軟件可靠性工程是指為了滿足軟件的可靠性要求而進(jìn)行的一系列設(shè)計(jì)、分析、測試等工作。其中確定軟件可靠性要求是軟件可靠性工程中要解決的首要問題。軟件可靠性要求可以包括定性定及量要求。

　　軟件可靠性測試是在軟件生存周期的系統(tǒng)測試階段提高軟件可靠性水平的有效途徑。各種測試方法、測試技術(shù)都能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致軟件失效的軟件中殘存的缺陷，排除這些缺陷后，一般來講一定會(huì)實(shí)現(xiàn)軟件可靠性的增長，但是排除這些缺陷對(duì)可靠性的提高的作用卻是不一樣的。其中，軟件可靠性測試能最有效地發(fā)現(xiàn)對(duì)可靠性影響大的缺陷，因此可以有效地提高軟件的可靠性水平。

　　軟件可靠性測試也是評(píng)估軟件可靠性水平，驗(yàn)證軟件產(chǎn)品是否達(dá)到軟件可靠性要求的重要且有效的途徑。

　　1　軟件可靠性測試概念

　　“測試”一般是指“為了發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤而執(zhí)行程序的過程”。但是在不同的開發(fā)階段、對(duì)于不同的人員，測試的意義、目的及其采用的方法是有差別的。在軟件開發(fā)的測試階段，測試的主要目的是開發(fā)人員通過運(yùn)行程序來發(fā)現(xiàn)程序中存在的缺陷、錯(cuò)誤。而在產(chǎn)品交付、驗(yàn)收階段，測試主要用來驗(yàn)證軟件產(chǎn)品是否達(dá)到用戶的要求?；蛘哒f，對(duì)于開發(fā)人員，測試是發(fā)現(xiàn)缺陷的一種途徑、手段，而對(duì)于用戶，測試則是驗(yàn)收產(chǎn)品的一種手段。根據(jù)測試用例選取原則的不同，測試可分為黑盒測試方法和白盒測試方法兩大類。黑盒測試方法是指按照軟件需求生成測試用例對(duì)軟件進(jìn)行測試的方法，黑盒測試不關(guān)心程序是如何實(shí)現(xiàn)的;而白盒測試方法則是指根據(jù)程序的結(jié)構(gòu)生成測試用例對(duì)軟件進(jìn)行測試的方法。

　　軟件可靠性測試是指為了保證和驗(yàn)證軟件的可靠性要求而對(duì)軟件進(jìn)行的測試。其采用的是按照軟件運(yùn)行剖面(對(duì)軟件實(shí)際使用情況的統(tǒng)計(jì)規(guī)律的描述)對(duì)軟件進(jìn)行隨機(jī)測試的測試方法。通過軟件可靠性測試可以達(dá)到以下目的：

　　(1) 有效地發(fā)現(xiàn)程序中影響軟件可靠性的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)可靠性增長：軟件可靠性是指“在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下，軟件不引起系統(tǒng)失效的能力，其概率度量稱為軟件可靠度。”軟件的“規(guī)定的條件”主要包括相對(duì)不變的條件和相對(duì)變化的條件，相對(duì)不變的條件如計(jì)算機(jī)及其操作系統(tǒng);相對(duì)變化的條件是指輸入的分布，用軟件的運(yùn)行剖面來描述。按照軟件的運(yùn)行剖面對(duì)軟件進(jìn)行測試一般先暴露在使用中發(fā)生概率高的缺陷，然后是發(fā)生概率低的缺陷。而高發(fā)生概率的缺陷是影響產(chǎn)品可靠性的主要缺陷，通過排除這些缺陷可以有效地實(shí)現(xiàn)軟件可靠性的增長。

　　(2) 驗(yàn)證軟件可靠性滿足一定的要求：通過對(duì)軟件可靠性測試中觀測到的失效情況進(jìn)行分析，可以驗(yàn)證軟件可靠性的定量要求是否得到滿足。

　　(3) 估計(jì)、預(yù)計(jì)軟件可靠性水平：通過對(duì)軟件可靠性測試中觀測到的失效數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以評(píng)估當(dāng)前軟件可靠性的水平，預(yù)測未來可能達(dá)到的水平，從而為開發(fā)管理提供決策依據(jù)。軟件可靠性測試中暴露的缺陷既可以是影響功能需求的缺陷也可以是影響性能需求的缺陷。軟件可靠性測試方法從概念上講是一種黑盒測試方法，因?yàn)樗敲嫦蛐枨?、面向使用的測試，它不需要了解程序的結(jié)構(gòu)以及如何實(shí)現(xiàn)等問題。

　　軟件可靠性測試通常是在系統(tǒng)測試、驗(yàn)收、交付階段進(jìn)行，它主要是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)仿真環(huán)境下進(jìn)行，也可以根據(jù)需要和可能在用戶現(xiàn)場進(jìn)行。

　　2　軟件可靠性測試過程

　　2.1　軟件可靠性測試活動(dòng)

　　軟件可靠性測試的一般過程如圖1所示。主要活動(dòng)包括：測試數(shù)據(jù)、測試環(huán)境的準(zhǔn)備，測試運(yùn)行，可靠性數(shù)據(jù)收集，可靠性數(shù)據(jù)分析和失效糾正。

　　(1) 構(gòu)造運(yùn)行剖面：軟件的運(yùn)行剖面“是指對(duì)系統(tǒng)使用條件的定義。即系統(tǒng)的輸入值用其按時(shí)間的分布或按它們?cè)诳赡茌斎敕秶鷥?nèi)的出現(xiàn)概率的分布來定義”。粗略地說，運(yùn)行剖面是用來描述軟件的實(shí)際使用情況的。運(yùn)行剖面是否能代表、刻畫軟件的實(shí)際使用取決于可靠性工程人員對(duì)軟件的系統(tǒng)模式、功能、任務(wù)需求及相應(yīng)的輸入激勵(lì)的分析，取決于他們對(duì)用戶使用這些系統(tǒng)模式、功能、任務(wù)的概率的了解。運(yùn)行剖面構(gòu)造的質(zhì)量將對(duì)測試、分析的結(jié)果是否可信產(chǎn)生最直接的影響。

　　(2) 選取測試用例：軟件可靠性測試采用的是按照運(yùn)行剖面對(duì)軟件進(jìn)行可靠性測試的方法。因此，可靠性測試所用的測試用例是根據(jù)運(yùn)行剖面隨機(jī)選取得到的。