軟件結(jié)構(gòu)對軟件的可靠性具有重要意義

來源:投稿網(wǎng) 時間:2024-01-26 10:00:08

3.軟件可靠性設(shè)計方法。

從軟件可靠性的概念可以看出，軟件的缺陷會導(dǎo)致錯誤和系統(tǒng)故障。因此，缺陷是所有錯誤的根源。為了提高軟件的可靠性，最重要的是努力減少軟件中的缺陷。軟件的缺陷來自軟件壽命周期的各個階段，因此我們應(yīng)該盡最大努力減少壽命周期的各個階段的缺陷。缺陷暴露在一定的環(huán)境條件下，導(dǎo)致系統(tǒng)運行中的錯誤。軟件的錯誤可能是由規(guī)范（要求/規(guī)格描述）、軟件系統(tǒng)設(shè)計和編碼過程產(chǎn)生的。

3.1要求/規(guī)格說明。只要規(guī)格說明與用戶要求說明之間存在誤差，就會出現(xiàn)規(guī)范錯誤。

規(guī)范它不僅規(guī)定了程序的要求，而且還規(guī)定了所使用的結(jié)構(gòu)、開發(fā)和測試所需的程序測試要求和文件，以及程序語言、輸入和輸出的基本要求。通過對這些方面作出適當(dāng)?shù)囊?guī)定，我們可以建立結(jié)構(gòu)，使錯誤的可能性最小，并確保錯誤可以被發(fā)現(xiàn)和糾正。

本說明書是軟件設(shè)計師與用戶相互了解的基礎(chǔ)，是軟件設(shè)計師進行程序設(shè)計、調(diào)試和評價的基礎(chǔ)。要求/規(guī)格說明書應(yīng)具有以下性質(zhì)：

（1）可測性：生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品應(yīng)根據(jù)要求/規(guī)格說明書的內(nèi)容進行測試。（2）完整性：對軟件要求的描述應(yīng)完整。（3）清晰度：軟件的要求必須清晰，沒有語義支持。（4）一致性：要求說明書中的概念和標(biāo)準化。（5）彈性：當(dāng)軟件的工作環(huán)境發(fā)生變化時，其功能描述也會相應(yīng)地擴展或壓縮。

3.2軟件設(shè)計。軟件系統(tǒng)是根據(jù)要求/規(guī)格說明(規(guī)范)設(shè)計的。程序結(jié)構(gòu)、測試點和限制將通過設(shè)計確定。為了設(shè)計可靠的軟件，有必要在考慮模型、資源、語言、模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等實際問題的基礎(chǔ)上采取一些有效的設(shè)計方法。

3.2.1自頂向下設(shè)計方法。這種設(shè)計方法是處理分級問題最有效的設(shè)計技術(shù)。它從系統(tǒng)功能的最抽象描述開始；從它開始，設(shè)計一系列更詳細的子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)完成員的高級功能；然后根據(jù)每個子系統(tǒng)設(shè)計一系列更詳細的子系統(tǒng)，等等。這樣，功能分解就會一次又一次地下降，直到最低級別的子系統(tǒng)更容易使用計算機程序設(shè)計語言來實現(xiàn)。自頂向下設(shè)計方法的價值在于，它指出了不同層次的復(fù)雜性，各種設(shè)計元素之間的關(guān)系相對清晰。通過這種結(jié)構(gòu)化的結(jié)構(gòu)方法，可以在早期階段洞察到設(shè)計問題，從而避免不必要考慮較低層次的細節(jié)。

3.2.2結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計。軟件結(jié)構(gòu)對軟件的可靠性具有重要意義。結(jié)構(gòu)良好的程序易于編寫、檢查、檢查、定位錯誤、修改和維護。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計（又稱模塊化程序設(shè)計）將程序要求分為幾個獨立的、較小的程序要求或模塊化的功能要求，分別提出各自的要求/規(guī)格說明，并注明如何與程序的其他部分接口。還必須指出所有輸入和輸出以及測試要求。對于每個較小的程序和模塊，可以分別編程和測試，使模塊之間高度分離。

3.2.3容錯設(shè)計。對于軟件錯誤造成的特別嚴重后果，如飛機飛行控制系統(tǒng)、空中交通控制系統(tǒng)、核反應(yīng)堆安全系統(tǒng)等，應(yīng)使用容錯軟件。容錯設(shè)計的方法有：（1）加強軟件的強度；使程序設(shè)計能夠緩解錯誤的影響，避免死鎖或崩潰等嚴重后果，并指出錯誤源。（2）使用N（>2）版本編程方法：即盡可能使用不同的算法和編程語言，由不同的團隊編寫，以提高每個軟件版本的獨立性。這個n個軟件版本同時在n臺計算機上運行。每臺計算機之間可以有效地通信，并進行快速比較。當(dāng)結(jié)果不一致時，根據(jù)大多數(shù)投票或預(yù)定策略選擇輸出。（3）恢復(fù)塊法：為需要容錯處理的塊（基本塊）提供備份塊，并附加錯誤檢測和恢復(fù)措施。免費論文下載中心：/w。

3.3軟件編碼。編碼可以在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上進行，編碼的缺陷是軟件錯誤的主要來源。一般的編碼錯誤是：輸入錯誤的代碼；值錯誤（特別是當(dāng)單位不統(tǒng)一時）；丟失代碼（如括號）；使用不確定的表達式等。為了減少編碼錯誤，實現(xiàn)設(shè)計與生產(chǎn)的分離，高水平的軟件工程師首先完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后程序設(shè)計師合理、必要地完成編碼過程中的缺陷。

4.結(jié)尾語。

軟件可靠性設(shè)計工程是一門新的工程學(xué)科，雖然得到了廣泛的認可，但仍處于不成熟的發(fā)展階段，仍有許多問題需要探索、研究和解決。本文只介紹了軟件可靠性設(shè)計，并提供參考。