В современных ТС, использующих цифровые ЭВМ, очень велико значение не только безотказной работы тех­нических средств, но и наличия программ, не имеющих скрытых ошибок. В настоящее время в связи с ростом сложности программ существует тенденция к снижению их качества, увеличению количества ошибок в программах.

Проверка программы часто возможна лишь после объ­единения ее частей, когда изменения в программе связа­ны со значительными затратами времени и средств. Кро­ме того, часто используются ранее составленные блоки программ, что также затрудняет совершенствование дан­ной программы. Не все блоки программируются одинаково тщательно и подробно, иногда теряется однородность на­писания различных блоков. Это обнаруживается обычно' слишком поздно-. Часто встречается ситуация, когда без­ошибочно работавшая программа применяется в новой задаче и на других исходных данных дает неприемлемые по точности, или по времени счета результаты. Имеется ряд других факторов, способствующих появлению в прог­раммах ошибок.

По сложности программы можно разделить на несколь­ко типов. Длина стандартных программ для вычисления элементарных функций не превышает сотни команд. Эти программы проверяются очень тщательно, но иногда в них обнаруживаются ошибки, обычно при специфических зна­чениях аргумента.

Более сложными программами являются трансляторы, которые применяются для преобразования алгоритмов, записанных на языке программирования, в последователь­ность машинных команд. Трансляторы содержат 1000,0— 50 000 команд. Полную проверку транслятора обычно не удается осуществить, поэтому в процессе эксплуатации продолжается выявление ошибок.

Наиболее сложными являются программы управления в реальном масштабе времени, реализуемые на мультипро­цессорных вычислительных машинах (содержат сотни ты­сяч команд). Полная проверка таких программ в процес­се отладки невозможна. Функционирование программ мо­жет быть полностью оценено лишь в процессе применения. Ошибки программ обычно проявляются только при действии определенных входных сигналов, которые    в   данном случае играют роль условий работы программ.

При  рассмотрении  множества  значений входных  сиг­налов ошибки программ могут считаться случайными.

Возможны различные подходы к статистическому ис­следованию ошибок в программах. Во-первых, можно рас­сматривать программы как конечный продукт технологи­ческого процесса их создания-, находить значения показа­телей качества программ при различных характеристиках процесса проектирования программ. При этом может быть рассмотрена также надежность технологической системы или процесса прсектирования программ с учетом отказов по качеству выходного продукта — программ. Этот путь пока еще разработан недостаточно.

Во-вторых, можно проводить аналогии между про­граммами и техническими объектами и рассматривать на­дежность программного обеспечения в процессе его приме­нения. Такой подход пока еще привлекает большее внима­ние специалистов. Рассмотрим его подробнее.

Понятие «ошибка программы» можно определить как несоответствие между данной и некоторой идеальной программами. Однако, если .бы идеальная программа су­ществовала, не было бы проблемы. Поэтому, чтобы ис­пользовать математический аппарат теории надежности, рассматривают отказы программы —события, состоящие в переходе к неверной работе или остановке программы. После появления отказа программисты исследуют прог­рамму с целью поиска (локализации) ошибки'и усовер­шенствования программы.

Можно выделить две группы моделей надежности про­граммного обеспечения. В моделях первой группы про­граммы считаются аналогами невосстанавливаемых объек­тов и находятся значения соответствующих показателей надежности: вероятность безотказной работы (т. е. отсут­ствия проявлений ошибок) программ в течение определен­ного интервала наработки или числа прогонов при эксплуаатации программы в расчетном режиме на соответствую­щей вычислительной машине, средняя наработка до отказа и Др. Ниже рассмотрены соответствующие примеры.

В моделях второй группы работа программы рассмат­ривается как функционирование восстанавливаемого объ­екта и находятся характеристики потока отказов прог­рамм. Такие модели являются более сложными и менее разработанными.