浅析计算机软件可靠性设计

3.2.1 “自顶向下设计”法。这种设计方法是处理分级问题最有效的设计技术。它是以一个系统功能的最抽象描述开始作为最高层次;从它出发,设计一系列较详细的子系统。由这些子系统来完成员高层次的功能;再以每个子系统为基础,设计出一系列更详细的子系统,等等。如此逐次向下作功能分解,直到最低层次的子系统能够比较方便用计算机程序设计语言来实现为止。自顶向下设计方法的价值在于,它在设计的同时,指出了复杂性不同的处理层次,而且各种设计要素之间的关系是比较清楚的。通过这样一种结构化构造途径,有可能在早期就洞察出设计问题,从而避免了不必要地先去考虑较低层次的细节问题。

3.2.2 结构化程序设计。软件结构对软件的可靠性具有重要的意义。结构良好的程序易于编写、检查,便于查错定位、修改和维护。结构化程序设计(也称为模块化程序设计)把程序要求分成若干独立的、更小的程序要求或模块化的功能要求,分别提出各自的要求/规格说明,并注明是如何与程序中的其他部分接口,还必须指出所有的输入与输出,以及测试要求。对每一个更小的程序和模块,可分别编程和测试,使得模块间高度分离。

3.2.3 容错设计。对软件错误所引起的后果特别严重的情况,如飞机的飞行控制系统、空中交通管制系统、核反应堆安全系统等,需采用容错软件。容错设计的途径有:（1)加强软件的健壮性;使程序设计得能够缓解错误的影响,不致造成诸如死锁或崩溃这样的严重后果,并能指出错误源。（2)采用N(>2)版本编程法:即尽可能用不同的算法与编程语言,经不同的班组编制,以提高各软件版本的独立性。这N个软件版本同时在N台计算机上运行,各计算机间能进行高效通信,并作出快速比较,当结果不一致时,按多数表决或预定的策略选择输出。（3)恢复块法:给需要作容错处理的块(基本块)提供备份块,并附加错误检测和恢复措施。

3.3 软件编码。在软件结构设计的基础上就可以进行编码,编码产生的缺陷是软件错误的主要来源。一般的编码错误是:键入错代码;数值错误(尤其是单位不统一时易出这类错误);丢失代码(如括号);用了被零除这样不定值的表达式等。为了减少编码错误,实现设计与生产分离,首先由高水平的软件工程师完成结构设计,再由程序设计员完成程序的编制是合理的、必要的,并在编码过程中尽早地查出缺陷予以改正。

4．结束语

软件可靠性设计工程是一门虽然得到普遍承认,但还处于不成熟的正在发展确立阶段的新工程学科，任然存在很多问题,需要去探索、研究和解决。本文介绍只在软件可靠性设计方面抛砖引玉,提供借鉴。

参考文献

[1]张磊,周继锋,张强.系统软件可靠性验证测试方法研究[J].计算机与数字工程,2010,06.

[2]曾福萍,靳慧亮,陆民燕.软件缺陷模式的研究[J].计算机科学,2011,02.