软件可靠性预计方法研究及实现

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1、软件可靠性预计方法研究及实现摘要：软件可靠性评估可以估计和预计软件可靠性水平,为了解决软件可靠性预计过程中存在的问题，提出了一种软件可靠性预计方法,该方法通过分析和改进模型的预计质量来选择模型进行预计，对模型预计质量的分析使用了U图、U图和对数PLR图，再标定法和组合法被用于改进模型的预计质量,在该方法的基础上开发了软件可靠性分析工具，此工具可以进行多种软件可靠性模型的原始预计、预计质量分析和改进原始模型的预计质量。引言：在软件的开发过程中，软件的测试和修改是一个不断反复的过程,什么时候软件达到了要求的可靠性水平从而能够投入使用是一个关键问题,过早地将软件投入使用，可能

2、造成重大事故及损失,而测试到了一定阶段后，软件可靠性增长缓慢，继续进行测试将是无谓的活动，浪费人力、财力，对于商业软件来说，影响其进入市场的时机，从而造成损失；甚至不能补偿开发成本,从这方面讲，定量地评估软件当前的可靠性、预计将来的可靠性显得尤为重要。在软件可靠性研究的发展过程中，建立了许多种不同的可靠性模型,在实际应用模型进行可靠性预计时，会遇到在众多的模型中不知选择哪一个，预计的结果不知是否可信等问题,由于各个模型的假设条件难以验证，操作人员对各种模型不是很了解，所以趋向于盲目的选择模型进行预计,引言：在可靠性预计中有很多的不一致性，如不同模型对同一软件系统会给出不

3、同的预计结果；同一模型用于预计不同数据其预计质量有很大的差别；对同一失效数据同一模型在不同的预计阶段进行的预计，预计质量也不同,有时有使用一个或几个模型进行预计时预计质量都很低的问题,为解决软件可靠性预计中的上述问题，在当前软件可靠性预计技术的基础上提出了一种相对可信的软件可靠性预计方法。1、可靠性预计方法软件的可靠性预计中存在的问题有以下3方面：1）、由于没有模型应用的先验知识，导致盲目的选取模型；2）模型预计中存在很多的不一致性；3）有时选择一个或多个模型进行预计，预计质量都很低。可采用下面的一些方法来解决上述问题：1）在选择模型或模型组前进行可靠性趋势分析；2）无

4、论选择何种模型都要进行预计质量分析；3）预计质量不好时应用改进技术改进预计质量。调入失效数据图1是软件可靠性预计方法的流程图,趋势分析按趋势分析结果选择模型进行进行原始预计组合预计预计质量分析预计质量分析选用最适宜模型质量“好”质量“好”适宜再标定是采用预计否否否是抛弃该预计再标定预计抛弃该预计是采用该预计预计质量分析质量“好”否抛弃该预计是采用该预计图1软件可靠性预计流程图1.1可靠性预计方法介绍软件可靠性预计方法包括4部分内容：可靠性模型的初步选取；原始模型预计；模型预计质量分析；预计质量改进方法。1.1.1初选可靠性模型收集失效数据的主要目的之一是为了建立软件可靠

5、性模型，以便对软件的可靠性进行评估和预计。如果盲目使用数据来套用模型，有可能因为数据的特征与模型的假设要求不符导致没有意义的结果，从而影响建模进程以及下面一系列的分析"克服上述弊端的一个可能的方法是对失效数据进行预分析。具体做法为：得到失效数据之后，在选择具体模型之前对数据进行趋势分析，分析结果可作为模型选择指导。从某种程度上，失效数据的趋势分析可以对模型类别进行初步筛选，将模型的选择范围缩小到和失效数据趋势相符合的一类模型中"这样可以在很大程度上提高建模效率，一定程度上避免盲目性。软件可靠性预计方法中采用Laplace(趋势分析方法，计算拉氏因子，做拉氏因子图，根据拉

6、氏图判断可靠性趋势。1.1.2原始模型预计假设在软件测试过程中失效时间为……考虑对下一个失效发生时间的预计"如果已发生的失效时间为……那么对当前失效时间的预计可由累计分布函数（cdf）预计：(t)=(1)从式（1）可得到的概率密度函数（pdf）=(t)(2)是对cdf,pdf真值的估计。软件可靠性分析工具中采用了增长型、稳定型和S型3种类型的模型，这些模型假设cdf,pdf依赖于一些未知参数和失效数据。根据已经发生的失效时间……用极大似然法估计每个阶段j的参数值。1.1.3预计质量分析对所选择的模型进行预计质量分析，根据预计质量分析结果，判断哪一个模型的预计质量好，则选

7、择该模型进行预计。判断模型预计质量好坏的标准是模型预计值和真实值的接近程度。预计值趋向于真实值，那么模型预计的较准确，比较可信；反之，预计值偏离真实值，模型预计不准确，不可信。评价模型预计质量的一般方法是：将预计值和实际观测值（后来做出的）进行比较，逐步地建立起一个预计"观测比较序列，通过这个序列可以获得有关过去预计准确性的信息，从而对现在预计做出决策。如果一个模型的预计值和观测值是趋近的，那么预计性能应被认同。从而，这一预计模型在当前阶段可被采用。在本方法中采用U图Y图和序列似然比（PLR）分析模型的预计质量。U图是用来检测预计和观测的