考慮測試與運(yùn)行差別的NHPP類軟件可靠性增長模型研究.pdf

1、隨著軟件產(chǎn)品與計算機(jī)一起滲透到各類軍用、民用設(shè)備中，軟件的質(zhì)量問題也引起了人們越來越廣泛的關(guān)注。軟件可靠性指標(biāo)是軟件質(zhì)量屬性中最重要的內(nèi)容之一，它定量地描述了軟件開發(fā)和使用過程中出現(xiàn)的失效。軟件可靠性增長模型是評估和預(yù)測軟件可靠性的主要方法。非齊次泊松過程（non-homogeneous Poisson process，簡稱NHPP）類軟件可靠性增長模型是軟件可靠性增長模型中非常重要的一類，也是目前研究最多、應(yīng)用較廣的一類模型，這類模型

2、一般假設(shè)軟件的測試環(huán)境與軟件的運(yùn)行環(huán)境相同，即用軟件在測試條件下獲得的失效數(shù)據(jù)能夠預(yù)測軟件在運(yùn)行時的可靠性。實(shí)際上軟件的測試剖面和運(yùn)行剖面是不同的，即測試可靠性和運(yùn)行可靠性是有區(qū)別的。為了提高軟件可靠性評估和預(yù)測的精度，本文從研究軟件運(yùn)行剖面和測試剖面的差異入手，研究剖面的差異對軟件可靠性評估的影響。
　　本文首先根據(jù)測試可靠性和運(yùn)行可靠性的概念，重點(diǎn)討論了軟件測試剖面和運(yùn)行剖面的差別，應(yīng)用實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證得到軟件測試階段測試覆蓋率與

3、運(yùn)行階段測試覆蓋率，從而以測試覆蓋率量化說明了測試剖面與運(yùn)行剖面的差別。在此基礎(chǔ)上給出了考慮測試剖面與運(yùn)行剖面差別的幾種運(yùn)行階段失效率的形式，然后根據(jù)失效率遞減的和先增后減的變化趨勢，從理論上分析了測試可靠性與運(yùn)行可靠性的差別，研究這兩種可靠度對軟件發(fā)布時間的影響。
　　絕大多數(shù)軟件可靠性增長模型都假設(shè)軟件故障服從同一種分布。在實(shí)際情況中，軟件故障經(jīng)常受各種因素的影響，例如運(yùn)行環(huán)境、測試方法和資源分配等，從而軟件故障不可能服從同一

4、分布，這就是移動點(diǎn)問題。移動點(diǎn)技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)軟件的失效趨勢，對失效數(shù)據(jù)進(jìn)行分段擬合。在測試剖面與運(yùn)行剖面差別的基礎(chǔ)上，量化分析了軟件測試階段和運(yùn)行階段的故障檢測率，建立了考慮測試剖面與運(yùn)行剖面差別的基于移動點(diǎn)技術(shù)的軟件可靠性增長模型TO-SRGM。
　　軟件的測試剖面是在軟件運(yùn)行剖面的基礎(chǔ)上建立的，因而軟件的測試剖面與運(yùn)行剖面又是存在聯(lián)系的。環(huán)境因子可以將測試階段與運(yùn)行階段聯(lián)系起來。本文概括總結(jié)了文獻(xiàn)中提出的影響軟件發(fā)展各個階

5、段的環(huán)境因素，重點(diǎn)分析了測試與運(yùn)行階段隨時間變化的環(huán)境因子。在NHPP類軟件可靠性增長模型框架基礎(chǔ)上，在移動點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)上，建立了從測試階段到運(yùn)行階段考慮變化環(huán)境因子的基于移動點(diǎn)技術(shù)的軟件可靠性增長模型框架。通過分析環(huán)境因子的具體形式和運(yùn)行階段故障檢測率變化的形式以及故障排除效率，在統(tǒng)一的框架基礎(chǔ)上，分別建立了基于環(huán)境因子與移動點(diǎn)技術(shù)的軟件可靠性增長模型 TEO-SRGM、PTEO-SRGM。軟件的測試階段也存在移動點(diǎn)，將環(huán)境因子擴(kuò)展到軟

6、件的測試階段，建立了測試階段基于移動點(diǎn)和環(huán)境因子的軟件可靠性增長模型CE-SRGM。
　　絕大多數(shù)的軟件可靠性增長模型都假設(shè)故障之間是獨(dú)立的，實(shí)際上，在軟件的測試過程中，故障之間的相關(guān)性是普遍存在的。由于軟件的測試剖面與運(yùn)行剖面存在著差別，在軟件的運(yùn)行階段，絕大多數(shù)相關(guān)性故障已經(jīng)被排除，故障檢測率體現(xiàn)了故障本身具有的下降的趨勢。因此，這兩個階段故障檢測率是不同的。本文首先對軟件故障相關(guān)性用有向圖進(jìn)行了形式化的分析，然后分析了隨時間