软件可靠性设计研究及应用
软件设计模式及应用场景分析
软件设计模式及应用场景分析随着计算机技术的不断发展和应用范围的扩大，软件开发变得越来越复杂、庞大，软件设计的可靠性和可维护性也随之变得更加重要。
为了解决这些问题，软件设计模式应运而生。
软件设计模式被定义为一组可用于解决特定问题的重复性方案。
它们旨在提高软件开发的效率和可重用性，并增加代码的可读性和可维护性。
设计模式是编程中的一种有力工具，它们提供了一种有效的方法，用于解决复杂问题和设计灵活的、可扩展的解决方案。
常见的设计模式以下是一些常见的软件设计模式：1. 工厂模式：一种创建对象的方式，它隐藏了对象的创建细节，使得代码更加灵活和可扩展。
2. 单例模式：一种确保一个类只有一个实例并提供全局访问的方式。
3. 观察者模式：一种在对象之间建立一种订阅和发布关系的方式，当一个对象状态发生改变时，其他对象都会被通知并执行相应的操作。
4. 策略模式：一种在 runtime 时选择执行哪种算法的方式。
5. 适配器模式：一种将一个接口转换为另一个接口的方式，从而让原来不兼容的对象能够协同工作。
6. 模板方法模式：一种通过定义算法骨架来提供代码复用的方式，允许子类在不改变算法基本框架的情况下重新定义算法的某些步骤。
7. 装饰者模式：一种在运行时动态扩展一个对象的功能的方式，通过将一个装饰类包装在一个现有对象的外部来实现对该对象的扩展。
8. 迭代器模式：允许客户端遍历容器中的元素，而无需了解容器的内部实现，从而提供更好的代码抽象。
应用场景以下是几个适合使用设计模式的场景：1. 软件系统需要大量的复杂对象。
2. 软件系统需要扩展性高，可维护性好。
3. 软件系统需要在运行时动态改变算法。
4. 软件系统需要隐藏对象的创建细节。
总结软件设计模式是一种帮助开发人员提高软件开发效率和代码可读性的重要工具。
它们不仅提供了一种解决特定问题的方法，还提供了一种通用解决方案，能够帮助开发人员更好地组织和管理代码。
在选择使用设计模式时，需要考虑到软件系统的需求以及其未来的发展方向。
软件可靠性
软件可靠性是个大问题闵应骅如果说计算机体系结构描写了计算机的躯体，那么，软件就是计算机的灵魂。
软件可靠性对可信计算起着举足轻重的作用。
几十年来，硬件技术特别是集成电路技术飞速发展，但软件技术在产品质量、生产力、成本及性能等众多方面都滞后于硬件技术的发展。
随着软件系统规模和复杂性的增加，其开发成本以及由于软件故障而造成的经济损失也正在增加，软件质量问题已成为制约计算机发展的关键因素之一。
软件可靠性是个大问题不要认为，软件仅仅是一个计算机指令序列，它是为用户提供所需信息处理能力的逻辑上的信息处理设备。
用户需要的是一个满意的软件产品。
但是，不要把软件的产品实现和开发管理混为一谈，或者顾此失彼。
产品实现包括从需求描述、系统设计、系统实现、测试验证到运行维护的整个生命周期。
但是，几十年的经验表明，要实现一个高质量的软件产品，开发管理极其重要。
软件生命周期定义了软件过程的框架和原则，但没有描述软件过程的活动、组织形式、工具和操作规程，以及开发方针和约束。
这些正是当下所谓软件过程技术要研究的。
由于当今的软件，无论是系统软件、中间件或应用软件，都不是一个单位、一个人能够完成的，需要合作和协同，因此，软件产业需要国际标准。
20世纪80年代，卡内基-梅隆大学的软件工程研究所在美国国防部的支持下，提出了评价软件供应商过程能力的能力成熟度模型（CMM）。
一个软件组织的能力成熟度的高低，就看该组织是否能站在比软件项目更高的层次上考察其实施软件开发所使用的软件过程。
能够定义该软件过程者为成熟度三级；如能度量和管理，则达到成熟度四级；如果还能优化该过程，则达到了成熟度五级。
只有在成熟的软件过程管理之下，才能生产出高质量的软件产品。
CMM模型现在还在不断地丰富和改进。
质量和生产率是软件工程的两个核心目标。
CMM等已被公认为软件质量保证方面的事实标准。
它强调软件过程的管理与控制，忽略软件人员个人的主动性和创造性。
所以，进入二十一世纪，在美国成立了Agile联盟，提出了敏捷软件开发方法，以适应那些需求不够确定、软件开发团队不是很大的软件开发项目。
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
CAE软件及其运用现状分析
CAE软件及其运用现状分析一、在工程设计中的应用：1.结构分析：CAE软件可以通过有限元分析方法对产品的结构进行强度、刚度等性能分析，并进行结构优化，提高产品的可靠性和安全性。
2.流体力学：CAE软件可以模拟液体和气体在管道、容器、风洞等中的流动行为，优化流体系统的设计和效率。
3.热传导：CAE软件可以分析热传导现象，并进行热交换器、散热器等热管理系统的设计和优化。
4.电磁场分析：CAE软件可以模拟电磁场的传播和分布情况，帮助设计电路、电感、变压器等电子产品。
二、CAE软件的特点：1.高度精确性：CAE软件基于数学模型和物理原理进行分析和仿真，具有高度精确性，可以准确预测产品在不同工况下的性能。
2.高效性和节省成本：使用CAE软件可以快速进行多种分析和优化，避免了繁琐的实验过程，减少了时间和成本的浪费。
3.多学科集成：CAE软件可以模拟多学科的物理现象，并进行多学科的集成分析，帮助工程师进行全面的设计优化。
4.交互性和可视化：CAE软件具有友好的用户界面和可视化结果展示，工程师可以直观地观察和分析产品的性能。
三、CAE软件的发展趋势：1.多物理场耦合分析：随着工程领域的不断发展，产品的设计越来越复杂，多种物理场之间的耦合效应也变得重要。
未来的CAE软件将更加注重多物理场之间的耦合分析和优化。
2.大规模计算能力：CAE分析需要进行大规模的数值计算，需要庞大的计算资源支持。
未来的CAE软件将更加注重提高计算能力和效率，以满足工程师复杂问题的分析需求。
3.智能化和自动化：未来的CAE软件将更加注重智能化和自动化的功能，通过模型预测和优化算法等技术，提供更精确、高效的分析和优化结果。
4.云计算和协同工作：云计算可以提供大量的计算资源，并实现CAE 软件在云端的远程使用和数据共享。
未来的CAE软件将更趋向于在云端进行分析和协同工作，提高工程师的工作效率和沟通效果。
总之，CAE软件的应用不断拓宽，涉及的行业和领域越来越广泛，未来的发展空间也非常广阔。
MVSS3.0通风仿真软件的可靠性及应用
中州煤炭
总第 204 期
MVSS3． 0 通风仿真软件的可靠性及应用研究
李奇
( 煤炭科学研究总院 沈阳研究院煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 沈阳 110016)
摘要： 针对阳城某矿通风系统改造后通风阻力的确定问题，基于矿井通风网络理论及计算机仿真技术，运用
MVSS3． 0 系统对矿井通风系统进行了仿真计算、分析，证明所采用的仿真系统是有效和可行的； 运用该仿真
Abstract： Aiming at the question of ventilation resistance determination in an optimized ventilation system of a coal mine in Yangcheng area，based on mine ventilation network theory and computer simulation technology，simulation calculation and analysis of mine ventilation system were carried out by using MVSS3． 0 system． Results show that the simulation system is effective and feasible． Then the simulation system was used to simulate the optimized ventilation system，and the purpose was to prove the technical transformation scheme of ventilation system，ventilation conditions after modification were also predicted，which provided basic data for the adjustment of fan blade angle． Keywords： ventilation system； simulation； MVSS3． 0 system； ventilation resistance
单片机系统软件可靠性设计的研究
微 电 脑 应 用
Ｍ ｉｒ ｃ ｍ ｐ ｔ ｒＡｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｃｏ ｏ ｕ ｅ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ｃ
皇 皂
圭 塑 笪呈堂笪
单片机 系统软件可 靠性设计 的研究
Ｔｈ ｌ ｂｌｙ Ｄｅ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ Ｒｅｉ ｉ ｓｇ ｓ ａ ｃ ｆＳＣＭ ｎ ｒ ｌ ｓｅｍ ｆ ａ ｉ ｔ Ｃｏ ｔｏ Ｓｙ ｔ Ｓｏ ｔ ｒ ｗａ ｅ
此 外 ， 靠 硬 件 方 式 并 不 能 完 全 解 决 系 统 的可 靠 性 问 题 。 此 ， 仅 因 软
～
为多字节指令 ， 其后的第 ｎ 条指令必定被拆分 ； ＋１ 在图 Байду номын сангаасｂ 中， （） 当第
ｎ
条指令最后～个操 作数对应 的“ 指令码” 为双字节指令时， 则其后
个操 作 数 对 应 的“ 令 码 ” 指 为三 字 节 指令 时 ， 后 的第 ｎ ２ 指令 其 ＋条
新余高等专科学校 机 电与 自动化 工程系（ 江西新余 ３ ８ ３ ） 胡菊芳 ３ ０ １
（ ｉｎｘ Ｘ ｎｙ ３ ０ １Ｃ ｉａ Ｈ ｕａｇ Ｊ ｇｉ ｉ ｕ３ ８ ３ ， ｈ ） ｕＪｆｎ ａ ｇ ｎ
摘
要： 在分析程序计数器 Ｐ “ ｃ 走飞 ” 成因及其后果基础上 ， 全面 阐述 了指令冗余 、 软件陷阱等常见软件可靠性设计方式 、 优缺点 ， 出了 提
Ｋｅ ｗｏｒ ｓ： ｏｔ ｒ ｅｌ ｉｉｙ ＰＣ ｏ ｗｒ ｎ ｉ ｔｕｃｉｎ ｅ ｕ ａ ｃ ｓｆｗａ ｅ ｔａ ｉ ｅ ｃ ｐｔｏ ｅ ｈｎ ｌｇ ｙ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｒ ｉ ｌｔ ｂ ａ ｇ ｏ ｇ ｎｓｒ ｔ ｏ ｒ ｄ ｎｄ ｎ ｙ ｏｔ ｒ ｒ ｐ ｎｔｒｅ ｉ ｎ ｔｃ ｏｏ ｙ
软件可靠性和安全性设计报告
数字音频信息系统(AudioMIS) 软件可靠性和安全性设计报告作者：AudioMIS 项目开发小组完成日期：2005年9月1日签收人：签收日期：修改情况记录：软件可靠性和安全性设计报告 (1)1 范围 (1)1.1主要内容 (1)1.2适用范围 (1)2 引用标准 (1)3 定义 (2)3.1扇入 (2)3.2扇出 (2)3.3可靠性 (2)3.4软件可靠性 (2)3.5M C C ABE指数 (2)4 设计准则和要求 (3)4.1对计算机应用系统设计的有关要求 (3)4.1.1 硬件软件功能的分配原则 (3)4.1.2 硬件软件可靠性指标的分配原则 (3)4.1.3 容错设计 (3)4.1.4 安全关键功能的人工确认 (3)4.1.5 记录系统故障 (3)4.1.7 禁止回避检测出的不安全状态 (4)4.1.9 分离安全关键功能 (4)4.2软件需求分析 (4)4.2.1 一般要求 (4)4.2.2 功能需求 (4)4.2.3 性能需求 (5)4.2.3.1 精度 (5)4.2.3.2 容量 (5)4.2.3.3 时间特性 (5)4.2.3.4 灵活性 (5)4.2.4 接口需求 (6)4.2.4.1 与外部设备的接口 (6)4.2.4.2 与其他系统的接口 (6)4.2.4.3 人机接口 (7)4.2.5 数据需求 (7)4.2.6 环境需求 (7)4.2.6.1 硬件 (7)4.2.6.2 软件 (7)4.2.7 软件可靠性和安全性需求 (8)4.2.8 其他需求 (8)4.2.8.1 数据库 (8)4.2.8.2 操作 (8)4.3软件设计 (8)4.3.1 一般要求 (8)4.3.2 功能设计与分配 (10)4.3.3 控制流和数据流 (11)4.3.4 设计限制 (12)4.3.5 安全关键功能的设计 (12)4.3.6 冗余设计 (12)4.3.6.1 恢复快 (12)4.3.6.2 信息冗余 (12)4.3.7 接口设计 (13)4.3.7.1 一般要求 (13)4.3.7.2 人机界面设计 (13)4.3.7.3 报警设计 (13)4.3.7.4 软件接口设计 (14)4.3.8 软件健壮性设计 (15)4.3.8.1 接口故障处理 (15)4.3.8.2 错误操作处理 (15)4.3.9 简化设计 (15)4.3.9.1 模块的单入口和单出口设计 (15)4.3.9.2 模块的独立性 (15)4.3.9.3 模块的扇入扇出 (15)4.3.9.4 模块的耦合方式 (15)4.3.9.5 模块的内聚方式 (16)4.4软件实现 (16)4.4.1 语言要求 (16)4.4.2 McCabe指数 (16)4.4.3 参数化 (16)4.4.4 公用数据和公用变量 (16)4.4.5 标志 (17)4.4.6 文件 (18)4.4.7 程序单元的规模 (19)4.4.8 命名要求 (19)4.4.9 程序格式化要求 (19)4.4.10 程序注释要求与方法 (19)4.4.11 程序设计风格 (20)。
软件可靠性技术发展与趋势分析
软件可靠性技术发展及趋势分析1 引言1) 概念软件可靠性指软件在规定的条件下、规定的时间内完成规定的功能的能力。
安全性是指避免危险条件发生，保证己方人员、设施、财产、环境等免于遭受灾难事故或重大损失。
安全性指的是系统安全性。
一个单独的软件本身并不存在安全性问题。
只有当软件与硬件相互作用可能导致人员的生命危险、或系统崩溃、或造成不可接受的资源损失时，才涉及到软件安全性问题。
由于操作人员的错误、硬件故障、接口问题、软件错误或系统设计缺陷等很多原因都可能影响系统整体功能的执行，导致系统进入危险的状态，故系统安全性工作自顶至下涉及到系统的各个层次和各个环节，而软件安全性工作是系统安全性工作中的关键环节之一。
因此，软件可靠性技术解决的是如何减少软件失效的问题，而软件安全性解决的是如何避免或减少与软件相关的危险条件的发生。
二者涉及的范畴有交又，但不完全相同。
软件产生失效的前提是软件存在设计缺陷，但只有外部输入导致软件执行到有缺陷的路径时才会产生失效。
因此，软件可靠性关注全部与软件失效相关的设计缺陷，以及导致缺陷发生的外部条件。
由于只有部分软件失效可能导致系统进入危险状态，故软件安全性只关注可能导致危险条件发生的失效。
以及与该类失效相关的设计缺陷和外部输入条件。
硬件的失效，操作人员的错误等也可能影响软件的正常运行，从而导致系统进入危险的状态，因此软件安全性设计时必须对这种危险情况进行分析，井在设计时加以考虑。
而软件可靠性仅针对系统要求和约束进行设计，考虑常规的容错需求，井不需要进行专门的危险分析。
在复杂的系统运行条件下，有时软件、硬件均未失效，但软硬件的交互作用在某种特殊条件下仍会导致系统进入危险的状态，这种情况是软件安全性设计考虑的重点之一，但软件可靠性并不考虑这类情况。
2）技术发展背景计算机应用范围快速扩展导致研制系统的复杂性越来越高。
软硬件密切耦合，且软件的规模，复杂度及其在整个系统中的功能比重急剧上升，由最初的20%左右激增到80%以上。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
软件可靠性设计研究及应用
无论您的终端应用是什么，可靠性都将是设计的主要考虑因素之一。实现可
靠性的方法多种多样。
在考虑设计可靠性时，大部分工程师都将注意力集中在一个综合性度量标准：平均故障间
隔时间。事实上，平均故障间隔时间(MTBF)是评估设计可靠性重要参数之一。但是另一
个参数成功概率，也同样重要。因此为了最终推出可靠的设计方案，设计人员应该充分考
虑其它因素并确保进行准确的可靠性分析。
无论您设计哪种产品，可靠性都是必不可少的，尽管原因不尽相同，但都取决于终端应用。
航空航天与军事设计人员必须确保操作员/乘客的安全，确保成功完成任务。在电信领域，
实现可靠性的目的则是防止出现服务中断的情况，因为这样会影响收入流与声誉。工业和
流程控制工程师的任务就是尽可能缩短停机时间，在故障发生时，能够确保安全、无故障
运行。对于商业应用，设计人员必须确保其产品在规定的质保期内不会出现任何问题。
使用FPGA可以研发出集成度更高的解决方案，从而可以延长系统的平均故障间隔时间。
当器件制造商定期提供季度可靠性报告时，这一点更为明显，赛灵思就是如此做的，其出
版的季度可靠性报告名为《UG116》。
从最高层次来说，可从两个角度来考虑可靠性。第一，系统在规定使用寿命内顺利运行的
可信度。这一点可以采用MTBF、成功概率以及熟悉的浴盆曲线。第二，发生错误事件时，
如何确保您的设计可以继续工作并保持无故障运行，或者针对尚未解决的问题出具报告。
我们工程师开展设计与分析的方法可以影响到可靠性的上述两个方面。
为了确保解决方案的可靠性，您的开发环境必须建立正确的工程设计治理制度，设置审查
关口、设计规则与指南，同时在生命周期内，应该安排同行在适当的点进行独立审核。
MTBF与浴盆曲线MTBF的定义是从统计学角度预测系统运行过程中的故障间隔时间。制
造商取各个组件的故障率倒数计算MTBF。我们一般将这些故障率称为FIT率，其中，故
障时间（FIT)为1e-9小时-1。您既可向组件供应商索取故障率，亦可根据军用手册
MIL-HDBK-217F或Bell-core/Telcordia SR332标准计算。MTBF与FIT率之间的关系如下