关于提高舰船装备软件保障性的初步研究

摘 要：本文简要的对软件保障性的涵义、必要性、特点及软件保障的基本思路和目标等方面进行了论述，并对国内外关于软件保障的研究与应用现状进行了概述。在此基础上提出了软件前期设计和后期维护相结合的保障方法，并对各种方法的实际运用提供了较为详尽的建议。

关键词：舰船装备；软件保障；现状；保障好；好保障

中图分类号：E925

舰船装备软件是针对某种舰船装备的特定用途而开发的软件，它是一种特殊的软件，它依赖于舰船装备硬件，并发挥着极其重要的作用。随着软件密集型舰船装备大量涌现及其本身作用的突显，舰船装备软件的质量及其保障能力的高低已成为衡量舰船装备性能指标的重要因素之一。因此，为了提高舰船装备的实际效能，必须提高软件的保障性。根据目前软件保障的现状，如何把软件保障好就成了亟待解决的问题。

1 软件保障性概述

1.1 软件保障性的涵义

软件保障性是指对软件完成维护与改进、升级或其他改变的能力。软件保障性与其软件的维修性、适应性及可修改性有关，还与软件生命周期过程、冗余计算能力、维修性及计算机保障资源等有关。

1.2 软件保障性的必要性

随着软件规模、复杂性、重要性的增加，各型装备的军事能力能否充分发挥，很大程度上依赖于装备中承担指挥控制功能的计算机软件，舰船装备保障性与装备中软件的性能息息相关。在实际应用过程中，各型装备性能的发挥，很大程度上依赖于软件更改的灵活性和强度，它不会像硬件一样老化磨损，但需要缺陷维护和技术更新。并且软件维护费用在军用系统寿命周期费用中占有很大的比重。

1.3 软件保障性的特点

软件在交付用户使用后几乎总是要修改，以便提高系统性能，使软件能够兼容其它的系统更改。而软件更改必须分析并确定更改所造成的进度、软件开发、生产以及经费等方面的影响。这些都是软件的保障性的内容，与硬件保障相比较，软件保障在包括保障方式、保障人员和保障经费等方面都有很大的不同。

1.4 软件保障的基本思路

软件保障应覆盖软件的整个生命周期。包含以下3个层面：运行、软件管理和更改。

“运行”覆盖了软件实际使用中的所有问题包括：软件执行的功能、安装、卸载、配置、恢复等。

“软件管理”覆盖了从软件新基线产生到软件交付给用户的全部问题。

“更改”覆盖了由于排错的需要和用户增改功能的需要所涉及的软件进化的全部问题。

1.5 软件保障的目标

对软件实施保障，既要考虑部队现行的装备保障体制、保障模式，也要充分考虑软件保障的特点、规律和基本要求。我们的最终目标是要确保软件列装后始终做到无故障运行、无失泄密事故、不断适应新的军事需求和不断变化的运行环境。

2 国内外关于软件保障的现状

2.1 国外现状

国外军方对军用软件的保障问题十分重视。从20世纪80年代美军就已开始大规模研究军用软件保障问题，20世纪90年代以来，其军用软件在保障原则、模式、途径和过程等方面的研究工作进展较快。

2.2 国内现状

近年来，有不少软件相关技术人员对软件的特性和过程进行了研究，并从不同角度对为提高软件保障性做出了贡献。但是，在军用装备领域，软件保障还没有形成一个引人注目的方向，它的关注度远远低于硬件的保障性，甚至还低于软件可靠性和维修性等领域。

我国的软件保障研究主要体现在对软件的复制、分发、安装及培训方法和技术的研究，对军用软件保障问题的系统化研究还处于起步阶段。

软件设计中存在以下几个误区：（1）软件设计开发只注重功能实现，不重视考虑其它因素。（包括：可靠性、测试性、维护性、安全性、保障性以及环境适应性等）。（2）只重视软件开发，不重视软件测试。（3）软件的修改和改进引入新的保障问题。（4）软件后期保障工作，但措施操作性不强。

试想，一个软件不发生或很少有故障，一旦发生故障又可以很快恢复，既能方便地保障（好保障），又有适宜的保障资源（保障好），那么这个软件一直处于可用状态，具有很好的完好性。正如有的人说的一样做好“好保障”“保障好”六个字，就是做好软件综合保障工作的简单概括。

3 实现“好保障”的方法

3.1 制定完善开发方案

前些年，我们在研制舰船装备时，总是先研制出满足作战性能的装备，而后再开展舰船装备软件的设计工作。這种方法的缺陷是：不仅增加研制费用、减缓研制的速度，而且未能综合考虑装备研制与其软件设计的关联性而往往造成舰船软件的保障性的先天不足。因此，近年来我们在研制舰船装备伊始，就同时开始制定完善的装备软件设计方案。

在制定舰船装备软件设计方案时，要综合考虑其可靠性、测试性、维护性、安全性、保障性以及环境适应性等因素。做好这些工作有利于大大提高软件设计的可靠性，可以有效减少因软件设计缺陷而导致的舰船装备故障、维修困难、维修费用高等一系列问题的出现。可以说，软件设计开发的越完善，软件的可靠性就越好，相应的保障性也好。

3.2 深入分析软件架构

软件架构是软件最初的设计，架构设计要实现可靠性、安全性、可扩展性、可维护性等方面的目标。因此，在软件架构设计时，要充分考虑软件从需求到设计每个细节，尤其舰船装备软件的架构设计还应充分考虑到其特殊性，使整个项目开发尽量效率高、开发简单、维护方便、升级容易。

3.3 严格规范软件编码

舰船装备的软件一般是用可视化的高级编程语言来开发。因为高级语言编写的程序比低级语言编写的程序易于维护。编码应尽量只使用一种符合标准的高级语言。为了提高程序的可读性，程序员应在源程序中加入足够的注释和按照结构化格式进行编写。如软件开发需要多名程序员，程序员之间则需要提前约定一个大致的格式，避免造成五花八门的编码形式，给后期保障造成不必要的困难。

3.4 反复开展软件测试

通过软件测试的方法可以验证软件是否满足所期望的功能，发现软件中存在的缺陷和问题。软件开发过程中应尽早开展软件测试工作，将软件在各个阶段进行的测试中发现问题并且及时回归，尽可能的保障软件的质量。

3.5 软件应用中的反馈与改进

大量的编码在开发过程中并非都考虑到了保障性。即使原来是良好设计和良好实现的编码和逻辑，也会因无休止的“排错和修补”工作受到破坏。所以一个软件在设计开发时要考虑到保障问题，还要在保障的过程中考虑到将来软件的保障。

4 实现“保障好”的方法

软件的保障性工作是一项复杂的系统工程，可从以下几个方面着手开展软件保障工作：

4.1 保障方案

在装备软件论证和方案阶段就开始制定软件保障方案。是完成各类保障任务的总体描述。为了制定好保障方案。首先，同样要开展使用研究和比较分析，研究分析保障任务的频度与持续时间、保障条件等；对比同类装备的保障情况、现有的保障能力考虑本装备的特点及对保障的需求。其次，在比较和分析的基础上，确定保障方案。关于保障方案可以考虑以下几个方面的内容（见表1）：

4.2 保障人员

开展软件保障性工作遇到的另外一个重要问题是软件保障的人员太少甚至没有专门的软件保障人员。软件保障人员的基础也存在一定的差异，可以考虑让软件开发人员和专门保障人员共同参与软件保障工作。开发人员可以给专门保障人员（可以是使用方）做好适当的培训，专门保障人员做好日常保障工作。一旦软件出现了非正常情况可由开发人员实施保障。这样既可使保障人员各司其职，也能够使人力资源得到更充分的利用。

4.3 保障经费

由于开展软件保障工作需要专门的人员和专门的环境，人才培养也需要不少的投入。很多单位为了节省成本，此项工作就少做或者不做。据统计资料显示，装备使用阶段的使用与保障费用约占装备寿命周期费用的50%-80%。而装备一旦出现问题再需要解决问题，所需费用将会大幅增加。所谓，要想攻其事必先利其器，其实必要的投入能使保障工作达到事半功倍的效果。如果将软件开发与保障同步起来，先建立起高效的保障机制，将会大大减少保障费用。

5 结束语

随着高新技术装备的大量使用，软件保障的重要性越来越明显。软件保障的最终目标是以合理的寿命周期费用保持装备软件的无故障运行并及时而又准确满足用户的新需求。本文提出了要提高软件的保障性应在软件整个生存周期中的各个阶段都应综合考虑软件保障的因素并制定相应保障措施。在以后的工作中，将此思路落实到软件开发的具体工作中，研究行之有效、操作简便的软件保障实施办法。

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作者简介：常丽娟（1980-），女，北京人，工程师，本科，研究方向：舰船装备软件开发与维护。

作者单位：海军七〇一工厂，北京 100015