針對軟件可靠性的測試分析

【摘 要】隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，軟件被廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域，與此同時人們對于軟件可靠性提出了更高的要求。因此要做好軟件可靠性的測試分析，進一步進行優(yōu)化和改進，不斷提高軟件的安全性和可靠性。本文分析了軟件可靠性的定義，闡述了軟件可靠性測試過程。

【關(guān)鍵詞】軟件可靠性 測試

近年來，計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，使得軟件逐漸成為人們辦公的重要工具，而軟件故障也成為影響計算機系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵因素。軟件可靠性測試通過評估軟件可靠性模型，可以及時發(fā)現(xiàn)軟件的缺陷，從而進行完善和優(yōu)化，保障軟件的安全、穩(wěn)定運行。

一、軟件可靠性的定義

軟件可靠性是指在一定的時間、一定的條件下，軟件安全、穩(wěn)定的運行不引起計算機系統(tǒng)故障的概率，這個概率是計算機系統(tǒng)輸出和輸入的關(guān)系函數(shù)，同時也是軟件自身的缺陷函數(shù)。系統(tǒng)輸入?yún)?shù)用來確定軟件自身是否已經(jīng)存在問題和缺陷。同時，軟件可靠性還代表著在規(guī)定時間內(nèi)，軟件程序執(zhí)行設(shè)計要求的基本能力。

二、軟件可靠性測試過程

軟件可靠性測試是一種最基本的軟件測試形式，是評價和分析一個軟件質(zhì)量和性能的重要指標，利用測試用例來分析和測試軟件可靠性，可以檢測軟件是否滿足可靠性要求，及時發(fā)現(xiàn)軟基系統(tǒng)在實施、測試、編碼、設(shè)計、功能等多方面的缺陷和問題，為軟件故障的維護和管理提供可靠、有效的數(shù)據(jù)。軟件可靠性測試的流程為：確定可靠性目標、開發(fā)運行剖面、設(shè)計測試用例、實施測試、分析測試結(jié)果，軟件可靠性測試流程如圖1所示。

1.開發(fā)運行剖面。為了確保軟件可靠性測試的準確性，在測試軟件時要像真實操作和使用一樣，運行剖面是定量和定性描述軟件操作和使用方式的系統(tǒng)。開發(fā)軟件的運行剖面，定義軟件的使用條件，用在一定條件下或者在規(guī)定時間內(nèi)可能發(fā)生的概率來描述軟件系統(tǒng)的輸入值，即運行剖面=[運行，發(fā)生的概率] 。

2.可靠性測試用例設(shè)計。軟件可靠性測試用例主要包括測試軟件的功能需求、判斷準則、預(yù)期輸出、操作步驟、測試輸入、測試條件和環(huán)境、測試用例標識等內(nèi)容?？煽啃詼y試用例設(shè)計的主要目的是評估和分析軟件的可靠性，除了設(shè)計可靠性測試用例之外，還要全面考慮影響軟件可靠性的其他因素，例如軟件模塊失效、網(wǎng)絡(luò)故障、數(shù)據(jù)可靠性、軟件異常退出等。

3.實施可靠性測試。軟件可靠性測試的關(guān)鍵在于測試用例的運行狀態(tài)，在軟件系統(tǒng)中，系統(tǒng)失效可以由時鐘時間、CPU時間以及運行說明來客觀定義，在軟件應(yīng)用模塊中，在分析系統(tǒng)失效時，還要考慮到一些主觀因素，軟件程序不僅要滿足使用說明要求，軟件的相應(yīng)功能和性能要滿足用戶的需求。軟件可靠性的數(shù)據(jù)是評價軟件可靠性的重要基礎(chǔ)，可以在多臺計算機上同時運行該軟件，累計軟件的運行時間，獲取軟件的可靠性數(shù)據(jù)。軟件可靠性數(shù)據(jù)可以用時間來定義，例如，從分組時間起點到某個時間區(qū)間終點的累計失效數(shù)，各個分組時間段中的失效數(shù)，失效的間隔時間、失效時間數(shù)據(jù)等。在測試軟件可靠性過程中，要規(guī)范地、真實地記錄這些數(shù)據(jù)，從而客觀、準確地測試軟件可靠性。

4.軟件可靠性評估。軟件可靠性評估主要包括確定可靠性模型、采集可靠性數(shù)據(jù)、預(yù)測和評估可靠性這三部分內(nèi)容。

（1）軟件可靠性模型。軟件可靠性模型由數(shù)據(jù)要求、參數(shù)估計方法、性能度量和模型假設(shè)組成。本文以廣義軟件指數(shù)模型為例，來詳細分析軟件可靠性評估。廣義指數(shù)模型是當前計算機軟件測試中最常用的一種可靠性評估模型，它結(jié)合了幾個常見的可靠性模型，將其歸納總結(jié)為一個模型表，利用一組公式來計算存在故障危險的概率，從而簡化軟件可靠性建模過程。軟件的危險函數(shù)為，殘留故障數(shù)為 。公式中x是軟件測試的資源變量，是軟件程序的初始故障數(shù)，是消耗x單位的工作量或者時間，K是比例常數(shù)，時間單位或者資源單位，殘留故障導(dǎo)致的失效數(shù)。

（2）采集可靠性數(shù)據(jù)。軟件的可靠性數(shù)據(jù)是分析和評價一個軟件可靠性性能的基礎(chǔ)。采集軟件可靠性數(shù)據(jù)要根據(jù)軟件的可靠性模型，明確需要采集的系統(tǒng)失效數(shù)據(jù)，同時定義記錄規(guī)范和術(shù)語，如失效嚴重度、失效、時間等，制定完善的軟件可靠性數(shù)據(jù)采集計劃，確保采集數(shù)據(jù)的完整性和準確性。

（3）預(yù)測和評估軟件可靠性。預(yù)測和評估軟件可靠性要依據(jù)軟件可靠性模型，結(jié)合采集的可靠性數(shù)據(jù)，進一步修正、完善和補充可靠性模型，然后運用統(tǒng)計手段和技術(shù)分析可靠性數(shù)據(jù)，從而得出軟件可靠性的測試結(jié)果。

三、結(jié)束語

軟件可靠性是評估一個軟件綜合性能的重要指標，直接關(guān)系著軟件系統(tǒng)能否安全、穩(wěn)定、可靠的運行。軟件在運行過程中容易受到多重因素的影響，因此要做好軟件可靠性的測試分析，有針對性地完善和優(yōu)化軟件系統(tǒng)，使軟件系統(tǒng)發(fā)揮更加重要的功能。

參考文獻：

[1] 嚴進寶.軟件可靠性加速測試技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2004.

[2] 劉劍豪，劉曉明，姚奕，黃松.構(gòu)件軟件的層次可靠性估計模型[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報，2007（02）.

[3] 陳光宇，黃錫滋.軟件可靠性學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].電子科技大學(xué)學(xué)報（社科版），2002（03）.

作者簡介：

朱劍（1983-），女，江蘇常州人，學(xué)歷：本科，工作單位：江蘇振邦智慧城市信息系統(tǒng)有限公司，測試部門主管，研究方向：醫(yī)療行業(yè)軟件測試。