关键词:
软件可靠性增长模型
不完美排错
软件测试
移动点
电子海图
摘要:
随着计算机技术的不断发展,软件正广泛地应用于社会的各个领域,且规模越来越大,复杂性越来越高。社会对可靠软件的需求也在快速增长,特别是应用于军事领域以及高实时性要求的软件,保障其可靠性日益重要。软件工程的质量保证和评估重点就是如何提高软件的可靠性。软件可靠性增长模型是利用数理统计学预测和管理软件可靠性的有效手段。软件测试阶段主要包括故障检测过程和故障排除过程。故障排除过程中存在不完美排错现象,在软件可靠性建模中该现象涉及到的影响因素是故障排除率函数和故障引入率函数。同时,故障检测过程中存在移动点现象,即故障检测率既不是常值也不是随时间连续变化,会在某一时刻产生跳变。对故障检测过程和故障排除过程的精确建模可以更好地预测和评估软件可靠性。本课题研究了不完美排错现象和移动点现象对软件可靠性的影响。主要研究内容如下:首先,软件测试中故障排除过程的故障排除率并不是100%的,并且由于检测到的尚未被排除的故障影响还会引入新的故障,即存在故障排除率和故障引入率,两者是具有不同的下降趋势的减函数。针对这一问题,提出一种新的故障引入率函数,并结合现有的故障排除率函数提出一种新的考虑不完美排错的软件可靠性增长模型。利用两组公开发表的软件失效数据集进行仿真与验证,仿真结果表明该模型具有更好的拟合效果和预测能力。然后,针对现有的考虑不完美排错的软件可靠性增长模型忽略了软件故障检测过程存在移动点现象这一问题,提出了一种基于移动点技术考虑不完美排错的软件可靠性增长模型。通过两组公开发表的软件失效数据对该模型进行验证,仿真结果表明该模型具有更强的拟合能力和预测能力。最后,介绍了电子海图系统,并应用本文提出的两种模型评估和预测电子海图系统的可靠性。在此基础之上,研究了软件最优发布问题。针对现有决策方案的不足,选用同时优化软件成本和软件可靠度的方法,引入模糊数学理论,建立软件成本和可靠度的模糊集,利用聚合算子,实现多目标优化的目的。结合电子海图系统的失效数据,讨论电子海图系统的最优发布时间。