軟件結構對軟件的可靠性具有重要意義

來(lái)源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2024-01-26 10:00:08

3.軟件可靠性設計方法。

從軟件可靠性的概念可以看出，軟件的缺陷會(huì )導致錯誤和系統故障。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(lái)自軟件壽命周期的各個(gè)階段，因此我們應該盡最大努力減少壽命周期的各個(gè)階段的缺陷。缺陷暴露在一定的環(huán)境條件下，導致系統運行中的錯誤。軟件的錯誤可能是由規范（要求/規格描述）、軟件系統設計和編碼過(guò)程產(chǎn)生的。

3.1要求/規格說(shuō)明。只要規格說(shuō)明與用戶(hù)要求說(shuō)明之間存在誤差，就會(huì )出現規范錯誤。

規范它不僅規定了程序的要求，而且還規定了所使用的結構、開(kāi)發(fā)和測試所需的程序測試要求和文件，以及程序語(yǔ)言、輸入和輸出的基本要求。通過(guò)對這些方面作出適當的規定，我們可以建立結構，使錯誤的可能性最小，并確保錯誤可以被發(fā)現和糾正。

本說(shuō)明書(shū)是軟件設計師與用戶(hù)相互了解的基礎，是軟件設計師進(jìn)行程序設計、調試和評價(jià)的基礎。要求/規格說(shuō)明書(shū)應具有以下性質(zhì)：

（1）可測性：生產(chǎn)的軟件產(chǎn)品應根據要求/規格說(shuō)明書(shū)的內容進(jìn)行測試。（2）完整性：對軟件要求的描述應完整。（3）清晰度：軟件的要求必須清晰，沒(méi)有語(yǔ)義支持。（4）一致性：要求說(shuō)明書(shū)中的概念和標準化。（5）彈性：當軟件的工作環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，其功能描述也會(huì )相應地擴展或壓縮。

3.2軟件設計。軟件系統是根據要求/規格說(shuō)明(規范)設計的。程序結構、測試點(diǎn)和限制將通過(guò)設計確定。為了設計可靠的軟件，有必要在考慮模型、資源、語(yǔ)言、模型和數據結構等實(shí)際問(wèn)題的基礎上采取一些有效的設計方法。

3.2.1自頂向下設計方法。這種設計方法是處理分級問(wèn)題最有效的設計技術(shù)。它從系統功能的最抽象描述開(kāi)始；從它開(kāi)始，設計一系列更詳細的子系統。這些子系統完成員的高級功能；然后根據每個(gè)子系統設計一系列更詳細的子系統，等等。這樣，功能分解就會(huì )一次又一次地下降，直到最低級別的子系統更容易使用計算機程序設計語(yǔ)言來(lái)實(shí)現。自頂向下設計方法的價(jià)值在于，它指出了不同層次的復雜性，各種設計元素之間的關(guān)系相對清晰。通過(guò)這種結構化的結構方法，可以在早期階段洞察到設計問(wèn)題，從而避免不必要考慮較低層次的細節。

3.2.2結構化程序設計。軟件結構對軟件的可靠性具有重要意義。結構良好的程序易于編寫(xiě)、檢查、檢查、定位錯誤、修改和維護。結構化程序設計（又稱(chēng)模塊化程序設計）將程序要求分為幾個(gè)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/規格說(shuō)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(gè)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、空中交通控制系統、核反應堆安全系統等，應使用容錯軟件。容錯設計的方法有：（1）加強軟件的強度；使程序設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(yǔ)言，由不同的團隊編寫(xiě)，以提高每個(gè)軟件版本的獨立性。這個(gè)n個(gè)軟件版本同時(shí)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(jìn)行快速比較。當結果不一致時(shí)，根據大多數投票或預定策略選擇輸出。（3）恢復塊法：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。編碼可以在軟件結構設計的基礎上進(jìn)行，編碼的缺陷是軟件錯誤的主要來(lái)源。一般的編碼錯誤是：輸入錯誤的代碼；值錯誤（特別是當單位不統一時(shí)）；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(shí)現設計與生產(chǎn)的分離，高水平的軟件工程師首先完成結構設計，然后程序設計師合理、必要地完成編碼過(guò)程中的缺陷。

4.結尾語(yǔ)。

軟件可靠性設計工程是一門(mén)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(wèn)題需要探索、研究和解決。本文只介紹了軟件可靠性設計，并提供參考。