通过软件分析实现安全测量

　　1 介绍

　　由于软件控制的测量仪器在法定计量中的使用正在增加。因此，目前软件成为测量仪器的一个关键组成部分。在法定测量仪器类型许可程序的框架中，测试实验室不得不越来越重视对软件产品的评估。

　　法定计量中软件的使用要符合众多质量标准。除了一般性以软件为导向的质量特性 (如：可靠性、可用性、可维护性) 和数学运算特性 (如：精确度、速度)，物理计量特性构成了质量标准整体目录的很大一部分。

　　一些最重要的计量要求涉及防止测量仪器使用中的操纵和欺诈。有一特性要求仪器中的法定功能与非法定功能相分离。关于软件层次，必须清楚地将软件划分为法定部分和非法定部分。在类型许可程序中，法定数据路径的免疫性必须要得到证实。只有了解了完整的相关的软件数据流，这一证实才能成功。

　　今天，以源代码为基础通过人工来确定测量仪器中的相关数据流是一项费时的工作。

　　目前，没有一种商业软件工具可按要求的方式进行数据流分析。所有处理数据流的工具多少都具有局限性。英国 TA 集团的 Malpas 将分析局限于程序内部流，没有编程接口。如果对其进行大量的人工改进，则可以处理 C 码。英国威斯敏特大学的 GLVAR 和美国国家标准与技术学会的UNRAVEL 是两种切分工具，分别局限于 Fortran77 和 C 语言。它们是学术上的进展，尚未投入商业使用。GLVAR 与 UNRAVEL 与用户密切互动一步一步进行程序分析。据我们所知，这两种工具都没有编程接口。英国 LDRA 公司的 TESTBED 及其它几种工具可进行信息流分析，如：变量正常使用中的异常。尚无关于变量间依赖性的信息。

　　要提高类型许可程序中的软件评估，一种用于计量软件信息流的提取、分析和视觉化的工具被开发出来。它的应用提供了一种数据流模式包括所有符号 (如：变量、常量、返回值) 的相互联系。这一进程中某此变量值形成的方式及其它符号的影响也可以被跟踪。

　　本文提出了软件控制法定测量仪器数据流计算机辅助分析方法。以一段对计量学中质量保证的法律影响的简短描述为基础，本文概述数据流分析的原理和一些实施细节。

　　2 计量学中法律对质量保证的影响

　　每一个公民、公司或行政机构都要或多或少定期地接触到法定计量。数量可测的时间、长度和重量要陪伴人们的一生。法定计量是计量学的一部分，它必须向公众保证测量的正确和可靠。要在进行测量仪器类型许可时，担负起法定责任，有必需拥有：

　　一套针对不同类型测量仪器的专门要求(如：测量的正确性和可靠性;防止欺诈和操纵;防止有意、无意或意外地窜改测得值)。