大到國家的軍事，隨著網(wǎng)絡(luò)通信的普及，對于軟件的使用也同時出現(xiàn)了很多的問題，有來自外界的惡意破壞，也有來自自身使用的錯誤操作等，那么，如何加強網(wǎng)絡(luò)通信的可靠性就成為了當(dāng)今社會的重要問題，它直接關(guān)系到所有網(wǎng)絡(luò)用戶的切身利益。針對這一問題，本文軟件可靠性設(shè)計的基本概念，對可靠性的影響因素，軟件質(zhì)量的可靠性參數(shù)等做了基本的介紹，并且著重介紹了軟件可靠性設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：計算機軟件；可靠性設(shè)計；影響因素

中圖分類號：TP311.52 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

隨著社會計算機技術(shù)的不斷進步，計算機網(wǎng)絡(luò)的用戶和網(wǎng)絡(luò)連接的區(qū)域都在逐漸的增加和擴大，用戶對計算機網(wǎng)絡(luò)的依賴性越來越強。在許多項目的開發(fā)過程中，對可靠性都沒有提出明確的要求，很多開發(fā)商也不在可靠性方面花費過多的精力和財力，往往只是注重項目的進展速度如何、結(jié)果的成功與否以及用戶界面的友好性等等，而忽略了該項目的可靠性設(shè)計。在項目正常投入使用之后，才發(fā)現(xiàn)很多的關(guān)于可靠性的問題，大大的增加了可靠性維護的難度，嚴(yán)重的甚至?xí)绊戫椖繉嶋H使用的預(yù)期效果。因此，在設(shè)計軟件的同時，對計算機中軟件的可靠性的要求也就越來越高。因為，對計算機軟件的可靠性研究具有重大的意義。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的基本概念

網(wǎng)絡(luò)的可靠性是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能通常是用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各項指標(biāo)（如吞吐量、阻塞率、響應(yīng)時間、連通性等）給出，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要求實現(xiàn)的功能越多，則其高可靠性的設(shè)計也越困難。一般而言，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在保證其連通的前提下，應(yīng)最大限度的去滿足用戶所規(guī)定的正常通信要求。

軟件產(chǎn)品和硬件產(chǎn)品基本上是一樣的。在軟件的整個壽命周期內(nèi)軟件的可靠性工作也是至關(guān)重要的。那么什么是軟件的壽命周期呢，它是指從提出軟件任務(wù)開始，一直到它完成用戶所要求的任務(wù)或使命，因陳舊而被停止或者廢棄為止的整個時間歷程，軟件的這個壽命周期包括了以下五個階段，第一個階段提出要求/規(guī)格說明，第二個階段是設(shè)計，第三個階段是實現(xiàn)，第四個階段是檢驗，第五個階段是維護，其中前四個階段屬于軟件的開發(fā)期，維護階段為軟件的使用期。在軟件的壽命周期內(nèi)，軟件的可靠與否直接影響到用戶工作的效率。

2 計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響因素

2.1 用戶設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

（1）用戶設(shè)備對計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。用戶終端是直接面向用戶的設(shè)備，其可靠性至關(guān)重要，也是計算機網(wǎng)絡(luò)可靠與否的關(guān)鍵所在。用戶終端的交互能力越高，其網(wǎng)絡(luò)可靠性也越高。

（2）傳輸交換設(shè)備對計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響。在計算機網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運行的過程中，布線系統(tǒng)對計算機可靠性的影響是最大的，也是最難查找的。如果線路在網(wǎng)絡(luò)使用的過程中出現(xiàn)問題，那么與其相連的用戶就不能夠正常的工作，并且對故障的排查工作將是非常耗時的?？梢娖湓诳煽啃苑矫娴闹匾?。

2.2 網(wǎng)絡(luò)管理對網(wǎng)絡(luò)可靠性的影響

管理帶來安全風(fēng)險的方面有很多，它包括混亂的管理、權(quán)限非配不明顯、安全管理制度的不健全以及可操作性的缺乏等等。一旦網(wǎng)絡(luò)受到不明的攻擊或破壞的時候，我們?nèi)绻荒軌蛴行У膶ζ溥M行管理和制止，這將給我們帶來巨大的損失和災(zāi)害。由此可見，對網(wǎng)絡(luò)的管理直接影響到我們網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3 軟件質(zhì)量的可靠性參數(shù)

3.1 系統(tǒng)平均不工作間隔時間（MTBSD或MTBD）

設(shè)軟件正常工作的總時間是a，系統(tǒng)由于軟件故障的原因而停止工作的次數(shù)為a，那么定義TBSD=Tv/（a+1）。在這個等式中，TBSD稱之為系統(tǒng)平均不工作間隔時間；Tv稱之為軟件正常工作的時間總和（h）；a則稱之為系統(tǒng)由于軟件故障的原因而停止工作的次數(shù)。系統(tǒng)的平局不工作間隔時間直接的反映了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2 MTTR

當(dāng)軟件出現(xiàn)了缺陷之后，MTTR反應(yīng)了其采取對策的效率。在一定程度上，MTTR也反映出了設(shè)計軟件的企業(yè)或公司對其用戶的責(zé)任心。在線系統(tǒng)的MTTR一般只要求在2天以內(nèi)，變差系數(shù)應(yīng)小于1。一般的MTTR也應(yīng)小于7天，變差系數(shù)小于1。

3.3 可用度（設(shè)為A）

同樣，設(shè)軟件正常工作總時間為Tv，由于軟件出現(xiàn)問題導(dǎo)致系統(tǒng)不工作的時間為TD，則可用度A的定義：A=TV/（TV+TD），亦可將等式表達成A=TBD/（TBD+TDT）。 它直接的反映了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在等式當(dāng)中，TBD就是前面所說的系統(tǒng)平均不工作間隔時間，TDT稱為平均不工作時間，我們也把它稱之為MDT（h）。一般生產(chǎn)用計算機系統(tǒng)對A的要求是達到99.8%；銀行計算機系統(tǒng)對A的要求是在99.9%以上。

3.4 平均不工作時間（MDT）

平均不工作時間是指由于軟件出現(xiàn)了故障，導(dǎo)致系統(tǒng)不工作的平均時間。在線系統(tǒng)是要求MDT不能超過10分鐘，其他的系統(tǒng)的MDT一般在30分鐘之內(nèi)即可。

3.5 在一定的時期內(nèi)系統(tǒng)不工作的次數(shù)

由于軟件出現(xiàn)的種種問題所導(dǎo)致的軟件停止工作，并且必須由用戶（或者工作者）自己再次將軟件啟動才能繼續(xù)正常運行的次數(shù)。

3.6 偶然故障率

一般在軟件設(shè)計公司將設(shè)計好的軟件交付給用戶使用了四個月之后，我們稱之為偶然故障期，偶然故障期的單位以沒1000h的故障數(shù)為基準(zhǔn)，它對軟件處于正常工作狀態(tài)下的質(zhì)量有直接的反應(yīng)。對偶然故障率的要求一般是不能超過1，即每1000個小時內(nèi)的故障不能多于1個。

3.7 處理能力

軟件的處理能力包括很多種。例如，我們可以用每小時平均處理的文件數(shù)量、每項工作需要多少秒的反應(yīng)時間等來表示，根據(jù)具體的需要而定。這項指標(biāo)可以在評價軟件及系統(tǒng)的經(jīng)濟效益時來進行衡量。

3.8 使用方誤用率

使用方誤用是指使用軟件的用戶不按照軟件的相關(guān)使用守則造成的使用錯誤。在總使用次數(shù)中，使用方誤用率是指使用者在使用的總次數(shù)中誤用的次數(shù)所占的百分率。導(dǎo)致用戶誤用的原因之一是用戶對軟件的使用說明理解不深，操作不夠熟練，但也有可能是沒有講清楚使用說明而引起的使用誤解。還有其他的原因，例如軟件系統(tǒng)的可操作性還應(yīng)改進、還要深入對使用方的使用培訓(xùn)等等。

3.9 初期故障

初期故障一般定義為在軟件交付給用戶使用后的三個月內(nèi)出現(xiàn)的故障。軟件設(shè)計的好與壞、軟件規(guī)模的檢查、軟件調(diào)試是否徹底等因素直接的影響初期故障率的大小。

3.10 用戶提出的補充要求的數(shù)量

用戶所提出的補充要求越多，說明軟件的設(shè)計越?jīng)]有滿足用戶的需要，即使有些要求是特定用戶的一些特定要求，但是生產(chǎn)方為了能夠更好地為大眾服務(wù)，應(yīng)該盡力滿足他們的要求。

4 結(jié)束語

目前，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已然成為社會的主流技術(shù)，它的可靠性也成為了人們關(guān)注的重點。

但以現(xiàn)在的狀況來說，網(wǎng)絡(luò)的可靠性還處于不成熟的正在發(fā)展的階段，仍然存在很多問題，

對于軟件的可靠性的設(shè)計還需要企業(yè)人員不斷的去提高。只有我們不斷的去探索和研究，發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，才能夠給社會所有的網(wǎng)絡(luò)用戶一個安全可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓他們在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中去互相交流，互相學(xué)習(xí)，拓展用戶的知識層面，促進社會的發(fā)展。我國的計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計水平的發(fā)展和提高將對我國的眾多行業(yè)帶來非常大的便利，為我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也起到了重大的促進作用。

參考文獻：

[1]張磊，周繼鋒，張強.系統(tǒng)軟件可靠性驗證測試方法研究[J].計算機與數(shù)字工程，2010，06.

[2]葉明鳳.計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性的研究[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用，2001，7.

[3]鄧志平.淺談計算機網(wǎng)絡(luò)可靠性優(yōu)化設(shè)計[J].科技廣場，2010（1）.

[4]張文，楊紅霞，網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，北京：電子工業(yè)出版社，2003.