我们为“神舟”护航──专访中国航天软件评测中心副主任叶东升
综合报道
2003年10月16日早晨8:30，出差归来的叶东升研究员从北京火车站出来，就听到了“神舟”五号飞船顺利返回地面的消息，他的心里比旁人更多了一分自豪：作为中国航天软件评测中心的副主任，几年来叶东升带领着一支中国软件评测领域的先遣队，一群软件精英千方百计纠正飞船软件的错误，最终确保了飞船发射成功。
11:30，叶东升回到航天研究院西院的92号楼──航天软件评测中心的所在地──接受了本报记者的独家专访。
“神舟”五号软件评测室探秘
说起航天，我们脑海中首先显现的是火箭呼啸着腾空而起、直冲云霄的那一刻，是飞船向着浩瀚宇宙进发的身影。也正因为如此，航天软件评测工程笼罩了神秘的光环。带着这样的印象，记者走进了92号楼的103房间──“软件评测实验室”。
实验室的墙上，是飞船的“照明分系统软件系统测试示意图”。据介绍，单是这个照明系统，评测工程师们就需要模拟火箭发射和飞船飞行的全过程，对与仪表照明软件有信息关联的多个分系统和各类设备进行模拟和仿真。而桌子上整齐放着的各种仪器上，还打着“神舟”五号的烙印：“神舟”五号仪表照明分系统下位机模拟器、宇航员显控台图像采集回放系统、飞船宇航员显控计算机、数据管理计算机……
其中，最引人注意的，是曾随“神舟”四号上过天的宇航员显控计算机：黑乎乎的显示屏，上面有用汉字标注的操作按钮，显示屏后伸出一大串连接线……这是航天员接受各类信息、对飞船发布指令的装置。叶东升告诉记者，在“神舟”五号上，杨利伟操作的就是这样的显控计算机。
在显控计算机旁边，是一个不起眼的黑匣子，这是飞船上的数据处理计算机，正是它对飞船的正常运行起着举足轻重的作用。叶东升副主任告诉记者，由于飞船内空间的限制和太空环境的要求，飞船上采用的是嵌入式计算机。这些嵌入式计算机及其软件，承担了火箭发射和飞船运行过程中的系统指挥、过程控制、数据采集和处理、数据通信以及系统安全保障等任务。其中，软件是整个系统的神经中枢，它指挥着成千上万电子元器件和机械零部件构成的装置协同作战。软件评测工程师们要做的，就是保证这个神经中枢的绝对健康，找出所有可能存在的隐患。
穿越程序沙漠
叶东升研究员告诉记者，宇航系统上按照软件所起的作用把软件分为A、B、C、D四个等级，A级软件最重要，航天软件评测就是做A\B级软件的评测，让程序中的一个个错误原形毕露，让程序趋于完美。
“差之毫厘，谬以千里”。由于软件运行的特殊环境，任何一点小小的疏漏，都可能造成无可估量的损失。叶东升主任告诉记者，“神舟”五号关键软件的评测要求非常高：软件功能测试覆盖100%，语句覆盖100%，所有发现软件问题的归零率100%……只有达到这些标准，软件才能通过评测。
测试工作是艰苦的。由于飞船上计算机硬件和外太空环境的特殊性，评测人员要充分考虑外太空的各种情况。比如在外层空间，各种空间粒子对飞船上的计算机元件比如存储单元可能产生跳变影响，因此，飞船采用的计算机都是多处理器的。软件也一样有这样的保障设计，一个软件有多个版本，有C语言编制的、有汇编语言编制的，一个软件出错时，后备软件立即补上，保证飞船正常运作。
在测试过程中，评测人员用了代码审查、静态分析、白盒(结构)测试、黑盒(功能)测试、设计验证等多种方法，采用了国内外多种先进的测试工具和测试设备。其中，代码审查又称为“代码走查”，是用人工审查被测试的程序。评测人员把这种方法称为“穿越程序沙漠”，因为面对动辄是数万行的代码，要求测试人员不但要读懂、“吃”透，更要查出错误。
这个过程，如同徒步穿越沙漠一般，艰辛而枯燥。实际上，不仅仅是“代码走查”，整个评测工作，都是工程师们以“穿越程序沙漠”的精神坚持下来的。
偏执地追求完美
由于“神舟”飞船第一次载人飞行，故障检测和逃逸控制系统成为本次评测的一个重点。总结世界航天史上历次失败的教训，飞船发射的一瞬间是最为危险的，一旦出现火箭推进剂泄漏、着火、火箭发生故障等危急情况，航天员就必须及时逃离。这时候，逃离时机的选择就非常重要了，既不能在没有生命危险时误逃，也不能面临危险漏逃，而判断是否应该立即逃离和如何逃离的，就是故障检测与逃逸控制软件。
周新蕾是从“神舟”一号就开始负责逃逸系统评测的。据她介绍，从“神舟”一号到五号，每一次逃逸控制软件的改动都很大。这是因为对火箭和飞船的故障认识不断加深，每一次都会根据若干新的可能性进行修改。以“神舟”五号的逃逸控制软件评测为例，前后共用了近2000个测试用例。
另一个变化比较大的，是航天员显控计算机。航天员给飞船发指令、查看来自飞船的各项信息都是通过这个装置，这是宇航员的电子秘书，软件评测工作量可想而知。
“现在评测报告都不用打印文档了，全以光盘为载体，假如把“神舟”五号飞船的评测报告打印出来，怎么也有一人高吧。”叶东升主任说。一旦开始了软件测试工作，实验室的所有人都变成了偏执的完美主义者。
而这种对完美近乎偏执的追求终于有了回报：“神舟”五号的发射、飞行和回收全过程都非常顺利，各项关键软件运行正确可靠。航天软件评测中心卓有成效的工作既为中国首次载人航天飞行的成功做出了突出贡献，同时也为我国软件评测领域的发展做出了开创性贡献。在记者采访结束时，又得到了一个喜讯：由于航天软件评测中心作出的突出贡献，被中华全国总工会授予全国“五一劳动奖”！