從書序

自18世紀中葉以來，人類歷史先后發生了三次工業革命：第一次工業革命所開創的“蒸汽時代”（1760—1840年），標志著農耕文明向工業文明的過渡；第二次工業革命進入了“電氣時代”（1840—1950年），使得電力、鋼鐵、鐵路、化工、汽車等重工業興起；第三次工業革命開創了“信息時代”（1950年至今），全球信息和資源交流變得更為迅速，工業化與信息化深度融合。三次工業革命的演進和積累使得人類發展進入了繁榮的時代。與此同時，這種發展方式也造成了巨大的能源、資源消耗，付出了巨大的生態成本和環境代價，急劇擴大了人與自然之間的矛盾。人類已經開始意識到，粗放型發展方式是一條殺雞取卵的不歸路，綠色、集約、高質量的發展方式將成為21世紀的必然選擇。

中國在前兩次工業革命中進步遲緩，在第三次工業革命期間奮起直追，逐漸改變落后挨打的局面。特別是最近十多年來，神州天宮、深海蛟龍、太湖之光、中國天眼、華龍一號、縱橫高鐵等成就舉世矚目，中華民族踏上了偉大復興的道路。然而，我們同時也應該清楚地認識到，我國眾多產業中的關鍵零部件和材料仍依賴進口，基礎產業仍處于“大而不強”的狀態，如何進一步攻克核心領域的關鍵技術，如何全面提高核心產業的整體水平，如何快速實現我國經濟發展的轉型升級是中華民族偉大復興之路的關鍵問題。

當前，軟件已成為各行各業智能化、互聯化的關鍵，廣泛應用于金融、電力、交通、航空航天、國防等重點領域。隨著軟件的規模越發龐大、結構日趨復雜，軟件會存在問題或缺陷，它們可能導致失效，甚至引發事故。美國愛國者導彈失效和阿麗亞娜火箭爆炸、我國“7.23甬溫線事故”等均是因嵌入式軟件的安全性缺陷而導致的。軟件的安全性、可信性成為業內廣泛關注的焦點。軟件安全性分析、設計、驗證、維護等關鍵基礎技術更加重要。

在這個問題的研究上，西方發達國家比我們先走了一步。自1995年，麻省理工大學研究團隊針對嵌入式軟件安全性（Safety）發起了“MIT Safety Project”項目。依托此項目，該團隊發表了大量關于軟件安全性分析、安全需求管理、軟件安全性設計和驗證的論文、著作，為嵌入式軟件安全性研究奠定了較好的理論基礎。在此之后，該領域的研究得到了國際上廣泛關注。2001年，國際電氣和電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）發布了首個產品安全性標準—IEC 61508《電氣/電子/可編程電子安全相關系統的功能安全》。該標準從研發過程管理、安全保障技術等多個方面對安全相關產品（含軟件）提出了要求，得到了國際上知名檢測認證機構（TUV、SGS、UL、CSA等）、領軍企業（波音、空客、GE、ABB、寶馬）的廣泛支持，在世界范圍產生了較大影響力。

經過十多年的發展，以該標準為基礎，結合各領域知識背景，已形成了適用于航空、核電、軌道交通、工業儀表、醫療電子、電驅設備、智能家電等領域的產品安全技術標準，涉及國計民生各重點行業。雖然標準體系逐漸完善，但是功能安全相關標準仍比較松散，針對具體檢測的技術方法、工具仍十分缺乏。因此，本叢書對軟件功能安全相關標準進行了梳理，并從技術角度進行了總結，希望將來這些標準能成系列，并有統一的歸口。

當前，我國智能制造的發展需求十分迫切，本叢書對軟件功能安全相關標準的條款進行了詳細解析，并對重要條款的細則進行了詳細介紹，希望能幫助讀者理解和掌握標準條款的內涵，推動標準技術的正確應用，為廣大讀者做向導。本叢書由工業和信息部電子第五研究所楊春暉副總工牽頭，有二十多位一線有豐富的軟件安全性、軟件質量、軟件測試評估經驗的專家和技術人員參與了本叢書的編寫工作。本叢書具有系統性、實用性和前瞻性，有助于讀者全面、系統地了解和掌握軟件功能安全技術的全貌。盡管對于書中一些具體概念的提法和技術細節可能存在不同的看法，但筆者認為：一方面，學術需要爭論；另一方面，會通過具體實踐逐步走向共識。相信本叢書能間接促進軌道行業、汽車電子、智能家電等領域產品軟件質量的提升并取得國際認證，助力我國智能制造的發展。