试述计算机软件可靠性设计

摘要：伴随着计算机科学技术的飞速发展，计算机的网络通信也涉及了生活的各个方面，涉及到政府、企业、学校、通信、银行、军事等诸多领域，小到人们的日常生活，大到国家的军事，随着网络通信的普及，对于软件的使用也同时出现了很多的问题，有来自外界的恶意破坏，也有来自自身使用的错误操作等，那么，如何加强网络通信的可靠性就成为了当今社会的重要问题，它直接关系到所有网络用户的切身利益。针对这一问题，本文软件可靠性设计的基本概念，对可靠性的影响因素，软件质量的可靠性参数等做了基本的介绍，并且着重介绍了软件可靠性设计方法。
关键词：计算机软件；可靠性设计；影响因素
1007-9599 （2012） 21-0000-02
随着社会计算机技术的不断进步，计算机网络的用户和网络连接的区域都在逐渐的增加和扩大，用户对计算机网络的依赖性越来越强。在许多项目的开发过程中，对可靠性都没有提出明确的要求，很多开发商也不在可靠性方面花费过多的精力和财力，往往只是注重项目的进展速度如何、结果的成功与否以及用户界面的友好性等等，而忽略了该项目的可靠性设计。在项目正常投入使用之后，才发现很多的关于可靠性的问题，大大的增加了可靠性维护的难度，严重的甚至会影响项目实际使用的预期效果。因此，在设计软件的同时，对计算机中软件的可靠性的要求也就越来越高。因为，对计算机软件的可靠性研究具有重大的意义。

1 计算机网络可靠性的基本概念

网络的可靠性是指网络系统在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。网络系统的功能通常是用网络系统的各项指标（如吞吐量、阻塞率、响应时间、连通性等）给出，网络系统要求实现的功能越多，则其高可靠性的设计也越困难。一般而言，网络系统在保证其连通的前提下，应最大限度的去满足用户所规定的正常通信要求。
软件产品和硬件产品基本上是一样的。在软件的整个寿命周期内软件的可靠性工作也是至关重要的。那么什么是软件的寿命周期呢，它是指从提出软件任务开始，一直到它完成用户所要求的任务或使命，因陈旧而被停止或者废弃为止的整个时间历程，软件的这个寿命周期包括了以下五个阶段，第一个阶段提出要求/规格说明，第二个阶段是设计，第三个阶段是实现，第四个阶段是检验，第五个阶段是维护，其中前四个阶段属于软件的开发期，维护阶段为软件的使用期。在软件的寿命周期内，软件的可靠与否直接影响到用户工作的效率。

2 计算机网络可靠性的影响因素

2.1 用户设备对网络可靠性的影响

（1）用户设备对计算机网络可靠性的影响。用户终端是直接面向用户的设备，其可靠性至关重要，也是计算机网络可靠与否的关键所在。用户终端的交互能力越高，其网络可靠性也越高。
（2）传输交换设备对计算机网络可靠性的影响。在计算机网络建设、运行的过程中，布线系统对计算机可靠性的影响是最大的，也是最难查找的。如果

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线路在网络使用的过程中出现问题，那么与其相连的用户就不能够正常的工作，并且对故障的排查工作将是非常耗时的。可见其在可靠性方面的重要性。

2.2 网络管理对网络可靠性的影响

管理带来安全风险的方面有很多，它包括混乱的管理、权限非配不明显、安全管理制度的不健全以及可操作性的缺乏等等。一旦网络受到不明的攻击或破坏的时候，我们如果不能够有效的对其进行管理和制止，这将给我们带来巨大的损失和灾害。由此可见，对网络的管理直接影响到我们网络的可靠性。

3 软件质量的可靠性参数

3.1 系统平均不工作间隔时间（MTBSD或MTBD）

设软件正常工作的总时间是a，系统由于软件故障的原因而停止工作的次数为a，那么定义TBSD=Tv/（a+1）。在这个等式中，TBSD称之为系统平均不工作间隔时间；Tv称之为软件正常工作的时间总和（h）；a则称之为系统由于软件故障的原因而停止工作的次数。系统的平局不工作间隔时间直接的反映了系统的稳定性。

3.2 MTTR

当软件出现了缺陷之后，MTTR反应了其采取对策的效率。在一定程度上，MTTR也反映出了设计软件的企业或公司对其用户的责任心。在线系统的MTTR一般只要求在2天以内，变差系数应小于1。一般的MTTR也应小于7天，变差系数小于1。

3.3 可用度（设为A）

同样，设软件正常工作总时间为Tv，由于软件出现问题导致系统不工作的时间为TD，则可用度A的定义：A=TV/（TV+TD），亦可将等式表达成A=TBD/（TBD+TDT）。 它直接的反映了系统的稳定性。在等式当中，TBD就是前面所说的系统平均不工作间隔时间，TDT称为平均不工作时间，我们也把它称之为MDT（h）。一般生产用计算机系统对A的要求是达到99.8%；银行计算机系统对A的要求是在99.9%以上。

3.4 平均不工作时间（MDT）

平均不工作时间是指由于软件出现了故障，导致系统不工作的平均时间。在线系统是要求MDT不能超过10分钟，其他的系统的MDT一般在30分钟之内即可。

3.5 在一定的时期内系统不工作的次数

由于软件出现的种种问题所导致的软件停止工作，并且必须由用户（或者工作者）自己再次将软件启动才能继续正常运行的次数。

3.6 偶然故障率

一般在软件设计公司将设计好的软件交付给用户使用了四个月之后，我们称之为偶然故障期，偶然故障期的单位以没1000h的故障数为基准，它对软件处于正常工作状态下的质量有直接的反应。对偶然故障率的要求一般是不能超过1，即每1000个小时内的故障不能多于1个。

3.7 处理能力

软件的处理能力包括很多种。例如，我们可以用每小时平均处理的文件数量、每项工作需要多少秒的反应时间等来表示，根据具体的需要而定。这项指标可以在评价软件及系统的经济效益时来进行衡量。

3.8 使用方误用率

使用方误用是指使用软件的用户不按照软件的相关使用守则造成的使用错误。在总使用次数中，使用方误用率是指使用者在使用的总次数中误用的次数所占的百分率。导致用户误用的原因之一是用户对软件的使用说明理解不深，操作不够熟练，但也有可能是没有讲清楚使用说明而引起的使用误解。还有其他的原因，例如软件系统的可操作性还应改进、还要深入对使用方的使用培训等等。

3.9 初期故障

初期故障一般定义为在软件交付给用户使用后的三个月内出现的故障。软件设计的好与坏、软件规模的检查、软件调试是否彻底等因素直接的影响初期故障率的大小。

3.10 用户提出的补充要求的数量

用户所提出的补充要求越多，说明软件的设计越没有满足用户的需要，即使有些要求是特定用户的一些特定要求，但是生产方为了能够更好地为大众怎么写作，应该尽力满足他们的要求。

4 结束语

目前，计算机网络技术已然成为社会的主流技术，它的可靠性也成为了人们关注的重点。
但以现在的状况来说，网络的可靠性还处于不成熟的正在发展的阶段，仍然存在很多问题，
对于软件的可靠性的设计还需要企业人员不断的去提高。只有我们不断的去探索和研究，发现问题并解决问题，才能够给社会所有的网络用户一个安全可靠的网络环境，让他们在网络当中去互相交流，互相学习，拓展用户的知识层面，促进社会的发展。我国的计算机网络设计水平的发展和提高将对我国的众多行业带来非常大的便利，为我国科学技术的发展也起到了重大的促进作用。
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