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随着计算机技术的发展,计算机软件的质量越来越受到人们的关注。尤其是安全关键性软件,比如航空航天领域的软件,我们更加关心这些软件的可靠性。那么如何来开发可靠的软件,如何来验证软件的可靠性就是我们需要解决的问题。
软件失效模式与影响分析是从硬件失效模式与影响分析技术发展过来的,对软件以及软件所嵌入的系统进行可靠性分析的一种方法。它是一种“自底向上”的分析,最底层一级的影响逐级向上传播,直到系统的最顶层。通过识别软件失效模式、分析失效机理,查找失效原因,评价软件失效对系统造成的影响,并提出针对性改进措施。在包含有软件的系统设计中应用失效模式与影响分析技术,可使分析者识别潜在的设计缺陷,并且推进设计的改进。
目前,软件失效模式与影响分析技术不像硬件的发展那样成熟。在国内,还没有专门针对软件实施该技术的国家标准和国家军用标准。因此,本文针对软件失效模式与影响分析技术的研究现状,以我国相关的软件可靠性标准为基础,提出了一套基于国标和国军标的软件失效模式与影响分析的研究方案,该方案包括对软件实施失效模式与影响分析的应用框架和框架中一些关键技术的具体分析方法。
本文在对国内外软件失效模式与影响分析技术和国内软件可靠性标准进行研究和分析的基础上,参考美国航空航天管理局颁布的关键软件开发指南,提出了一个基于我国国标和国军标的软件失效模式与影响分析方法的应用框架。该框架涉及了软件失效模式与影响分析方法的层次模型,实施阶段以及实施流程等内容。
随后,本文针对所提出的基于国标和国军标的软件失效模式与影响分析应用框架,对其中的软件系统说明及结构分解、失效严重度等级定义、失效模式概率等级定义、失效模式及其影响分析和失效模式危害程度分析等关键技术进行了研究,提出了适合这些关键技术的具体分析方法,并用实例进行了验证,使所提出的应用框架能有效地实施于软件的可靠性分析中。
本文还根据以上技术和理论方法的研究,设计了一个应用分析工具的原型,用来验证所提出方法的可行性,并可以使基于国标和国军标的SFMEA技术的实施更加方便高效。