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1.1 计算机软件的“虫灾”1

第1章 绪论1

1.2 软件可靠性发展史3

第2章 软件质量及可靠性的基本概念6

2.1 软件及软件工程6

2.1.1 软件的定义6

2.1.2 软件工程7

2.1.3 产品生存期7

2.1.4 软件生存期8

2.2 软件的质量9

2.2.1 产品的质量9

2.2.2 软件的质量要素10

2.2.3 软件的质量属性11

2.3 软件可靠性的基本概念13

2.3.1 软件可靠性的定义13

2.2.4 McCall三层次质量度量模型13

2.3.2 软件可靠性的基本数学关系15

2.3.3 软件可靠性工程17

2.3.4 软件的安全性、可用性和健壮性18

2.3.5 硬件和软件的可靠性特征19

2.4 软件错误、软件故障及软件失效20

2.4.1 有关术语的定义20

2.4.2 软件错误发生的原因22

2.4.3 Goel软件错误的分类方法24

2.4.4 Thayer软件错误的分类方法25

2.5 软件可靠性模型的概念26

2.5.1 可靠性结构模型和可靠性预计模型26

2.5.2 可靠性模型的作用26

2.5.3 软件开发中可靠性模型应用案例27

2.5.4 软件可靠性预计模型的类型29

2.5.5 软件可靠性预计模型的正确使用30

3.1.1 设计过程分析32

第3章 软件的可靠性设计32

3.1 基本策略32

3.1.2 可靠性设计的四种类型33

3.1.3 Myers设计原则34

3.1.4 科学的工作方法34

3.2 需求分析35

3.2.1 任务及方法35

3.2.2 制定指标37

3.3 概要设计和详细设计39

3.3.1 系统的层次结构39

3.3.2 模块化40

3.3.3 变换型和事务型系统结构41

3.3.4 详细设计的图形工具43

3.3.5 结构化程序设计45

3.4 查错和改错设计45

3.4.1 被动式错误检测46

3.4.3 改错设计49

3.4.2 主动式错误检测49

3.5 容错设计50

3.5.1 N文本法50

3.5.2 恢复块法52

3.5.3 接收检测设计53

3.6 案例分析：阿丽亚娜5型火箭软件设计的反思55

第4章 软件测试57

4.1 软件测试的基本原则57

4.1.1 软件测试技术分类57

4.1.2 渐进测试策略58

4.1.3 VOCAL测试策略59

4.1.4 综合测试方法60

4.1.5 案例设计策略62

4.1.6 Myers测试经验汇集64

4.2 静态测试65

4.2.1 代码（桌面）检查66

4.2.2 走查67

4.2.3 形式化分析68

4.3 结构测试68

4.3.1 覆盖要求68

4.3.2 程序路径数69

4.3.3 测试案例选择76

4.4 功能测试76

4.4.1 测试案例选择76

4.4.2 随机输入测试78

4.4.3 验收标准78

4.5 软件排错80

4.5.1 错误定位80

4.5.2 改正错误81

4.5.3 排错技术81

4.6 软件测试技术评价及现状82

4.6.1 对测试技术的评价82

4.6.2 利用测试评价软件开发技术83

4.6.3 软件测试面临的问题84

第5章 软件可靠性预计模型86

5.1 JELINSKI-MORANDA模型86

5.1.1 基本假设86

5.1.2 基本公式86

5.1.3 参数的最大似然估计87

5.1.4 参数的最小二乘估计89

5.1.5 模型的极限条件90

5.1.6 FC型J-M模型91

5.1.7 应用案例92

5.2 几何递减模型93

5.2.1 基本假设93

5.2.2 基本公式93

5.2.3 参数的最大似然估计93

5.2.4 参数的最小二乘估计94

5.2.6 模型的极限条件95

5.2.5 FC型几何递减模型95

5.3 S-W模型96

5.3.1 基本假设96

5.3.2 基本公式97

5.3.3 参数的最大似然估计97

5.3.4 参数的最小二乘估计98

5.3.5 FC型S-W模型98

5.3 6 模型的极限条件99

5.4 SHOOMAN模型99

5.4.1 基本假设99

5.4.2 基本公式100

5.4.3 参数的矩估计100

5.4.4 参数的最大似然估计100

5.5 MUSA执行时间模型101

5.5.1 基本假设101

5.5.2 基本公式102

5.5.3 模型的参数估计及极限条件103

5.5.4 资源耗用模型105

5.5.5 应用案例106

5.6 G-O非齐次Poisson过程模型106

5.6.1 基本假设106

5.6.2 基本公式107

5.6.3 参数的最大似然估计108

5.6.4 参数的最小二乘估计109

5.6.5 假设检验110

5.6.6 软件的最优交付时间111

5.6.7 三参数G-O模型112

5.6.8 应用案例115

5.7 Littlewood贝叶斯排错模型115

5.7.1 基本假设115

5.7.2 基本公式116

5.7.4 参数的最小二乘估计117

5.7.3 参数的最大似然估计117

5.8 Nelson模型118

5.9 错误植入模型121

5.9.1 基本公式及点估计121

5.9.2 区间估计122

5.9.3 模型与时间变量124

5.10 非线性回归预计法125

5.10.1 指数函数模型125

5.10.2 Weibull函数模型127

第6章 软件与硬-软件复合系统结构模型130

6.1 系统结构分解130

6.2 串行系统结构模型132

6.3 并行系统结构模型133

6.3.1 串联配置系统133

6.3.3 k/n配置系统134

6.3.2 并联配置系统134

6.3.4 共同原因失效135

6.3.5 时间基准136

6.3.6 应用案例138

6.4 分布式系统及冗余系统142

6.4.1 分布式系统简化分析法142

6.4.2 备用冗余系统143

6.5 硬-软件复合系统结构预计方法144

6.5.1 预计目的144

6.5.2 预计途径144

6.5.3 软件模块固有可靠性特征的预计方法145

6.5.4 开发特征146

6.5.5 模块可靠性预计147

6.5.6 软件系统的可靠性149

6.5.7 应用案例150

7.1.2 软件系统的安全性工作152

7.1.1 软件系统安全性工作的意义152

7.1 概述152

第7章 软件系统安全性分析152

7.1.3 软件安全性分析所需的信息153

7.2 软件系统安全性分析项目153

7.3 软件安全性设计准则155

7.3.1 安全设计156

7.3.2 程序运行156

7.3.3 软件安全关键单元157

7.3.4 接口设计157

7.3.5 操作员接口158

7.3.6 软件安全关键单元的识别158

7.3.7 编码158

7.3.8 测试159

7.4 软件失效模式、效应及危害度分析法159

7.4.1 Reifer关于SFMEA的论述159

7.4.2 SFMEA的新进展161

7.4.3 软件FMEA中的失效模式、影响及严重性分类方法162

7.5 嵌入式软件的FMEA分析法167

7.5.1 计算机控制系统的结构和特征167

7.5.2 嵌入式计算机控制系统的特征167

7.5.3 嵌入式计算机软件的可靠性特征169

7.5.4 嵌入式软件的软硬件综合FMEA分析方法170

7.5.5 嵌入式测速装置软硬件综合FMEA分析（案例之一）170

7.5.6 粮食自动装载传输系统（案例之二）172

7.6 软件故障树分析法174

7.6.1 故障树的逻辑关系174

7.6.2 危险分析175

7.6.3 构造故障树176

7.6.4 故障树分析实例179

7.6.5 软件故障树分析法的用途181

7.7 软件潜藏分析法182

7.7.1 硬件潜藏回路分析方法简介182

7.7.2 软件网络树的构造184

7.7.3 拓扑识别185

7.7.4 线索表的应用186

7.8 软件的Petri网分析法187

7.8.1 Petri网的基本理论187

7.8.2 时间Petri网的安全性分析方法189

第8章 程序的复杂性与可靠性分配191

8.1 概述191

8.2 Halstead复杂性度量192

8.3 Thayer复杂性度量195

8.3.1 逻辑复杂性196

8.3.2 接口复杂性196

8.3.5 可读性197

8.3.7 复杂性与软件错误的关系197

8.3.6 分程序的复杂性197

8.3.4 输入输出复杂性197

8.3.3 计算复杂性197

8.4 图论复杂性度量201

8.4.1 图的性质201

8.4.2 程序流图与McCabe复杂性度量203

8.4.3 节点复杂性203

8.5 软件的可靠性分配205

8.5.1 可靠性分配的目的和要求205

8.5.2 软件可靠性分配的基本关系式206

8.5.3 复杂性系数计算方法207

第9章 软件维护209

9.1 软件维护的基本概念209

9.1.1 生存期层面上的软件维护209

9.1.2 技术层面上的软件维护209

9.1.3 软件的可维护性209

9.1.4 软件可维护性与硬件维修性的区别209

9.1.6 软件维护分类210

9.1.5 软件维护的重要意义210

9.2 软件维护的实施211

9.2.1 软件维护工作内容211

9.2.2 影响软件维护工作的因素211

9.3 逆向工程和再工程212

9.3.1 逆向工程212

9.3.2 再工程213

9.3.3 逆向工程和再工程在软件维护中的作用213

9.4 软件维护的忧患213

9.4.1 传统难题213

9.4.2 新的挑战214

第10章 软件的质量保证216

10.1 ISO 9000系列标准对软件质量管理和质量保证的要求216

10.1.1 ISO 9000系列标准简介216

10.1.2 ISO 9000-3的主要内容217

10.2 国军标GJB-439对软件质量保证的要求218

10.1.3 2000版ISO 9000族标准与软件的质量保证218

10.2.1 管理219

10.2.2 文档219

10.2.3 评审与审查220

10.2.4 其他条款220

10.3 软件能力成熟度模型221

10.3.1 软件过程完善程度的框架221

10.3.2 关键过程222

10.3.3 CSCMM模型223

10.4 国外软件质量保证的经验和案例225

10.4.1 Whited关于软件保证的实践225

10.4.3 日立公司软件质量评估系统235

10.4.2 Knight关于软件质量保证机构的见解和经验239

10.4.4 结果及讨论239

附表1 正态分布分位数表241

附表2 检验的临界值（Dn,g）表242

附表3 错误植入模型区间估计表244