软件可靠性设计与分析
可靠性设计与分析报告
可靠性设计与分析报告1. 引言可靠性是一个系统是否可以在适定的时间内、在适定的条件下，按照既定的功能要求，以期望的性能运行的能力。
在设计与开发软件、硬件以及其他复杂系统时，可靠性设计是至关重要的一环。
可靠性分析则是评估系统的可靠性，识别潜在的故障点并提出相应的改进方案。
本报告将重点讨论可靠性设计与分析的一些重要概念和方法，并对一个实际的系统进行分析，提出可能的优化建议。
2. 可靠性设计的原则在进行可靠性设计时，需要考虑以下几个原则：2.1. 冗余设计冗余设计是通过增加系统中的备用部件来提高系统的可靠性。
常见的冗余设计包括备份服务器、硬盘阵列、双机热备等。
冗余设计可以在一个组件发生故障时，自动切换到备用组件，从而避免系统的停机损失。
2.2. 容错设计容错设计是通过在系统中加入错误处理机制，在出现错误时可以尽量保证系统的正常工作。
容错设计可以包括错误检测、错误恢复、错误传递等。
例如，在软件开发中，可以使用异常处理来处理可能出现的错误情况，从而避免程序崩溃。
2.3. 系统监测系统监测是通过对系统运行时的状态进行实时监测，及时发现并处理可能的故障。
监测可以包括对硬件设备的状态监测、对软件运行的监测等。
通过系统监测，可以及时采取相应的措施，防止故障进一步扩大。
3. 可靠性分析方法可靠性分析是评估系统可靠性的一项重要工作。
以下将简要介绍一些常用的可靠性分析方法：3.1. 故障模式与影响分析（FMEA）故障模式与影响分析是一种通过分析系统的故障模式和故障后果，评估系统可靠性的方法。
通过对系统中各个组件的故障模式及其对系统的影响进行分析，可以确定系统的关键故障点，并提出相应的改进措施。
3.2. 可靠性指标分析可靠性指标分析是通过对系统的各项指标进行分析，评估系统的可靠性水平。
常见的可靠性指标包括平均无故障时间（MTTF）、平均修复时间（MTTR）、故障率等。
通过对这些指标进行分析，可以判断系统是否满足要求，以及提出相应的改进措施。
软件可靠性设计方案
软件可靠性设计方案1. 引言软件可靠性是指软件在特定条件下执行所得到的预期结果的能力。
在软件开发和使用过程中，确保软件的可靠性是至关重要的。
本文将介绍软件可靠性的重要性以及设计可靠性的原则。
接下来，将分别从需求分析、设计、编码、测试和维护五个阶段，讨论如何在每个阶段来提高软件的可靠性。
最后，还将介绍一些常见的软件可靠性测试方法。
2. 软件可靠性的重要性软件的可靠性直接影响着软件的质量和用户满意度。
一个可靠的软件应该具备以下几个方面的特点：•正确性：软件在各种条件下能够产生正确的结果。
•可用性：软件应该具备良好的用户界面和操作体验。
•健壮性：软件应该具备容错能力，能够在异常情况下依然能够正常运行。
•安全性：软件应该具备一定的安全性，能够保护用户的敏感信息。
3. 设计可靠性的原则在软件设计过程中，应该遵循以下几个原则来提高软件的可靠性：•模块化设计：将一个软件系统划分为多个模块，每个模块负责不同的功能。
这样可以降低模块间的耦合度，提高系统的可维护性。
•错误处理：在设计过程中考虑各种异常情况，并且提供相应的错误处理机制，以防止系统崩溃或产生错误结果。
•数据可靠性：合理设计数据结构和数据传输方式，确保数据的完整性和一致性。
•可扩展性：系统应该具备一定的可扩展性，能够方便地适应未来的需求变化。
4. 需求分析阶段的可靠性设计在需求分析阶段，需要充分了解用户需求，并且对需求进行详细的规范和分析。
同时，还需要考虑系统的功能和性能需求，以及系统的可靠性需求。
在需求分析过程中，可以采用以下方法来设计可靠性：•定义明确的需求：确保用户需求的准确性和完整性，避免因为需求不明确导致开发过程中的错误。
•分析系统的可靠性需求：根据用户的要求和系统的重要程度，确定系统的可靠性需求，如容错能力、可恢复性等。
•风险评估和管理：识别可能的风险，并制定相应的风险管理计划，以降低风险对系统可靠性的影响。
5. 设计阶段的可靠性设计在设计阶段，应该将可靠性要求纳入系统架构和模块设计中。
软件测试报告可靠性测试报告
软件测试报告可靠性测试报告软件测试报告可靠性测试报告1. 引言在软件开发过程中，可靠性是一个至关重要的指标。
软件测试是保证软件可靠性的一项重要环节。
本报告将对软件进行可靠性测试，并详细记录测试过程、结果和分析。
2. 测试目的可靠性测试的目的是评估软件在特定条件下的稳定性和健壮性，以验证系统在长时间运行中是否会出现错误、崩溃或数据损坏等问题。
此外，我们还将分析可靠性测试的结果，提供给开发团队进行问题修复和改进。
3. 测试环境为了保证测试结果的准确性和可重复性，我们使用了以下测试环境：- 操作系统：Windows 10- 测试工具：XXX测试工具版本号- 测试设备：XXX服务器4. 测试内容在可靠性测试中，我们通过模拟正常和异常的使用情况来评估软件的稳定性和可靠性。
具体的测试内容包括：- 正常使用情况下的功能测试：验证软件在正常使用情况下的功能是否正常、稳定。
- 负载测试：通过模拟高负载情况下的使用，测试软件的稳定性和性能表现。
- 压力测试：通过模拟大量并发用户的情况下，测试软件的响应速度和系统资源消耗情况。
- 安全测试：测试软件在面对恶意攻击和异常输入时的抵抗能力和自我恢复能力。
5. 测试过程基于上述测试内容，我们按照以下步骤进行了可靠性测试：1) 设计测试用例：根据软件的功能和需求，设计了一组全面的测试用例，覆盖了核心功能和边界条件。
2) 搭建测试环境：配置了测试环境，包括操作系统、测试工具和测试设备。
3) 执行测试用例：按照测试计划，逐个执行测试用例，并记录测试结果。
4) 分析测试结果：根据测试结果和预设的可靠性指标，对软件的可靠性进行评估和分析。
5) 编写测试报告：整理测试结果和分析，撰写可靠性测试报告。
6. 测试结果根据我们的测试和分析，以下是软件的可靠性测试结果：- 正常使用情况下，软件所有功能均正常运行，未发现任何错误或异常。
- 在高负载和压力测试中，软件表现稳定，没有出现崩溃或明显的性能问题。
可靠性设计分析-工具软件介绍
袁劲涛 产品经理 北京世纪坐标科技有限公司
2011
主要内容
1
公司简介
2
Isograph软件介绍
3
Isograph软件典型应用
4
技术支持/服务
北京世纪坐标公司
公司简介
北京总部--凯旋中心 上海办--光大中心 成都办--金沙中心
北京世纪坐标公司
Isograph软件——决策依据
为产品设计薄弱环节的改进提供决策依据
在可靠性数据基础上，通过开展不同项目的专项可靠性分析计 算工作，可以实现产品可靠性定量设计，为产品设计薄弱环节的改 进提供定量化的决策依据，为型号可靠性水平的不断提高提供实时 、准确、可信的分析依据。
4 BAE Systems
BAE系统
英国 20,348.00
25,431.00
5 Raytheon
雷神
美国 18,771.00
20,245.00
6 General Dynamics 通用动力
美国 15,000.00
19,178.00
7 EADS
欧洲航空防务和航天 欧盟
10,505.9
43,387.9
GE（美国）
Rolls-Royce/Turbomeca（欧
洲地区）
“黑鹰”直升机 Sikorsky (UTC)
GE
Boeing “支努干”直升机
Honeywell Engines (formerly Allied Signal)
北京世纪坐标公司
Isograph典型用户——企业标准
主要工作的相应标准： GJB 299C 电子可靠性预计手册 GJB 35 元器件降额准则 GJB 57 维修性分配与预计手册 GJB 768A 故障树分析指南 GJB 1378A-2007 装备以可靠性为中心的维修分析（RCM2） GJB 1391-2006 故障模式影响及危害性分析指南 GJB 813 可靠性模型的建立和可靠性预计
T计算机软件可靠性和可维护性管理
T计算机软件可靠性和可维护性管理计算机软件的可靠性和可维护性管理是保证软件系统长期稳定运行和持续维护的关键因素。
可靠性是指软件系统在给定的条件下能够满足用户需求并且可预测地工作的能力。
可维护性则是指软件系统在发生改变或出现问题时，能够被快速、有效地修复和扩展的能力。
为了实现软件的可靠性和可维护性管理，需要采取以下措施：1.软件测试：软件测试是评估软件可靠性的关键步骤。
通过不同的测试方法，可以发现软件系统中的潜在问题和缺陷，并进行相应的修复。
常见的软件测试方法包括单元测试、集成测试和系统测试等。
2.可靠性分析：可靠性分析是通过对软件系统进行分析，识别潜在故障并提供改进措施的过程。
可靠性分析方法包括故障模式与影响分析（FMEA）、故障树分析（FTA）以及可靠性块图（RBD）等。
3.异常处理：当软件系统出现异常情况时，需要能够及时检测并处理。
建立完善的异常处理机制，能够提高软件系统的容错性和鲁棒性，并减少因异常情况引发的系统崩溃或数据丢失等问题。
4.高效的代码和数据管理：为了方便软件维护，需要建立良好的代码和数据管理机制。
包括使用版本控制系统来管理软件的不同版本，使用注释和文档来描述代码和数据结构，以及建立清晰的命名规范等。
5.规范的软件开发流程：采用规范的软件开发流程能够提高软件的可维护性。
包括需求分析、设计、编码、测试和发布等步骤，每个阶段都需要有明确的目标和质量要求，并进行相应的验证和审查。
6.持续集成和部署：采用持续集成和部署的方法可以提高软件的可维护性。
通过自动化构建、集成和测试等步骤，能够更快地将改进和修复的代码部署到生产环境中，减少人为错误和手动操作带来的问题。
7.定期的性能优化和安全检查：对于长期运行的软件系统，定期进行性能优化和安全检查是必要的。
通过对系统的性能指标进行监控和分析，可以发现潜在的瓶颈和安全隐患，并进行相应的优化和修复。
最后，软件可靠性和可维护性管理是一个持续改进的过程。
软件测试中的可靠性报告与缺陷趋势分析
软件测试中的可靠性报告与缺陷趋势分析在当今数字化的时代，软件已经成为了我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机上的各种应用程序，到企业内部复杂的业务系统，软件的质量和可靠性直接影响着用户的体验和业务的正常运行。
而软件测试作为保障软件质量的重要手段，其中的可靠性报告和缺陷趋势分析对于评估软件的稳定性、预测潜在问题以及优化开发过程具有至关重要的意义。
首先，我们来谈谈什么是软件测试中的可靠性报告。
简单来说，可靠性报告是对软件在特定环境下运行的稳定性和可靠性的综合评估。
它通常包含了一系列的测试数据和分析结果，以直观的方式展现软件的性能表现。
在可靠性报告中，关键的指标包括软件的故障频率、故障严重程度、平均故障间隔时间（MTBF）等。
故障频率反映了软件在一定时间内出现故障的次数，次数越多，说明软件的稳定性越差。
故障严重程度则评估了每次故障对系统功能和用户体验造成的影响，严重程度越高，可能导致的损失也就越大。
MTBF 则是衡量软件可靠性的重要指标，它表示两次故障之间的平均时间间隔，MTBF 越长，说明软件越可靠。
为了获取这些数据，测试人员需要进行各种类型的测试，如功能测试、性能测试、压力测试、兼容性测试等。
通过模拟不同的用户场景和使用条件，尽可能地发现软件中潜在的问题。
在测试过程中，详细记录每一次故障的发生时间、症状、原因以及解决方法。
这些数据经过整理和分析，最终形成可靠性报告。
接下来，我们再看看缺陷趋势分析。
缺陷趋势分析是对软件测试过程中发现的缺陷数量、类型、严重程度等随时间变化的趋势进行研究。
通过观察缺陷趋势，我们可以了解软件质量的改进情况，预测未来可能出现的问题，并为开发团队提供决策依据。
在进行缺陷趋势分析时，通常会以时间为横轴，缺陷数量或其他相关指标为纵轴，绘制出折线图或柱状图。
这样可以清晰地看到缺陷的增长、减少或波动情况。
如果缺陷数量随着测试时间的推进呈下降趋势，说明开发团队对问题的修复工作是有效的，软件质量在逐步提升。
系统可靠性设计中的软件可靠性建模实际应用(五)
系统可靠性设计中的软件可靠性建模实际应用在当今社会，软件已经渗透到了生活的方方面面。
无论是手机App、电脑软件，还是工业自动化系统，软件都扮演着重要的角色。
然而，由于软件的复杂性和不确定性，软件的可靠性一直是一个备受关注的问题。
因此，在系统可靠性设计中，软件可靠性建模成为了一个至关重要的环节。
软件可靠性建模是指通过一定的数学方法和工程手段，对软件系统的可靠性进行定量分析和评估。
它可以帮助工程师们更好地预测软件系统的故障率、寿命和可靠性水平，从而指导软件系统的设计与开发。
接下来，我们将从几个方面来讨论在系统可靠性设计中软件可靠性建模的实际应用。
首先，软件可靠性建模可以帮助工程师们识别软件系统的潜在故障。
在软件开发的早期阶段，通过建立软件的可靠性模型，可以对系统的各个组成部分进行分析，找出潜在的故障点，从而有针对性地改进系统的设计。
例如，可以通过故障树分析方法，对软件系统的各个模块进行深入分析，识别可能的故障原因，有针对性地改进设计，提高系统的可靠性。
其次，软件可靠性建模可以帮助工程师们评估软件系统的可靠性水平。
通过建立软件的可靠性增长模型，可以对软件系统在不同阶段的可靠性进行量化评估。
这有助于工程师们了解软件系统在使用过程中可能出现的故障情况，从而制定相应的维护和改进策略。
例如，可以利用可靠性增长模型对软件系统进行动态评估，及时发现系统的可靠性下降趋势，并进行相应的维护和改进工作，保证系统的稳定运行。
此外，软件可靠性建模还可以帮助工程师们优化软件系统的测试策略。
通过建立软件的可靠性增长模型，可以对系统的测试覆盖率和测试强度进行评估，从而优化测试方案，提高测试效率和效果。
例如，可以通过可靠性增长模型，对系统的各个模块进行动态测试覆盖率分析，发现测试不足的地方，并进行相应的测试补充，提高测试的全面性和有效性。
最后，软件可靠性建模还可以帮助工程师们改进软件系统的维护策略。
通过建立软件的可靠性增长模型，可以对系统的维护成本和维护效果进行评估，从而优化维护策略，降低维护成本，提高系统的可靠性和稳定性。
软件系统可靠性和安全性的分析和设计研究
软件系统可靠性和安全性的分析和设计研究一、引言随着计算机技术的不断进步和应用场景的不断扩大，软件系统的重要性越来越凸显。
但同时，软件系统的可靠性和安全性问题也开始引起人们的广泛关注。
因此，如何对软件系统进行可靠性和安全性的分析和设计，已经成为一项重要的研究课题。
二、可靠性分析1. 可靠性概述可靠性是指系统在一定条件下正常运转的概率。
对于软件系统而言，可靠性指软件系统执行正确操作的概率，也就是不出错的概率。
因此，可靠性是衡量软件系统质量的重要指标之一。
2. 可靠性评估方法常见的可靠性评估方法包括故障树分析、失效模式与影响分析、可靠性增长模型等。
故障树分析是通过构建故障树，分析系统中各个部件之间的相互关系，来找出导致系统故障的根本原因。
失效模式与影响分析是通过对系统中各种故障模式的分析，预测可能出现的故障，进而制定防范措施。
可靠性增长模型是通过对软件开发过程的不断改进，提高软件的可靠性。
可靠性设计原则主要包括模块化设计、可重用性设计、封装性设计和安全性设计等。
模块化设计可以将软件系统划分为多个模块，从而使得每个模块的复杂度降低，便于测试和维护。
可重用性设计可以提高软件系统的代码重用率，从而降低开发成本和测试成本。
封装性设计可以保护重要的代码和数据，从而提高软件系统的安全性。
安全性设计则可以保障软件系统在攻击和破坏下的正常运行。
三、安全性分析1. 安全性概述安全性是指软件系统不受恶意攻击或其他非法入侵的能力。
软件系统的安全性主要包括保密性、完整性和可用性等方面。
2. 安全性评估方法常见的安全性评估方法包括威胁建模、漏洞扫描、安全代码审查等。
威胁建模是通过对系统中可能的威胁进行建模，分析威胁来源、威胁程度以及防范措施等。
漏洞扫描则是通过对软件系统的漏洞扫描，找出可能存在的安全漏洞。
安全代码审查则是通过对软件系统的代码进行审查，找出可能存在的安全隐患。
安全性设计原则主要包括最小权限原则、防御性编程原则、数据披露最小化原则以及安全检测原则等。
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软件可靠性分析与设计软件可靠性分析与设计软件可靠性分析与设计的原因•软件在使用中发生失效(不可靠会导致任务的失败,甚至导致灾难性的后果。
因此,应在软件设计过程中,对可能发生的失效进行分析,采取必要的措施避免将引起失效的缺陷引入软件,为失效纠正措施的制定提供依据,同时为避免类似问题的发生提供借鉴。
•这些工作将会大大提高使用中软件的可靠性,减少由于软件失效带来的各种损失。
Myers 设计原则Myers 专家提出了在可靠性设计中必须遵循的两个原则:•控制程序的复杂程度–使系统中的各个模块具有最大的独立性–使程序具有合理的层次结构–当模块或单元之间的相互作用无法避免时,务必使其联系尽量简单,以防止在模块和单元之间产生未知的边际效应•是与用户保持紧密联系软件可靠性设计•软件可靠性设计的实质是在常规的软件设计中,应用各种必须的方法和技术,使程序设计在兼顾用户的各种需求时, 全面满足软件的可靠性要求。
•软件的可靠性设计应和软件的常规设计紧密地结合,贯穿于常规设计过程的始终。
•这里所指的设计是广义的设计, 它包括了从需求分析开始, 直至实现的全过程。
软件可靠性设计的四种类型软件避错设计•避错设计是使软件产品在设计过程中,不发生错误或少发生错误的一种设计方法。
的设计原则是控制和减少程序的复杂性。
•体现了以预防为主的思想,软件可靠性设计的首要方法•各个阶段都要进行避错•从开发方法、工具等多处着手–避免需求错误•深入研究用户的需求(用户申明的和未申明的•用户早期介入, 如采用原型技术–选择好的开发方法•结构化方法:包括分析、设计、实现•面向对象的方法:包括分析、设计、实现•基于部件的开发方法(COMPONENT BASED•快速原型法软件避错设计准则• (1模块化与模块独立–假设函数C(X定义了问题X 的复杂性, 函数E(X定义了求解问题X 需要花费的工作量(按时间计,对于问题P1和问题P2, 如果C(P1>C(P2,则有E(P1> E(P2。
–人类求解问题的实践同时又揭示了另一个有趣的性质:(P1+P2>C(P1 +C(P2–由上面三个式子可得:E(P1+ P2> E(P1+E(P2•这个结论导致所谓的“分治法” ----将一个复杂问题分割成若干个可管理的小问题后更易于求解,模块化正是以此为据。
•模块的独立程序可以由两个定性标准度量,这两个标准分别称为内聚和耦合。
耦合衡量不同模块彼此间互相依赖的紧密程度。
内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。
软件避错设计准则• (2抽象和逐步求精–抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节•举例–抽象Ⅰ该CAD 软件系统配有能与绘图员进行可视化通信的图形界面,能用鼠标代替绘图工具画各种直线和曲线; 能完成所有几何计算以及所有截面视图和辅助视图的设计。
–抽象Ⅱ CAD软件任务;–用户界面子任务;–创建二维图形子任务;–管理图形文件子任务;– END CAD–抽象III………………•软件工程过程的每一步都是对软件解法的抽象层次的一次精化软件避错设计准则• (3信息隐蔽和局部化–信息隐藏原理指出:应该这样设计和确定模块,使得一个模块内包含的信息对于不需要这些信息的模块来说, 是不能访问的。
“只有需要才能知道”––如果绝大多数数据和过程对于软件的其他部分而言是隐蔽的, 那么在修改期间由于疏忽而引入的错误就很少可能传播到软件的其它部分–局部化是指把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近•局部变量启发规则• 改进软件结构提高模块独立性•模块规模应该适中•深度、宽度、扇出和扇入都应适当–深度表示软件结构中控制的层数,它往往能粗略地标志一个系统的大小和复杂程度。
–宽度是软件结构内同一层次上的模块总数的最大值。
–扇入是指有多少个上级模块直接调用它,扇入越大则共享该模块的上级模块数目越多,这是有好处的。
–扇出是一个模块直接调用的模块数目,扇出过大意味着模块过分复杂, 需要控制和协调过多的下级模块。
其中E 函数扇入数为2, 扇出数为3。
圈复杂度115的控制流图圈复杂度10的控制流图启发规则•模块的作用域应该在控制域之内•力争降低模块接口的复杂程度– QUAD-ROOT(TBL,X=>QUAD-ROOT(A,B,C,ROOT1,ROOT2 •设计单入口单出口的模块•模块功能应该可以预测软件避错设计•慎重使用容易引入缺陷的结构和技术–浮点数–指针–动态内存分配–并行–递归–中断–继承–别名–默认输入的处理GJB/Z102-97软件可靠性和安全性设计准则序设计软件查错设计软件查错设计•软件查错设计是指在设计中赋予程序某些特殊的功能,使程序在运行中自动查找存在错误的一种设计方法。
•被动式错误检测–在程序的若干部位设置检测点,等待错误征兆的出现•主动式错误检测–对程序状态主动进行检查被动式错误检测•检测原则–相互怀疑原则:在设计任何一个单元、模块时, 假设其它单元、模块存在着错误; –立即检测原则:当错误征兆出现后,要尽快查明,以限制错误的损害并降低排错的难度。
•负效应–所设置的“接收判据”不可能与预期的正确结果完全吻合,导致错判或漏判;–软件增加了冗余可能降低可靠性被动式错误检测的实施方法•看门狗定时器–当出现潜在不安全的系统状态或有可能转移到这种状态时,将系统转移到规定的安全状态。
•循环等待次数控制•配合硬件进行处理的设计–如:电源失效、电磁干扰、系统不稳定、接口故障、干扰信号,以及错误操作等。
•按照已知的数据极限检查数据;•按照变量间恒定关系检验;•检查所有多值数据的有效性;•对冗余的输入数据进行一致性检验;•……看门狗的设计看门狗技术是控制运行时间的一种有效方法。
看门狗实际上是一种计时装置,当计时启动后看门狗在累计时间, 当累计时间到了规定值时触发到时中断(即狗叫,看门狗在不需要时可以关闭。
看门狗的设计要首先明确其目的性。
如:(1要防某段程序可能的死循环,则在此段程序前启动狗,在此段程序后关闭狗,在狗叫中断中进行超时异常处理。
(2要防外来的信息长时间不来,则在开始等外来信息时启动狗,在接收到外来信息时关闭狗,在狗叫中断中进行超时异常处理。
(3要防计算超时,则在开始计算时启动狗,在计算完毕后关闭狗,在狗叫中断中进行超时异常处理。
显然,不可能要求一个狗可以看管好所有的超时情况。
避免潜在的死循环在等待外部信号的程序段中,不允许无限制地等待。
正确的做法应是,或采用循环等待次数控制, 或使用定时器,使得规定时间内(无论成功或失败必须保证退出等待外部信号的程序段。
不允许的设计方法建议采用的设计方法注意通过双口RAM进行握手通过双口RAM进行信息交换是设计师经常采用的一种设计方案。
的确双口RAM提供了信息交换双方的方便读写,但仅靠双口RAM要做到读写的时序要求就要格外小心。
如此的设计是要避免的:通过双口RAM交换信息,在双口RAM中设置了握手信号单元。
读方检查到握手信号为01H , 表明对方已准备好数据, 再读数据, 读完后将握手信号置为00H ; 写方检查到握手信号为00H , 表明对方已取走数据, 再写数据, 写完数据后再将握手信号置为01H , 表明自己已准备好数据。
这种设计不一定可靠,可能会出现写方要写握手信号时, 读方正在读握手信号,则写方要写的值写不进去。
可靠的设计应用硬件连线保证握手,而不要靠双口RAM中的握手信号。
如果一定要靠双口RAM 进行握手,则写握手信号单元数据时一定要写完后接着再读出, 经验证确实写成功后再进行下面的操作, 否则需继续写。
当然这必须与避免潜在的死循环的设计准则联合使用。
可靠的设计方法握手标志置不上的可能数据采集的多路冗余设计关键数据的采集可采用多路冗余设计, 即可以从多个通讯口对同一数据进行采集,通过表决进行有效数据的裁决。
通常多采用奇数路的冗余设计, 如3路、5路等。
(1开关量的裁决可采用多数票的裁决,如3取2、5取3等。
(2模拟量的裁决可采用中间数平均值的裁决,如3路数的中间值、5路数去掉最大最小值后的平均值等。
主动式错误检测•软件BIT–对ROM 中的代码进行和检验(sum check;–检测RAM , 以保证正确的操作用数码;–检测内存的正确性, 以确保正确操作;–对关键及重要的函数功能及逻辑功能进行典型较核。
–……据统计,将硬件看门狗定时器及软件BIT相结合,一般可检测出98%的故障。
•主动式错误检测可作为周期性任务来安排,也可作为一个低优先级的任务来执行。
故障恢复措施•完全恢复(依靠冗余备份•降级恢复(只提供重要的功能•立即停止程序运行(安全停机•记载错误–将发生错误时的状态记录在一个外部文件上,然后让系统恢复运行, 再由维护人员对记录进行深入的分析研究。
软件改错设计软件改错设计•改错设计是指在设计中, 赋予程序自我改正错误、减少错误危害程度的能力的一种设计方法。
•改正错误的前提是已经准确地找出软件错误的起因和部位(故障检测与故障定位合称故障诊断,程序又有能力修改、剔除有错误的语句。
•现阶段仅限于减少软件错误造成的有害影响,或将有害影响限制在一个较小的范围。
常采用故障隔离技术。
•现阶段没有人的参与几乎不可能故障隔离•权限最小化原则是实现故障隔离的主要思想。
•为了限制故障的蔓延,要求对过程和数据加以严格的定义和限制。
例如,针对操作系统的故障隔离方法:–不允许一个用户的应用程序引用或修改其它用户的应用程序或数据;–绝对不允许一个应用程序引用或修改操作系统的编码或操作系统内部的数据;–保护应用程序及其数据,使其不致由于操作系统的错误而引起程序和数据的偶然变更;–应用程序绝对不能终止系统工作、不能诱发操作系统去改变其它的应用程序或数据;–……软件容错设计软件容错设计•软件容错设计是指在设计中赋予程序某种特殊的功能,使程序在错误已被触发的情况下,系统仍然具有正常运行能力的一种设计方法。
–时间容错–结构容错–信息容错时间容错•所谓“时间容错”就是不惜以牺牲时间为代价来换取软件系统高可靠性的一种手段,它包括指令的重复执行和程序(一个模块或一个子程序重复执行,两种常被采用而行之有效的方法–指令重复执行是当应用软件系统检查出正在执行的指令出错误后, 让当前指令重复执行n 次(n>=3, 若故障是瞬时性的干扰,在指令重复执行时间内,故障有可能不再复现,这时程序就可以继续往前执行下去。
这时指令执行时间比正常时大n 倍–程序(一个模块或一个子程序重复执行是当应用软件系统检查出正在执行的程序出错误后,中断当前正在运行的软件, 反复调用n 次(n>=3运行出错的程序(一个模块或一个子程序。
在反复调用过程中若故障不再复现,这时程序继续从中断的地址往F执行。
这时所需的运行时间比重复执行n 条指令的时间要大得多•对于复执不成功的情况,通常的处理办法是发出中断,转入错误处理程序,或对程序进行复算,或重新组合系统, 或放弃程序处理。