接前一篇文章：软考 系统架构设计师系列知识点之软件可靠性基础知识（3）

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第9章. 软件可靠性基础知识

          第1节 软件可靠性基本概念

9.1.2 软件可靠性的定量描述

从软件可靠性的定义可以看到，软件的可靠性可以基于使用条件、规定时间、系统输入、系统使用和软件缺陷等变量构建的数学表达式。下面从可靠性定义中的术语“规定时间”、“失效概率”开始，探讨软件可靠性的定量描述，并相应地引入一些概念。

1. 规定时间

2. 失效概率

3. 可靠度

4. 失效强度

5. 平均失效前时间

可靠度R(t)的系统平均失效前时间（Mean Time To Failure，MTTF）定义为从t=0时到故障发生时系统的持续运行时间的期望值：

对于不可修复系统，系统的平均寿命指系统发生失效前的平均工作（或存储）时间或工作次数，也称为系统在失效前的平均时间。MTTF的长短，通常与使用周期中的产品有关，其中不包括老化失效。

6. 平均恢复前时间

平均故障恢复前时间（Mean Time To Restoration，MTTR）是随机变量恢复时间的期望值，就是从从出现故障到修复成功中间的这段时间。它包括确认失效发生所必需的时间，记录所有人物的时间，还有将设备重新投入使用的时间。MTTR越短表示易恢复性越好。

7. 平均故障时间间隔

平均故障时间间隔（Mean Time Between Failures，MTBF）定义为：失效或维护中所需的平均时间，包括故障时间以及检测和维护设备的时间。

对于可靠度服从指数分布的系统，从任一时刻t0到达故障的期望时间都是相等的，因此有：

MTBF = MTTF + MTTR

当讨论完软件可靠性的定量描述问题之后，需要对软件可靠度这个直接反映软件可靠性的度量指标作下列补充说明：

（1）描述的软件对象必须明确，即需指明它与其它软件的界限。

（2）软件失效必须明确定义。

（3）必须假设硬件无故障（失效）和软件有关变量的输入值正确。

（4）运行环境包括硬件环境、软件支持环境和确定的软件输入域。

（5）规定的时间必须知名时间基准，可以是自然时间（日历时间）、运行时间、执行时间（CPU时间）或其它时间基准。

（6）软件无失效运行的机会通常以概率度量，但也可以是模糊数学中的可能性加以度量。

（7）上述定义是在时间域上进行的，这时软件可靠度是一种动态度量。也可以是在数据域上将软件可靠度定义为一种表态常量，表示软件成功执行一个回合的概率。软件回合（Run）是指软件在规定环境下的一个基本执行过程，如给定一组输入数据，到软件给定相应的输出数据这一过程。软件回合是软件运行最小的、不可分的执行单位，软件的运行过程由一系列软件回合组成。

（8）有时将软件运行环境简单地理解为软件运行剖面（Operational Profile）。欧空局（ESA）标准PSS-01-21（1991）“ESA软件产品保证要求”中，“软件运行剖面”的定义为：“对系统使用条件的定义。系统的输入值都用其按时间的分布或按它们在可能输入范围内的出现概率的分布来定义”。简单来说，运行剖面定义了关于软件可靠性描述中的“规定条件”，也就是相当于可靠性测试中需要考虑的测试环境、测试数据等一系列问题。

至此，“9.1.2 软件可靠性的定量描述”的全部内容就讲解完了。更多内容请看下回。