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计算可靠性分析和程序设计语言对计算可靠性的影响

沈莹  
【摘要】: 随着应用软件的规模逐渐由几百行代码扩展到数万行,软件可靠性开始成为一个重要的研究课题。低可靠性经常会导致重要的、灾难性的后果。一个著名的例子就是第一次海湾战争中,飞毛腿导弹没能被成功拦截。尽管研究人员和工程师提出许多软件可靠度模型,但是软件可靠性问题仍然存在。 我们试图从另一个角度来分析软件可靠性问题。我们分析软件的开发和执行平台可能对软件可靠性产生的影响。该平台包括指令集结构,操作系统,编译器和程序设计语言。我们认为,在特定的平台上开发或者执行的软件将具有一个软件可靠性的最大值,该值会随着平台的不同而变化。我们的最终目标就是构建一个软件参数模型,用以预测在某个平台下软件可以达到的最高可靠度,以及选择出满足给定可靠度要求的软件开发平台。 本论文侧重分析程序语言对软件可靠性的影响。为了清晰地定义失效的概念,本论文重点研究应用软件的计算可靠性,通过对比实验来度量程序语言对计算可靠性的影响。本论文研究了三种流行的程序语言,比较了它们对软件可靠性的影响程度。实验结果显示,Fortran语言的计算可靠度同C/C++语言相当,而Java的计算可靠度要低于C/C++。造成这种差异的主要原因在于程序语言底层函数库,基本运算的计算误差是影响计算可靠性的主要因素。


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