软件质量管理

 

2 软件容错技术
    提高软件质量和可靠性的技术大致分为两类，一类是避开错误（fault-avoidance）技术，即在开发的过程中不让差错潜入软件的技术；另一类是容错（fault-tolerance）技术，即对某些无法避开的差错，使其影响减少至最小的技术。
2.1 容错软件定义
   归纳容错软件的定义，有以下四种：
  （1）规定功能的软件，在一定程度上对自身错误的作用（软件错误）具有屏蔽能力，则称此软件为具有容错功能的软件，即容错软件。
  （2）规定功能的软件，在一定程度上能从错误状态自动恢复到正常状态，则称之为容错软件。
  （3）规定功能的软件，在因错误而发生错误时，仍然能在一定程度上完成预期的功能，则把该软件称为容错软件。
  （4）规定功能的软件，在一定程度上具有容错能力，则称之为容错软件。
2.2 容错的一般方法
   1、结构冗余
  （1）静态冗余。常用的有：三模冗余TMR（Triple Moduler Redundancy）和多模冗余。
  （2）动态冗余。动态冗余的主要方式是多重模块待机储备，当系统检测到某工作模块出现错误时，就用一个备用的模块来顶替它并重新运行。
  （3）混合冗余。它兼有静态冗余和动态冗余的长处。
   2、信息冗余
   为检测或纠正信息在运算或传输中的错误须外加一部分信息，这种现象称为信息冗余。
   3、时间冗余
   时间冗余是指以重复执行指令（指令复执）或程序（程序复算）来消除瞬时错误带来的影响。
   4、冗余附加技术
   冗余附加技术是指实现上述冗余技术所需的资源和技术。
2.3 容错软件的设计过程

    容错系统的设计过程包括以下设计步骤：
   （1）按设计任务要求进行常规设计，尽量保证设计的正确。
    按常规设计得到非容错结构，它是容错系统构成的基础。在结构冗余中，不论是主模块还是备用模块的设计和实现，都要在费用许可的 条件下，用调试的方法尽可能提高可靠性。
   （2）对可能出现的错误分类，确定实现容错的范围。
    对可能发生的错误进行正确的判断和分类，例如，对于硬件的瞬时错误，可以采用指令复执和程序复算；对于永久错误，则需要采用备份替换或者系统重构。对于软件来说，只有最大限度地弄清错误和暴露的规律，才能正确地判断和分类，实现成功的容错。
   （3）按照“成本——效率”最优原则，选用某种冗余手段（结构、信息、时间）来实现对各类错误的屏蔽。
   （4）分析或验证上述冗余结构的容错效果。如果效果没有达到预期的程度，则应重新进行冗余结构设计。如此反复，直到有一个满意的结果为止。