架构设计笔记-9-软件可靠性

目录

知识要点

综合知识

案例分析

1.可靠性特性,软硬件可靠性对比

论文

1.论软件可靠性设计技术的应用


知识要点

软件架构需求过程主要是获取用户需求,标识系统中所要用到的构件,并进行架构需求评审。其中,标识构件又详细地分为生成类图对类图进行分组将类打包成构件 3 个步骤。

软件构件指软件系统中具有一定意义的、相对独立的构成成分,是可以被重用的软件实体,构件提供了软件重用的基本支持。构件有以下几个基本属性:

  1. 构件是可独立配置的单元,因此构件必须自包容
  2. 构件强调与环境和其他构件的分离,因此构件的实现是严格封装的,外界没机会或没必要知道构件内部的实现细节。
  3. 构件可以在适当的环境中被复合使用,因此构件需要提供清楚的接口规范,可以与环境交互。
  4. 在任何环境中,最多仅有特定构件的一份副本。 

硬件可靠性设计技术:故障树分析(FTA),失效模式与效应分析(FMEA)。 

软件可靠性设计技术

  1. 容错设计技术:适用于软件失效后果特别严重的场合。如飞行控制系统,空中交通管制系统,核反应堆安全控制系统等。
    1. 恢复快设计:选择一组操作作为容错设计单元,从而把普通的程序块变成恢复块。被选择用来构造恢复快的程序块可以是模块,过程,子程序和程序段等。一个恢复块包含有若干个功能相同,设计差异的程序块文本,每一时刻有一个文本处于运行状态。一旦该文本出现故障,则用备份文本加以替换,从而构成“动态冗余”。
    2. N版本程序设计:核心是通过设计出多个模块或不同版本,对于相同初始条件和相同输入的操作结果,实行多数表决,防止其中某一软件模块/版本的故障提供错误服务,以实现软件按容错。
    3. 冗余设计:实现原理是在一套完整的软件系统之外,设计一种不同路径,不同算法或不同实现方法的模块或系统作为备份,在出现故障时可以使用冗余部分进行替换,从而维持软件系统的正常运行。
  2. 检错设计技术:缺点是不能自动解决故障,出现故障后必须人工干预。
  3. 降低复杂度设计技术:思想是在保证实现软件功能的基础上,简化软件结构,缩短程序代码长度,优化软件数据流向,降低软件复杂度,从而提高可靠性。
  4. 系统配置技术:系统配置中的容错,提高系统整体可靠性。
    1. 双机热备技术:采用“心跳”保证主备系统的联系。有三种工作模式:双机热备模式(Active/Standby),双机互备模式,双机双工模式。
    2. 服务器集群技术:一组相互独立的服务器在网络中组合成为单一的系统工作,并以单一系统的模式加以管理。

综合知识

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1.论软件可靠性设计技术的应用

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