故障診斷例程

例程是一種電腦程式，是與一項計算任務相對應的處理對象和處理規則的描述。可以是一個主程式的一部分或一個專用程式，也可包含若干個子程式。故障診斷例程是用於檢測系統或程式錯誤的例行程式，通常由設備開發商作為支援軟體提供給用戶。

基本介紹

• 中文名：故障診斷例程
• 外文名：fault diagnostic routine
• 學科：計算機
• 定義：檢測系統或程式錯誤的例行程式
• 有關術語：故障
• 領域：計算機系統

簡介

故障是電腦程式的語法錯誤或邏輯錯誤。故障診斷例程是用於檢測系統或程式錯誤的例行程式。在計算機運行過程中，總會時不時地出現故障。一般故障不同，系統調用故障診斷例程也不同。對於故障診斷例程，作業系統一般通過API、服務等方式讓其他程式調用。

例程

例程是指可多次使用的電腦程式或其一部分。這裡程式一詞指低級語言程式。也有人把例程視為子例程的同義語。例程的概念幾乎是伴隨電腦程式而產生的。大多數程式都需要將其求解問題的結果輸出，這就有了例程。它用於啟動輸出設備，將數據按其規定格式送至輸出設備，控制，監督輸出操作等。又如，用戶常常通過提示指令（命令）的執行順序，或通過提示結果，對程式進行檢查，這可以用跟蹤例程來完成。最常用的服務性例程有彙編例程、編輯例程、輸入例程、故障程式診斷例程、分類例程。一個較大的軟體系統往往由若干個例程組成。比如作業系統可由諸如檔案管理例程、資源管理例程、作業調度例程、輸入輸出例程、時鐘管理例程、同步出口例程、錯誤分析出口例程等組成。

故障

故障是系統不能執行規定功能的狀態。通常而言，故障是指系統中部分元器件功能失效而導致整個系統功能惡化的事件。設備的故障一般具有五個基本特徵：層次性、傳播性、放射性、延時性、不確定性等。

基本特徵

設備的故障一般具有如下五個基本特徵：

(1)層次性。複雜的設備，可劃分為系統、子系統、部件、元件，表現一定的層次性，與之相關聯，設備的故障也具有層次性的特徵，即設備的故障可能出現在系統、子系統、部件、元件等不同的層次上。

(2)傳播性。元件的故障會導致部件的故障，部件的故障會引起系統的故障，故障會沿著部件一子系統一系統的路徑傳播。

(3)放射性。某一部件的故障可能會引起與之相關聯的部件發生故障。

(4)延時性。設備故障的發生、發展和傳播有一定的時間過程，設備故障的這種延時性特徵為故障的前期預測預報提供了條件。

(5)不確定性。設備故障的發生具有隨機性、模糊性、不可確知性。

軟體故障

定義

軟體故障是指軟體運行過程中出現的一種不希望或不可接受的內部狀態，或是將軟體故障區分為語法大小和語義大小，語法大小為受一個故障影響的代碼行數，語義大小為其輸出結果不正確的輸入空間的大小。

原因

軟體發生故障的原因主要有兩個方面：( 1) 內部因素。隨著計算機控制對象複雜程度提高和軟體功能增強，軟體規模不斷增大。例如，Windows NT 作業系統的代碼大約有 3200萬行。並且軟體內部狀態、路徑高度複雜。參與軟體開發各個階段的人的思維和交流不可能完美無缺，在設計這樣複雜的系統時難免犯錯誤，導致軟體留下缺陷。( 2) 外部因素。通常軟體是在開發環境中進行測試,在運行環境中使用。對軟體進行充分測試往往很困難，進行窮舉測試，達到完全的路徑覆蓋、狀態覆蓋幾乎不可能。所以，即使是在開發軟體產品時進行過大量測試，也不能完全發現和消除可能存在的缺陷；同時軟體產品的開發環境與使用環境往往存在較大的差異，因此軟體產品在使用時仍然可能發生故障。

軟體故障診斷的含義

人在參與軟體生存周期各個階段工作時難免出現錯誤。因此，從廣義上說，軟體故障診斷的目標包括軟體需求分析、設計、編碼、測試、使用、維護等軟體生存周期各階段所造成的缺陷。軟體故障診斷 ,“診”在於進行客觀的狀態檢測，包括採用各種測量、分析和診別方法 ; “斷”則需要確定軟體故障特性、軟體故障模型、軟體故障部位以及說明軟體故障產生的原因，並且提出相應的糾正措施和預防措施等。軟體故障檢測是根據系統提出的軟體故障診斷請求，採取一定的檢測方法，獲取軟體中的各種信息，獲得可能出現軟體故障的徵兆，識別軟體是否正常運行或存在故障，並為軟體故障定位提供依據。這些檢測方法包括根據檢查表和規則等進行靜態測試、設計測試用例進行動態測試、建立軟體故障樹進行分析、採用變異測試方法進行軟體故障模擬或者建立系統模型進行形式化驗證等。

故障診斷

故障診斷也稱診斷，查找設備或系統的故障的 過程。用來檢查尋找故障的程式稱為診斷程式，對其它 設備或系統執行診斷的系統稱為診斷系統。故障診斷的主要任務有：故障檢測、故障類型判斷、故障定位及故障恢復等。其中：故障檢測是指與系統建立連線後，周期性地向下位機傳送檢測信號，通過接收的回響數據幀，判斷系統是否產生故障；故障類型判斷就是系統在檢測出故障之後，通過分析原因，判斷出系統故障的類型；故障定位是在前兩部的基礎之上，細化故障種類，診斷出系統具體故障部位和故障原因，為故障恢復做準備；故障恢復是整個故障診斷過程中最後也是最重要的一個環節，需要根據故障原因，採取不同的措施，對系統故障進行恢復。

性能指標

評價一個故障診斷例程的性能指標有：

1）故障檢測的及時性：是指系統在發生故障後，故障診斷系統在最短時間內檢測到故障的能力。故障發生到被檢測出的時間越短說明故障檢測的及時性越好。

2）早期檢測的靈敏度：是指故障診斷系統對微小故障信號的檢測能力。故障診斷系統能檢測到的故障信號越小說明其早期檢測的靈敏度越高。

3）故障的誤報率和漏報率：誤報指系統沒有出去故障卻被錯誤檢測出發生故障；漏報是指系統發生故障卻沒有被檢測出來。一個可靠的故障診斷系統應儘可能使誤報率和漏報率最小化。

4）故障分離能力：是指診斷系統對不同故障的區別能力。故障分離能力越強說明診斷系統對不同故障的區別能力越強，對故障的定位就越準確。

5）故障辨識能力：是指診斷系統辨識故障大小和時變特性的能力。故障辨識能力越高說明診斷系統對故障的辨識越準確，也就越有利於對故障的評價和維修。

6）魯棒性：是指診斷系統在存在噪聲、干擾等的情況下正確完成故障診斷任務，同時保持低誤報率和漏報率的能力。魯棒性越強，說明診斷系統的可靠性越高。

7）自適應能力：是指故障診斷系統對於變化的被測對象具有自適應能力，並且能夠充分利用變化產生的新信息來改善自身。