本书是软件可靠性工程领域的权威著作，全面论述了该领域的相关内容，目标是使读者快速理解什么是软件可靠性工程，如何将软件可靠性工程应用于软件开发和测试中，并帮助读者处理紧张的测试时间与软件可靠性之间的矛盾。本书注重实践，提供已经在很多应用系统中成功使用过的方法，并避免使用在实际使用中尚未证实的想法。本书还提供了相关的辅助材料和网站资源，便于读者的学习。
本书适合计算机软件工程及相关专业的学生使用，也可作为软件工程开发人员和管理人员的参考用书。

本书目标是最有效地使读者理解什么是软件可靠性工程，以及如何将软件可靠性工程应用于软件开发和测试。作者的目标是帮助读者处理紧张的测试时间与软件可靠性之间的矛盾（如果测试时间不紧张，还可利用节省下的时间从事其他工作）。软件可靠性工程是一种可以提高个人竞争力的技能，不管读者是开发还是使用基于软件的系统，抑或是正在学习软件使用和开发的大学学生。本书强调的是实践，提供已经在很多应用系统中成功使用的方法，并避免使用尚未在实际使用中经充分证实的思想。
读者会发现作者特别关注测试，但这种关注的角度很广。例如，作者期望测试人员能够参加系统工程团队，并直接与基于软件产品的用户交流。此外，作者设想很多其他软件开发人员会参与到测试工作中来，因此必须更广泛地理解测试。
如果读者是软件测试人员、软件开发人员、系统工程师、系统构架师、质量保证工程师、可靠性工程师或包含软件的项目开发经理，当然还包括正在准备担任上述一种或多种角色的学生，则本书对于这样的读者特别有用。编写本书，就是要使它成为一种课程的学习教材，开始实行软件可靠性工程的案头必备读物，以及解决实际工作中具体问题的参考指南。因此，本书特别强调简化材料，并以易于学习的方式进行组织。本书材料的组织和表述基于作者7年来在这个主题上的教学经验。作者曾经向不同机构中测试各种软件应用系统开发的几千名参与者进行演讲，指导他们学习软件可靠性工程。作者特别注意步步深入地描述软件可靠性工程，并将有关内容以表格的形式组织，并强调这种层次性，便于读者查找每一步的细节。最后，作者还提供与主题有关的术语索引。
第1~6章的核心内容（即除了常见问题、特殊情况和背景以外的内容）只包括在实践中会遇到的一般情况所需的材料。第1章介绍实践中要用到的软件可靠性工程过程。本书的章节组织结构反映了这种过程，第2~6章都涉及一种主要活动，通过统一的例子Fone Follower全面地解释整个过程。这个例子取材于实际项目，但是为了便于学习，作者删除了专门的数据，简化了材料。
每一章都补充提供几节内容，即特殊情况、常见问题和背景。特殊情况部分提供通常只适用于一定项目和系统的技术。常见问题部分是作者根据教授几千名参与者的教学经验和各种机构的咨询经验归纳的大约350个问题和解答。这反映了参与不同项目开发的背景、学习方法和观点。读者会发现其中有些观点也所映了自己的观点。因此，这些常见问题有助于更好地理解本书主题。教师可以将其中的很多问题，以及很多章节末尾给出的思考题作为学生练习。背景部分给出的是能够丰富读者理解该章主题，但又不是实践所必需的补充信息。例如，它提供了证明或支持各种实践活动的理论或说明。补充材料的组织顺序采用自然形式，从在实践中有时会遇到的问题，到对实践的说明，到实践背后的原理，但这些材料并不是必须理解的。
常见问题和背景部分都可能涉及核心部分已经讨论过的问题，但以不同的视点和深度讨论。作者曾经考虑将这些材料熔入相应核心部分，但经过仔细考虑还是决定放弃。大多数实际工作的经验表明，核心部分要尽可能简短，以便迅速掌握基本内容，所有补充材料都应该与核心部分分开。
第7章讨论读者如何在自己的机构中部署软件可靠性工程。丰富读者理解软件可靠性模型的背景材料相当多，因此在第8章中单独介绍。
附录A归纳了软件可靠性工程过程的步骤，如果读者是第一次利用软件可靠性工程，建议读者放在案头经常翻翻，对照检查。作者进行教学时，常常采用专题小组研讨会的方式，每个专题小组的参加人员按照产品线进行组织。讲授完每一章后，每个小组都要讨论与这一章内容有关的材料，并讨论将所学的知识用于具体项目。大学学生可将之作为整体课程的一部分来研究样本软件工程项目，而专题小组可以在实践中很好地与之结合。附录B提供作者用来指导专题小组的模板。这种模板对于项目组部署软件可靠性工程很有帮助，尤其他们采用的是自学方式。
附录C是术语表，附录D归纳的是读者可能需要的公式。附录E列出软件可靠性工程和测试功能，有助于读者使用软件工具。
附录F介绍如何使用CASRE（计算机辅助软件可靠性评估）工具（Nikora 1994）的使用方法。虽然并不是惟一的软件可靠性估计工具，但本书选择这个工具是因为它方便的图形用户界面，而且通过《软件可靠性工程手册》（Handbook of Software Reliability Engineering）（Lyu 1996）所附带的CD ROM很容易得到。CASRE由图形界面和SMERFS（软件统计建模与可靠性功能评估）软件可靠性估计程序组成（Farr and Smith 1992）。CASRE开发人员计划推出经过改进的用户界面。还可以预期推出称为SMERFS Cubed的新版本（SMERFS 3），这个新版本将具有自己的图形界面。这两个新程序都有望在因特网上发布（请参阅下面提及的软件可靠性工程网站）。
有些章节包含思考题，帮助理解所提供材料，附录G给出了这些问题的答案。附录H给出了一些参考论文和软件可靠性工程用户出版的文章。这些论文作为应用系统模型可能会对读者有帮助，特别是那些与读者应用系统类似的系统。
大学学生、研究人员和其他希望深入探索软件可靠性工程理论的人士会发现Musa，Iannino and Okumoto（1987）是很好的参考文献。《IEEE软件工程》会刊和《IEEE可靠性》会刊常常发表这个领域的论文。
IEEE软件可靠性工程技术委员会作为IEEE计算机协会软件工程技术委员会的分支机构，被公认为是这个领域的专业领导机构（网站是http://www.tcse.org）。除了其他活动之外，这个委员会还出版通讯，并资助一年一度的软件可靠性工程国际研讨会。其他有关专业组织还包括IEEE可靠性学会、美国质量控制协会和欧洲的组织ENCRESS（Web站点是http://www.csr.ncl.ac.uk/clubs/encress.html）。因特网上还有电子公告板（可通过vishwa@hac2arpa.hac.com订阅，通过sw-rel@igate1.hac.com发布消息）。
作者个人维护一个定期更新的软件可靠性工程网站（http://members.aol.com/ JohnDMusa/），提供作者根据这本书讲授的课程信息。在这门课程中，读者可以把软件可靠性工程应用于自己的工作中，并得到指导和反馈。这个网站还包括一般概述、针对管理人员的专门内容、进行软件可靠性工程实践的作者所发表的文章、每月一题（带答案）、有关软件可靠性估计程序的信息、与其他网站的链接，以及其他资源。
John D. Musa

（美）John D.Musa：暂无简介

韩柯：暂无简介

软件可靠性工程从使用的观点验证和提高软件可靠性，而不考虑软件系统的内部结构和实现过程，力求以最小的代价，在尽可能短的时间内，使软件系统达到实际使用所需要的可靠水平。因而软件可靠性工程解决的是软件系统使用中的可靠性问题，具有很强的实践性和很高的实用价值。
软件可靠性工程借用了大量硬件可靠性工程的基本概念，而软件都是在硬件平台支撑下工作的，与硬件联系十分紧密。因而软件可靠性工程特别适合软件密集的大型复杂系统和嵌入式系统，能够很好地与硬件可靠性工程结合在一起实施，从而节省测试成本。
本书是关于软件可靠性工程的权威性著作，作者John D. Musa是世界公认的软件可靠性工程创始人之一。本书内容组织由浅入深，使用大量篇幅解答常见问题，列举大量实例，没有更多地陷入理论论述，而是尽可能突出软件可靠性工程的实用性，特别适合软件工程实际工作者，尤其是工程师和项目经理阅读。本书也是计算机应用等相关专业在校本科生、研究生很好的参考用书。
在翻译过程中，除了对原文个别明显错误进行了相应更正外，我们力求忠实原文。但由于译者的知识水平和实际工作经验有限，不当之处在所难免，恳请读者批评指正。参加本书翻译、审校和其他辅助工作的还有：原小铃、李津津、王威、屈健、黄惠菊、韩文臣、朱军、杜蔚轩、解冀海、付程、孟海军、耿民、王强等。
译　 者
2003年初

译者序
前　 言
第1章　 软件可靠性工程概论 1
1.1　 什么是软件可靠性工程，它是如何
帮助开发和测试的 2
1.2　 软件可靠性工程过程 3
1.3　 Fone Follower 5
1.4　 测试的类型 5
1.5　 待测系统 6
1.6　 常见问题 7
1.6.1　 有效性和益处 7
1.6.2　 概念 10
1.6.3　 与其他实践的联系 12
1.6.4　 应用 14
1.7　 背景 16
1.7.1　 软件可靠性概念 17
1.7.2　 可靠性 19
1.7.3　 软件可靠性与硬件可靠性 24
1.7.4　 软件可靠性建模 25
1.8　 问题 26
第2章　 定义必要的可靠性 27
2.1　 概念 27
2.1.1　 失效与错误 27
2.1.2　 失效严重程度类 27
2.1.3　 失效强度 28
2.2　 过程 29
2.2.1　 为产品定义严重程度类的失效 29
2.2.2　 为所有相关系统选择通用度量 30
2.2.3　 为每个要测试的系统建立失效
强度目标 30
2.2.4　 为产品及其变体确定被开发软件
的失效强度目标 34
2.2.5　 制定策略以满足所开发软件的
失效强度目标 35
2.3　 特殊情况 36
2.3.1　 其他失效划分方法 37
2.3.2　 为组件分配失效强度目标 37
2.3.3　 软件安全性与超可靠性 39
2.4　 常见问题 40
2.4.1　 失效的定义 40
2.4.2　 失效严重程度类 41
2.4.3　 建立失效强度目标 42
2.4.4　 概念 45
2.4.5　 应用 47
2.5　 背景 50
2.5.1　 通过严重程度类定义失效 50
2.5.2　 建立系统失效强度目标 57
2.5.3　 可用性 60
2.5.4　 可靠性组合 60
2.6　 问题 61
第3章　 开发操作剖面 63
3.1　 概念 63
3.2　 过程 66
3.2.1　 确定操作模式 66
3.2.2　 确定操作的发起者 67
3.2.3　 选择表格还是图形表示法 68
3.2.4　 创建操作表 68
3.2.5　 确定出现率 72
3.2.6　 确定出现概率 75
3.3　 特殊情况 76
3.3.1　 系统开发期间操作定义进化
的处理 76
3.3.2　 应用模块使用表 78
3.4　 常见问题 78
3.4.1　 使用 78
3.4.2　 概念 80
3.4.3　 应用 81
3.5　 背景 85
3.5.1　 确定操作模式 85
3.5.2　 操作和运行 86
3.6　 问题 87
第4章　 测试准备 89
4.1　 概念 89
4.2　 过程 92
4.2.1　 测试案例准备 92
4.2.2　 测试过程准备 96
4.3　 常见问题 99
4.4　 背景 103
4.4.1　 测试效率 103
4.4.2　 通过使用运行分类提高测试效率 104
4.4.3　 测试选择的图形视图 105
4.5　 问题 106
第5章　 执行测试 107
5.1　 分配测试时间 107
5.2　 调用测试 108
5.3　 标识系统失效 110
5.3.1　 分析测试输出的偏离 110
5.3.2　 确定哪些偏离是失效 111
5.3.3　 估计失效出现的时间 112
5.4　 特殊情况 114
5.4.1　 多配置测试中出现的失效估计 114
5.4.2　 估计失效发生时间中的不确定性 115
5.4.3　 现场中的多版本 117
5.5　 常见问题 117
5.5.1　 测试过程 117
5.5.2　 计算失效 119
5.5.3　 度量发生失效的时间 122
5.6　 背景 127
5.6.1　 分配测试时间 127
5.6.2　 调用测试 127
5.6.3　 计算失效 128
5.7　 问题 129
第6章　 将失效数据应用于指导决策 131
6.1　 确认测试 131
6.2　 可靠性增长测试 133
6.3　 特殊情况 136
6.3.1　 演化的程序 136
6.3.2　 未报告的失效 138
6.3.3　 不同风险水平和分辨率条件下
的确认测试 141
6.3.4　 操作剖面变化 147
6.4　 常见问题 148
6.4.1　 理论 148
6.4.2　 应用 151
6.4.3　 特殊情况 157
6.5　 问题 159
第7章　 部署软件可靠性工程 161
7.1　 说服 161
7.2　 执行部署 162
7.3　 使用咨询公司 164
7.3.1　 咨询方 165
7.3.2　 咨询公司 165
7.4　 常见问题 166
第8章　 软件可靠性模型 173
8.1　 一般特性 174
8.1.1　 随机过程 175
8.1.2　 有错误清除和无错误清除 176
8.1.3　 具体化 177
8.2　 分类 177
8.3　 比较 178
8.3.1　 时间域 179
8.3.2　 模型组 186
8.4　 推荐模型 193
8.4.1　 描述 194
8.4.2　 对数泊松执行时间模型参数
的解释 208
8.4.3　 模型的推导 211
8.4.4　 参数预测 214
8.4.5　 参数估计 223
8.5　 常见问题 226
附录A　 软件可靠性工程过程步骤 229
附录B　 研讨会模板 231
附录C　 术语表 235
附录D　 有用公式小结 241
附录E　 软件工具辅助软件可靠性
工程和测试功能 243
附录F　 使用CASRE 245
附录G　 问题答案 251
附录H　 软件可靠性工程用户文献 255
参考文献 259