软件可靠性定量核心指标与关系深入解析

目录

一、核心指标与概念

1.失效概率 F(t)

2.可靠度 R(t)

3.失效强度（故障率） λ(t)

4.平均失效前时间 (MTTF)

5.平均恢复前时间 (MTTR)

6.平均故障间隔时间 (MTBF)

7.系统可用性 AA

二、指标之间的关系

三、工程应用与实践

1.软件可靠性测试

2.运维与 SLA 管控

3.可靠性设计优化

四、实例解析

五、总结

1）软件可靠性定量关系图

2）Musa-Okumoto 可靠性增长模型

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一、核心指标与概念

1.失效概率 F(t)

• 定义：系统在时间 t 内发生至少一次故障的概率。

• 特性：

     F(t)=1−R(t)

  • 单调递增，随着时间趋近无穷大而趋向 1。

  • 是可靠度的补集：

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2.可靠度 R(t)

• 定义：系统在时间 tt 内持续无故障运行的概率。

• 数学关系：

R(t)=1−F(t)

• 物理含义：数值越大，表示系统在该时间段内“不出问题”的概率越高。

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3.失效强度（故障率） λ(t)

• 定义：单位时间内发生失效的速率。

• 常见形式：

  • 恒定故障率：适用于软件稳定期。

  • 变化故障率：常见于软件迭代早期（发现缺陷较多）。

• 关系式： 若失效服从指数分布：

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4.平均失效前时间 (MTTF)

• 定义：系统从开始运行到第一次失效的期望时间。

• 公式：

• 适用场景：一次性任务、不可修复系统。

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5.平均恢复前时间 (MTTR)

• 定义：故障发生后，从检测、诊断、修复到恢复运行所需的平均时间。

• 组成部分：

  • 故障检测时间

  • 故障定位时间

  • 修复/替换时间

  • 验证与恢复上线时间

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6.平均故障间隔时间 (MTBF)