關(guān)于提高艦船裝備軟件保障性的初步研究

摘 要：本文簡要的對軟件保障性的涵義、必要性、特點及軟件保障的基本思路和目標等方面進行了論述，并對國內(nèi)外關(guān)于軟件保障的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀進行了概述。在此基礎(chǔ)上提出了軟件前期設(shè)計和后期維護相結(jié)合的保障方法，并對各種方法的實際運用提供了較為詳盡的建議。

關(guān)鍵詞：艦船裝備；軟件保障；現(xiàn)狀；保障好；好保障

中圖分類號：E925

艦船裝備軟件是針對某種艦船裝備的特定用途而開發(fā)的軟件，它是一種特殊的軟件，它依賴于艦船裝備硬件，并發(fā)揮著極其重要的作用。隨著軟件密集型艦船裝備大量涌現(xiàn)及其本身作用的突顯，艦船裝備軟件的質(zhì)量及其保障能力的高低已成為衡量艦船裝備性能指標的重要因素之一。因此，為了提高艦船裝備的實際效能，必須提高軟件的保障性。根據(jù)目前軟件保障的現(xiàn)狀，如何把軟件保障好就成了亟待解決的問題。

1 軟件保障性概述

1.1 軟件保障性的涵義

軟件保障性是指對軟件完成維護與改進、升級或其他改變的能力。軟件保障性與其軟件的維修性、適應(yīng)性及可修改性有關(guān)，還與軟件生命周期過程、冗余計算能力、維修性及計算機保障資源等有關(guān)。

1.2 軟件保障性的必要性

隨著軟件規(guī)模、復(fù)雜性、重要性的增加，各型裝備的軍事能力能否充分發(fā)揮，很大程度上依賴于裝備中承擔指揮控制功能的計算機軟件，艦船裝備保障性與裝備中軟件的性能息息相關(guān)。在實際應(yīng)用過程中，各型裝備性能的發(fā)揮，很大程度上依賴于軟件更改的靈活性和強度，它不會像硬件一樣老化磨損，但需要缺陷維護和技術(shù)更新。并且軟件維護費用在軍用系統(tǒng)壽命周期費用中占有很大的比重。

1.3 軟件保障性的特點

軟件在交付用戶使用后幾乎總是要修改，以便提高系統(tǒng)性能，使軟件能夠兼容其它的系統(tǒng)更改。而軟件更改必須分析并確定更改所造成的進度、軟件開發(fā)、生產(chǎn)以及經(jīng)費等方面的影響。這些都是軟件的保障性的內(nèi)容，與硬件保障相比較，軟件保障在包括保障方式、保障人員和保障經(jīng)費等方面都有很大的不同。

1.4 軟件保障的基本思路

軟件保障應(yīng)覆蓋軟件的整個生命周期。包含以下3個層面：運行、軟件管理和更改。

“運行”覆蓋了軟件實際使用中的所有問題包括：軟件執(zhí)行的功能、安裝、卸載、配置、恢復(fù)等。

“軟件管理”覆蓋了從軟件新基線產(chǎn)生到軟件交付給用戶的全部問題。

“更改”覆蓋了由于排錯的需要和用戶增改功能的需要所涉及的軟件進化的全部問題。

1.5 軟件保障的目標

對軟件實施保障，既要考慮部隊現(xiàn)行的裝備保障體制、保障模式，也要充分考慮軟件保障的特點、規(guī)律和基本要求。我們的最終目標是要確保軟件列裝后始終做到無故障運行、無失泄密事故、不斷適應(yīng)新的軍事需求和不斷變化的運行環(huán)境。

2 國內(nèi)外關(guān)于軟件保障的現(xiàn)狀

2.1 國外現(xiàn)狀

國外軍方對軍用軟件的保障問題十分重視。從20世紀80年代美軍就已開始大規(guī)模研究軍用軟件保障問題，20世紀90年代以來，其軍用軟件在保障原則、模式、途徑和過程等方面的研究工作進展較快。

2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

近年來，有不少軟件相關(guān)技術(shù)人員對軟件的特性和過程進行了研究，并從不同角度對為提高軟件保障性做出了貢獻。但是，在軍用裝備領(lǐng)域，軟件保障還沒有形成一個引人注目的方向，它的關(guān)注度遠遠低于硬件的保障性，甚至還低于軟件可靠性和維修性等領(lǐng)域。

我國的軟件保障研究主要體現(xiàn)在對軟件的復(fù)制、分發(fā)、安裝及培訓方法和技術(shù)的研究，對軍用軟件保障問題的系統(tǒng)化研究還處于起步階段。

軟件設(shè)計中存在以下幾個誤區(qū)：（1）軟件設(shè)計開發(fā)只注重功能實現(xiàn)，不重視考慮其它因素。（包括：可靠性、測試性、維護性、安全性、保障性以及環(huán)境適應(yīng)性等）。（2）只重視軟件開發(fā)，不重視軟件測試。（3）軟件的修改和改進引入新的保障問題。（4）軟件后期保障工作，但措施操作性不強。

試想，一個軟件不發(fā)生或很少有故障，一旦發(fā)生故障又可以很快恢復(fù)，既能方便地保障（好保障），又有適宜的保障資源（保障好），那么這個軟件一直處于可用狀態(tài)，具有很好的完好性。正如有的人說的一樣做好“好保障”“保障好”六個字，就是做好軟件綜合保障工作的簡單概括。

3 實現(xiàn)“好保障”的方法

3.1 制定完善開發(fā)方案

前些年，我們在研制艦船裝備時，總是先研制出滿足作戰(zhàn)性能的裝備，而后再開展艦船裝備軟件的設(shè)計工作。這種方法的缺陷是：不僅增加研制費用、減緩研制的速度，而且未能綜合考慮裝備研制與其軟件設(shè)計的關(guān)聯(lián)性而往往造成艦船軟件的保障性的先天不足。因此，近年來我們在研制艦船裝備伊始，就同時開始制定完善的裝備軟件設(shè)計方案。

在制定艦船裝備軟件設(shè)計方案時，要綜合考慮其可靠性、測試性、維護性、安全性、保障性以及環(huán)境適應(yīng)性等因素。做好這些工作有利于大大提高軟件設(shè)計的可靠性，可以有效減少因軟件設(shè)計缺陷而導(dǎo)致的艦船裝備故障、維修困難、維修費用高等一系列問題的出現(xiàn)。可以說，軟件設(shè)計開發(fā)的越完善，軟件的可靠性就越好，相應(yīng)的保障性也好。

3.2 深入分析軟件架構(gòu)

軟件架構(gòu)是軟件最初的設(shè)計，架構(gòu)設(shè)計要實現(xiàn)可靠性、安全性、可擴展性、可維護性等方面的目標。因此，在軟件架構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮軟件從需求到設(shè)計每個細節(jié)，尤其艦船裝備軟件的架構(gòu)設(shè)計還應(yīng)充分考慮到其特殊性，使整個項目開發(fā)盡量效率高、開發(fā)簡單、維護方便、升級容易。

3.3 嚴格規(guī)范軟件編碼

艦船裝備的軟件一般是用可視化的高級編程語言來開發(fā)。因為高級語言編寫的程序比低級語言編寫的程序易于維護。編碼應(yīng)盡量只使用一種符合標準的高級語言。為了提高程序的可讀性，程序員應(yīng)在源程序中加入足夠的注釋和按照結(jié)構(gòu)化格式進行編寫。如軟件開發(fā)需要多名程序員，程序員之間則需要提前約定一個大致的格式，避免造成五花八門的編碼形式，給后期保障造成不必要的困難。

3.4 反復(fù)開展軟件測試

通過軟件測試的方法可以驗證軟件是否滿足所期望的功能，發(fā)現(xiàn)軟件中存在的缺陷和問題。軟件開發(fā)過程中應(yīng)盡早開展軟件測試工作，將軟件在各個階段進行的測試中發(fā)現(xiàn)問題并且及時回歸，盡可能的保障軟件的質(zhì)量。

3.5 軟件應(yīng)用中的反饋與改進

大量的編碼在開發(fā)過程中并非都考慮到了保障性。即使原來是良好設(shè)計和良好實現(xiàn)的編碼和邏輯，也會因無休止的“排錯和修補”工作受到破壞。所以一個軟件在設(shè)計開發(fā)時要考慮到保障問題，還要在保障的過程中考慮到將來軟件的保障。

4 實現(xiàn)“保障好”的方法

軟件的保障性工作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，可從以下幾個方面著手開展軟件保障工作：

4.1 保障方案

在裝備軟件論證和方案階段就開始制定軟件保障方案。是完成各類保障任務(wù)的總體描述。為了制定好保障方案。首先，同樣要開展使用研究和比較分析，研究分析保障任務(wù)的頻度與持續(xù)時間、保障條件等；對比同類裝備的保障情況、現(xiàn)有的保障能力考慮本裝備的特點及對保障的需求。其次，在比較和分析的基礎(chǔ)上，確定保障方案。關(guān)于保障方案可以考慮以下幾個方面的內(nèi)容（見表1）：

4.2 保障人員

開展軟件保障性工作遇到的另外一個重要問題是軟件保障的人員太少甚至沒有專門的軟件保障人員。軟件保障人員的基礎(chǔ)也存在一定的差異，可以考慮讓軟件開發(fā)人員和專門保障人員共同參與軟件保障工作。開發(fā)人員可以給專門保障人員（可以是使用方）做好適當?shù)呐嘤?，專門保障人員做好日常保障工作。一旦軟件出現(xiàn)了非正常情況可由開發(fā)人員實施保障。這樣既可使保障人員各司其職，也能夠使人力資源得到更充分的利用。

4.3 保障經(jīng)費

由于開展軟件保障工作需要專門的人員和專門的環(huán)境，人才培養(yǎng)也需要不少的投入。很多單位為了節(jié)省成本，此項工作就少做或者不做。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，裝備使用階段的使用與保障費用約占裝備壽命周期費用的50%-80%。而裝備一旦出現(xiàn)問題再需要解決問題，所需費用將會大幅增加。所謂，要想攻其事必先利其器，其實必要的投入能使保障工作達到事半功倍的效果。如果將軟件開發(fā)與保障同步起來，先建立起高效的保障機制，將會大大減少保障費用。

5 結(jié)束語

隨著高新技術(shù)裝備的大量使用，軟件保障的重要性越來越明顯。軟件保障的最終目標是以合理的壽命周期費用保持裝備軟件的無故障運行并及時而又準確滿足用戶的新需求。本文提出了要提高軟件的保障性應(yīng)在軟件整個生存周期中的各個階段都應(yīng)綜合考慮軟件保障的因素并制定相應(yīng)保障措施。在以后的工作中，將此思路落實到軟件開發(fā)的具體工作中，研究行之有效、操作簡便的軟件保障實施辦法。

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作者簡介：常麗娟（1980-），女，北京人，工程師，本科，研究方向：艦船裝備軟件開發(fā)與維護。

作者單位：海軍七〇一工廠，北京 100015