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係統的可靠性分析與設計
可靠性分析
SFTA（Software Fault Tree Analysis) 軟件故障樹分析。
軟件故障樹分析（SFTA）是一種自頂向下的軟件可靠性分析方法，即從軟件係統不希望發生的事件（頂事件），特別是對人員和設備的安全及可靠性產生重大影響的事件開始，向下逐步追查導致頂事件發生的原因，直至基本事件（底事件），從而確定軟件故障原因的各種可能組合方式和（或）發生概率。
布爾代數法求計算機軟件求取最小割集和最小徑集。
故障樹：
T=A1＋A2
=X1 X2 A3＋X4 A4
=X1 X2 (X1＋X3)＋ X4 (X5＋X6)
=X1 X2 A1＋X1 X2 A3＋ X4 X5＋X4 X6
=X1 X2＋ X4 X5＋X4 X6
所以最小割集為{X1，X2}，{X4，X5}，{X4，X6}。結果得到三個交集的並集，這三個交集就是三個最小割集E1={X1，X2}，E2={X4，X5}，E3={X4，X6}。用最小割集表示故障樹的等效圖如圖：
Reference: https://www.safe001.com/anping/ap_zhishi/8_fenxi.htm
可靠性設計
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容錯設計技術：常用的軟件容錯技術主要有恢複快設計，N版本程序設計和冗餘設計。
1. 恢複快設計中包含有若幹功能相同、設計差異的程序塊，每一時刻有一個處於運行狀態，一旦某程序出現故障，則用備份程序塊予以替換。
•恢複塊法適合隻有一台計算機的情況；•允許隻對較為複雜、容易出故障的程序段進行冗餘；•基本塊與替換塊的設計應盡可能相異；•接收測試的作用非常重要，應能檢測程序執行結果與預期結果的偏離，或檢測和防止能觸發安全事故的輸出
2. N版本設計的核心是通過設計出多個模塊或不同版本，對於相同初始條件和相同輸入的操作結果進行多數表決（防止因其中某一軟件模塊/版本的故障而提供了錯誤的服務，以實現軟件容錯）。
3. 冗餘設計的思路來源於硬件係統，但有所不同。軟件冗餘設計技術是采用多種不同路徑，不同算法或不同實現方法的模塊或係統作為備份，在出現故障時進行替換，維持係統的正常運行。 -
檢錯技術：在無須在線容錯或不能采用冗餘設計技術的部分，但又有較高可靠性需要時，一般采用檢測性設計，在軟件出現故障後能及時發現並報警，明顯的缺點是不能自動解決故障。
•被動式錯誤檢測–在程序的若幹部位設置檢測點，等待錯誤征兆的出現
看門狗的設計：看門狗技術是控製運行時間的一種有效方法。看門狗實際上是一種計時裝置，當計時啟動後看門狗在累計時間，當累計時間到了規定值時觸發到時中斷（即狗叫）。
•主動式錯誤檢測–對程序狀態主動進行檢查 - 避錯設計（降低複雜度設計）： 軟件的複雜性與軟件可靠性有密切關係，軟件複雜性是產生軟件缺陷的重要根源。降低複雜度設計的思想就是在保證實現軟件功能的基礎上，簡化軟件結構。
最後更新：2017-04-02 15:15:05