資源受限的復(fù)雜軟件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì).pdf

1、可靠性設(shè)計(jì)（Reliability Design，RD）一直是軟件工程(Software Engineering，SE)領(lǐng)域一個(gè)非常重要和活躍的方向，而隨著大規(guī)模復(fù)雜軟件系統(tǒng)(ComplexSoftware Systems，CSS)不斷在電力系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸、航空航天、國防安全等安全關(guān)鍵領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，對其可靠性的要求越來越高。
　　論文以復(fù)雜軟件系統(tǒng)作為研究對象，通過引入問題相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)和約束條件，圍繞著如何針對復(fù)雜軟件系統(tǒng)進(jìn)

2、行有效的可靠性設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，主要涉及到可靠性優(yōu)化、測試資源分配和軟件質(zhì)量評價(jià)三個(gè)方面的內(nèi)容。論文主要工作如下:
　　(1)闡述了復(fù)雜軟件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)的研究意義，給出可靠性優(yōu)化、測試資源分配和質(zhì)量評價(jià)三者之間的聯(lián)系和主要研究目標(biāo)。對當(dāng)前相關(guān)研究工作進(jìn)行了調(diào)查、分析與總結(jié)，指出了目前存在著的和還需要進(jìn)一步解決的問題。
　　(2)針對多軟件系統(tǒng)，構(gòu)建了多軟件系統(tǒng)可靠性的層次模型，定義了軟件實(shí)用性與可靠性之間的函數(shù)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)

3、上建立了一個(gè)具有預(yù)算約束和考慮實(shí)用性最大化的多軟件系統(tǒng)可靠性優(yōu)化模型。針對模型中的參數(shù)均是軟件系統(tǒng)各組件元素的全局權(quán)重，提出一種基于D-S證據(jù)理論的組件元素全局權(quán)重求解方法。最后，設(shè)計(jì)了一種具有編碼修正的“一維實(shí)數(shù)編碼”差異演化算法（DifferentEvolution，DE）用于求解多軟件系統(tǒng)可靠性優(yōu)化模型。實(shí)驗(yàn)表明，該算法可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段快速、有效地完成各模塊的可靠性分配，使多軟件系統(tǒng)可靠性迅速達(dá)到近似最優(yōu)，從而能夠在一定程度上推

4、動(dòng)復(fù)雜軟件系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)效率。
　　(3)系統(tǒng)測試是軟件開發(fā)各個(gè)階段中最消耗時(shí)間和資源的階段，對于復(fù)雜軟件系統(tǒng)來說，系統(tǒng)可靠性隨著測試時(shí)間的推進(jìn)會(huì)發(fā)生變化，如果再按照最初的方案分配測試資源，可能會(huì)造成測試資源的浪費(fèi)，這時(shí)需要分階段對測試資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。為此，首先構(gòu)建了考慮可靠性時(shí)變的測試資源多目標(biāo)動(dòng)態(tài)分配模型，該模型以測試時(shí)間為約束，以最大化可靠性和最小化測試資源成本為優(yōu)化目標(biāo)，然后采用“一維整數(shù)向量編碼”的DE算法進(jìn)

5、行求解。對比實(shí)驗(yàn)表明，測試資源的動(dòng)態(tài)分配可以大大地節(jié)省系統(tǒng)測試資源的消耗，提高復(fù)雜軟件系統(tǒng)的開發(fā)效率。
　　(4)軟件質(zhì)量評價(jià)是軟件可靠性工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過引入模糊軟集合對軟件質(zhì)量進(jìn)行綜合評價(jià)。在評價(jià)過程中，考慮各專家的偏好，允許各專家具有不同的個(gè)人評價(jià)指標(biāo)集，并利用模糊軟集合對各專家的評價(jià)信息進(jìn)行模糊化處理。此方法的關(guān)鍵在于如何利用模糊軟集合處理不同專家的不同偏好，并在此基礎(chǔ)上對不同專家的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行信息融合，得到軟件質(zhì)量的綜