软考高级《系统架构设计师》论文之可靠性设计备考知识点

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可靠性设计，对于只有一些前端基础的我，真的是太友好了。如果论文出现可靠性设计和架构风格的题目，我一定会选这两个题目。

可靠性设计需要遵循的原则

• 软件可靠性设计是软件设计的一部分，必须在软件的总体设计框架中使用，并且不能与其他设计原则相冲突。
• 软件可靠性设计在满足软件质量的前提下，以提高和保障软件可靠性为最终目标。
• 软件可靠性设计应确定软件的可靠性目标，不能无限扩大，并且排在功能、用户需求、开发费用之后考虑。

常见的软件可靠性技术有哪些

容错设计技术

• 恢复块设计

选择一组软件操作作为容错设计单元，把普通的程序块变成恢复块。一个恢复块包含若干个功能相同、设计差异的程序块文本，一个运行文本，多个备份文本，构成“动态冗余”，一旦运行文本出现故障，则用备份文本替换。软件容错的恢复块方法就是使软件包含一些列的恢复块。

• N版本程序设计

N版本程序的核心是通过设计出多个模块或者不同的版本，对于相同的初始条件和相同的输入的操作，实现多数表决，防止其中一个模块/版本的故障提供错误的服务，已实现软件容错。

• 冗余设计

在一套完整的软件体系之外，设计一种不同路径，不同算法或者不同实现方法的模块或系统作为备份，在出现故障的时候，可以用冗余的部分进行替换，从而维持软件系统的正常运行。缺点是费用和资源的消耗会增加。

检错技术

在软件系统中，无需在线容错的地方，或者不能采用冗余设计技术的部分，如果对可靠性要求比较高，故障有可能导致严重后果时，一般需要采用检错技术，在软件出现故障的时候能及时发现并报警。缺点是不能自动解决故障。

降低复杂度设计

软件系统的复杂度与可靠性有着密切的关系，是产生软件缺陷的重要根源。在设计时考虑降低软件的复杂度，是提高软件可靠性的重要手段。减低复杂度的设计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，优化软件数据流向，减低软件复杂度，从而提高软件的可靠性。

软件可靠性分析方法

在软件可靠性设计之前和软件可靠性的设计过程中，都需要采用软件可靠性分析和预测方法，来确定当前系统中的主要可靠性因素和目标。常见的软件可靠性分析方法包括故障树分析方法、失效模式与效应分析方法。

故障树分析法

一种自顶向下的软件可靠性分析方法，即从软件系统不希望发生的事件（顶事件），特别是对人员和设备的安全性产生重大影响的事件开始，向下逐步追查导致顶事件发生的原因，直至基本事件（底事件），从而确定软件故障的原因和各种可能组合方式和发生概率。基本的步骤是：

• 软件故障树的建立
• 定性分析
• 定量分析

失效模式与效应分析方法

在软件开发的早期，通过软件失效模式，分析造成的后果，研究分析各种失效迷失产生的原因，寻找消除和减少有害后果的方法，一边今早发现潜在的问题，并采取相应的措施，从而提高软件可靠性和安全性。