淺析計(jì)算機(jī)軟件可靠性設(shè)計(jì)

3.2.1 “自頂向下設(shè)計(jì)”法。這種設(shè)計(jì)方法是處理分級(jí)問(wèn)題最有效的設(shè)計(jì)技術(shù)。它是以一個(gè)系統(tǒng)功能的最抽象描述開(kāi)始作為最高層次;從它出發(fā),設(shè)計(jì)一系列較詳細(xì)的子系統(tǒng)。由這些子系統(tǒng)來(lái)完成員高層次的功能;再以每個(gè)子系統(tǒng)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出一系列更詳細(xì)的子系統(tǒng),等等。如此逐次向下作功能分解,直到最低層次的子系統(tǒng)能夠比較方便用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)為止。自頂向下設(shè)計(jì)方法的價(jià)值在于,它在設(shè)計(jì)的同時(shí),指出了復(fù)雜性不同的處理層次,而且各種設(shè)計(jì)要素之間的關(guān)系是比較清楚的。通過(guò)這樣一種結(jié)構(gòu)化構(gòu)造途徑,有可能在早期就洞察出設(shè)計(jì)問(wèn)題,從而避免了不必要地先去考慮較低層次的細(xì)節(jié)問(wèn)題。

3.2.2 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。軟件結(jié)構(gòu)對(duì)軟件的可靠性具有重要的意義。結(jié)構(gòu)良好的程序易于編寫、檢查,便于查錯(cuò)定位、修改和維護(hù)。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(也稱為模塊化程序設(shè)計(jì))把程序要求分成若干獨(dú)立的、更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(shuō)明,并注明是如何與程序中的其他部分接口,還必須指出所有的輸入與輸出,以及測(cè)試要求。對(duì)每一個(gè)更小的程序和模塊,可分別編程和測(cè)試,使得模塊間高度分離。

3.2.3 容錯(cuò)設(shè)計(jì)。對(duì)軟件錯(cuò)誤所引起的后果特別嚴(yán)重的情況,如飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)、核反應(yīng)堆安全系統(tǒng)等,需采用容錯(cuò)軟件。容錯(cuò)設(shè)計(jì)的途徑有:（1)加強(qiáng)軟件的健壯性;使程序設(shè)計(jì)得能夠緩解錯(cuò)誤的影響,不致造成諸如死鎖或崩潰這樣的嚴(yán)重后果,并能指出錯(cuò)誤源。（2)采用N(>2)版本編程法:即盡可能用不同的算法與編程語(yǔ)言,經(jīng)不同的班組編制,以提高各軟件版本的獨(dú)立性。這N個(gè)軟件版本同時(shí)在N臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行,各計(jì)算機(jī)間能進(jìn)行高效通信,并作出快速比較,當(dāng)結(jié)果不一致時(shí),按多數(shù)表決或預(yù)定的策略選擇輸出。（3)恢復(fù)塊法:給需要作容錯(cuò)處理的塊(基本塊)提供備份塊,并附加錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)措施。

3.3 軟件編碼。在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上就可以進(jìn)行編碼,編碼產(chǎn)生的缺陷是軟件錯(cuò)誤的主要來(lái)源。一般的編碼錯(cuò)誤是:鍵入錯(cuò)代碼;數(shù)值錯(cuò)誤(尤其是單位不統(tǒng)一時(shí)易出這類錯(cuò)誤);丟失代碼(如括號(hào));用了被零除這樣不定值的表達(dá)式等。為了減少編碼錯(cuò)誤,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)分離,首先由高水平的軟件工程師完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),再由程序設(shè)計(jì)員完成程序的編制是合理的、必要的,并在編碼過(guò)程中盡早地查出缺陷予以改正。

4．結(jié)束語(yǔ)

軟件可靠性設(shè)計(jì)工程是一門雖然得到普遍承認(rèn),但還處于不成熟的正在發(fā)展確立階段的新工程學(xué)科，任然存在很多問(wèn)題,需要去探索、研究和解決。本文介紹只在軟件可靠性設(shè)計(jì)方面拋磚引玉,提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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