试题三

阅读以下关于嵌入式系统可靠性设计方面的描述，回答下列问题。

【说明】

某宇航公司长期从事宇航装备的研制工作，嵌入式系统的可靠性分析与设计已成为该公司产品研制中的核心工作，随着宇航装备的综合化技术发展，嵌入式软件规模发生了巨大变化，代码规模已从原来的几十万扩展到上百万，从而带来了由于软件失效而引起系统可靠性降低的隐患。公司领导非常重视软件可靠性工作，决定抽调王工程师等5人组建可靠性研究团队，专门研究提高本公司宇航装备的系统可靠性和软件可靠性问题，并要求在三个月内，给出本公司在系统和软件设计方面如何考虑可靠性设计的方法和规范。可靠性研究团队很快拿出了系统及硬件的可靠性提高方案，但对于软件可靠性问题始终没有研究出一种普遍认同的方法。

（1）从硬件角度分析，由于硬件一旦生产完成，其可靠性指标将会随着使用时间延长而逐步老化，从而带来可靠性降低，即呈现失效率服从浴缸曲线；而软件不存在随时间延长而老化的现象，因此，在不考虑软件演化的情况下，失效率在统计上是非增的。

（2）由于硬件是由多种电子器件组成，即使不使用，材料劣化也会导致失效；而软件就不同了，软件一旦调试完成，固化到设备中，在不考虑存储介质的老化因素的前提下，即使不使用该软件，软件也永远不会发生失效。

（3）由于硬件存在可更换性，其硬件通过维修，可恢复原始状态；而对于软件而言，一旦需要维护，必然是存在需求更改、程序存在bug等现象，其维护必然会创建新的软件代码。

（4）一般而言，硬件失效存在一个发展过程，在发生故障之前必然会有报警现象出现，而软件失效之前很少会有警告。

本题要求分析硬件可靠性特征与软件可靠性特征之间的差异或相似之处。

对于第一点，硬件的可靠性会随着使用时间的延长而逐步老化，失效率呈现浴缸曲线；而软件在不考虑演化的情况下，失效率在统计上是非常稳定的，不会因时间延长而增加。

对于第二点，硬件即使不使用也可能因为材料劣化导致失效；而软件一旦调试完成并固化到设备中，除非存储介质老化，否则即使不使用也不会失效。

对于第三点，硬件具有可更换性，可以通过维修来恢复原始状态；而软件维护通常是因为需求更改或存在bug等，维护过程中会创建新的软件代码。

对于第四点，硬件失效通常会有一个发展过程，并且会有报警现象出现；而软件失效前很少会有警告，这增加了软件可靠性问题的隐蔽性和复杂性。