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Date de publication : 10 octobre 2012 Date de dernière validation : 01 mars 201

Date de publication : 10 octobre 2012 Date de dernière validation : 01 mars 2015 Mots-clés fiabilité | taux de défaillance | exigences de fiabilité | modèles de croissance Keywords reliability | failure rate | reliability requirements | reliability growth models Pour toute question : Service Relation clientèle Techniques de l’Ingénieur Immeuble Pleyad 1 39, boulevard Ornano 93288 Saint-Denis Cedex Par mail : infos.clients@teching.com Par téléphone : 00 33 (0)1 53 35 20 20 Réf. : SE2520 V2 Quantification de la fiabilité des logiciels Cet article est issu de : Technologies de l'information | Technologies logicielles Architectures des systèmes par Frédérique VALLÉE Résumé Les modèles de quantification de la fiabilité d’un logiciel sont encore très peu utilisés dans l'industrie et restent même un sujet assez controversé. Cet article décrit les fondements théoriques de la modélisation de la fiabilité et en explique les modes d'utilisation. Son objectif est de montrer qu'il s'agit d'une technique statistique valide et applicable aux logiciels. Il est également fait un bilan des pratiques industrielles actuelles et, pour finir, sont données des pistes potentielles d'amélioration de ces pratiques dans l'avenir. Abstract Software reliability models are today seldom used in industry and remain a rather controversial topic. This article describes the theoretical bases of software reliability modeling and explains how to put them into practice. Its goal is to demonstrate that it is a statistical technique that is valid and adapted to the software. This article also provides a review of the current industrial practices and presents potential means of improvement for these practices in the future. Document téléchargé le : 06/11/2019 Pour le compte : 7200031704 - institut algerien du petrole // belkacem BRAHMI // 41.106.3.84 © Techniques de l'Ingénieur | tous droits réservés Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. – © Editions T.I. SE 2 520v2 – 1 Quantification de la fiabilité des logiciels par Frédérique VALLÉE Agrégée de mathématiques Docteur en statistiques Directeur associé de la société ALL4TEC, Massy ien que les modèles de quantification de la fiabilité du logiciel soient un sujet controversé [1], ils restent les seuls à permettre une évaluation objective du niveau de fiabilité obtenu en fin de développement. De ce fait, ce point n’est jamais explicitement traité, ou est abordé de manière subjective, ou encore est remplacé par des exigences sur le processus de réalisation. Dans tous les cas, les techniques de substitution utilisées ne permettent pas d’avoir une idée précise du risque que l’on prend en mettant un logiciel en opération, ce qui est, par essence, le but de la quantification de la fiabilité. Cet article décrit les fondements théoriques de la quantification de la fiabilité du logiciel et en explique les modes d’utilisation. Il s’efforce de lever les princi- pales réticences rencontrées vis-à-vis de la quantification de fiabilité du logiciel en expliquant notamment le processus qui est à l’origine de l’apparition des défaillances et la manière dont les mathématiciens ont proposé de le modé- liser. Il explique également comment les donneurs d’ordre pourraient mettre en œuvre des exigences de fiabilité du logiciel qui concourraient nettement à obtenir une meilleure qualité opérationnelle des composantes informatiques des systèmes complexes qu’ils acquièrent. L’objectif de l’article est de montrer que la modélisation de fiabilité est une technique statistique valide et applicable aux logiciels quelle que soit leur nature : logiciels embarqués, logiciels temps réels, logiciels de système d’infor- mation de tout domaine. L’article fait également un bilan des pratiques industrielles actuelles et donne des pistes potentielles d’évolution de ces pratiques dans l’avenir. 1. Problématique générale de la fiabilité du logiciel........................ SE 2 520v2 2 1.1 Qu’est-ce que la fiabilité du logiciel ?....................................................... — 2 1.2 Fiabilité du logiciel et sûreté de fonctionnement des systèmes programmés ............................................................................................... — 2 1.3 Quel mode de quantification adopter ?.................................................... — 2 1.4 Fiabilité prévisionnelle et fiabilité expérimentale ................................... — 3 2. Modèles de croissance de fiabilité.................................................... — 3 2.1 Évolution des modèles .............................................................................. — 3 2.2 Principaux modèles ................................................................................... — 3 3. Mise en œuvre des modèles ................................................................ — 5 3.1 Processus de collecte et d’étude............................................................... — 5 3.2 Données d’entrée de la modélisation....................................................... — 8 3.3 Exemple type d’étude de fiabilité ............................................................. — 9 3.4 Allocations de fiabilité et formalisation d’exigences de fiabilité ........... — 9 3.5 Recommandations pour la mise en œuvre des modèles ....................... — 10 4. Pratiques industrielles actuelles........................................................ — 11 4.1 Bilan mitigé................................................................................................. — 11 4.2 Intérêt certain du côté des donneurs d’ordre .......................................... — 11 4.3 Regain d’intérêt grâce à l’automatisation des tests ................................ — 12 Pour en savoir plus ......................................................................................... Doc. SE 2 520v2 B Parution : octobre 2012 - Dernière validation : mars 2015 - Ce document a ete delivre pour le compte de 7200031704 - institut algerien du petrole // belkacem BRAHMI // 41.106.3.84 Ce document a ete delivre pour le compte de 7200031704 - institut algerien du petrole // belkacem BRAHMI // 41.106.3.84 Ce document a ete delivre pour le compte de 7200031704 - institut algerien du petrole // belkacem BRAHMI // 41.106.3.84 tiwekacontentpdf_se2520 v2 QUANTIFICATION DE LA FIABILITÉ DES LOGICIELS ________________________________________________________________________________________ Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. – © Editions T.I. SE 2 520v2 – 2 1. Problématique générale de la fiabilité du logiciel 1.1 Qu’est-ce que la fiabilité du logiciel ? La fiabilité d’un logiciel, ou plus généralement d’un système, désigne, selon l’UTE (Union technique de l’électricité), son aptitude à assurer sa mission dans des conditions d’environnement données et pendant une durée donnée. La fiabilité caractérise ainsi la confiance que l’utilisateur peut placer dans le service rendu par un système. Dans cet article, la définition de la fiabilité du logiciel qui fait référence est : « La probabilité d’un logiciel à accomplir l’ensemble des fonctions spécifiées dans son document de référence, dans un environnement donné et pour un temps de fonctionnement donné. » C’est une définition de fiabiliste, qui peut être évaluée par une expression mathématique et qui est donc beaucoup plus restrictive que la définition de la fiabilité du logiciel donnée, par exemple, dans la norme ISO/IEC 25 010 comme étant « l’aptitude du logiciel à maintenir un niveau de performance requis lorsqu’il est utilisé dans les conditions spécifiées ». Cette définition soulève, dans le monde informatique, principale- ment deux réticences : – la première réticence, mise en avant dans les principales normes de sécurité fonctionnelle, et notamment la norme ISO/CEI 61508, repose sur la considération que le logiciel produit des défaillances « systématiques » dont la probabilité d’occurrence ne peut pas être quantifiée. Pourtant le caractère stochastique du processus d’apparition des défaillances du logiciel ne peut pas être nié et il est même possible d’associer deux types d’aléas à ce processus. Le premier aléa est celui qui fait qu’un défaut a une certaine probabilité d’être introduit dans le code avec bien sûr des causes multiples : des spécifications floues, incompréhension entre clients et fournisseurs, perturbations de l’environnement du codeur, etc. Le second aléa est celui qui fait qu’un défaut, généré par le premier aléa, a une certaine probabilité d’être activé lors de l’utilisation du logiciel et ainsi de produire une défaillance. En ce sens, la fiabilité du logiciel peut tout à fait être comparée à la fiabi- lité d’un composant électronique que l’on pondère par des facteurs de qualité (le premier aléa) et de stress ou d’environnement (le second aléa) (cf. les normes de fiabilité prévisionnelle électronique telles que la MIL HDBK 217 ou FIDES) ; – la seconde réticence est due à l’espoir longtemps entretenu de corriger tous les défauts du logiciel pour ramener son taux de défaillance à 0. Cette réticence est également liée à l’amalgame souvent fait implicitement entre la fiabilité du logiciel et le comptage de ses défauts. De fait, dans de nombreux projets, pour évaluer le niveau de fiabilité atteint par le logiciel, les ingénieurs font souvent appel à des métriques qui s’appuient principalement sur le comptage des défauts dans le code : nombre de défauts mis en évidence en relecture, en test unitaire, etc. Ce dernier point s’inscrit tout à fait dans la problématique du mode de quantifica- tion de la fiabilité du logiciel développée ultérieurement. 1.2 Fiabilité du logiciel et sûreté de fonctionnement des systèmes programmés La sûreté de fonctionnement d’un système est en général exprimée à l’aide des quatre principales caractéristiques suivantes : – la fiabilité (F) ; – la maintenabilité (M) ; – la disponibilité (D) ; – la sécurité (S) du système. Nota : de fait, avant que ne soit institué le terme « sûreté de fonctionnement », terme assez récent paru dans les années 1980, on utilisait l’acronyme « FMDS ». Si l’on examine de plus près ces quatre caractéristiques, il est facile de démontrer que les trois premières sont liées (FMD) alors que la sécurité (S) est focalisée sur les défaillances du système pouvant nuire aux biens ou aux personnes. En d’autres termes, on peut considérer que les critères de sûreté de fonctionnement auxquels sont sensibles les clients peuvent être ramenés à uploads/Industriel/ quantification-de-la-fiabilite-des-logiciels.pdf