基于经验数据的软件可靠性模型研究

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1、第27卷第9期计算机工程与设计2006年5月Vol.27No.9ComputerEngineeringandDesignMay2006基于经验数据的软件可靠性模型研究李伟，吕述望(中国科学院研究生院信息安全国家重点实验室，北京100039)摘要：软件的可靠性同其正确性和性能同样的重要，软件可靠性模型是软件可靠性定量分析的技术基础。对基于经验数据的软件可靠性模型进行了研究，并进行工程化实现，已应用于多个测试项目的测试评估，对软件的可靠性和测试的充分性进行了定量分析。关键词：可靠性模型;经验数据;可靠性定量分析中图

2、法分类号：TP301.6文献标识码：A文章编号：1000-7024(2006)09-1604-03Researchofreliabilitymodelbasedonpracticaldata..LIWei,LUShu-wang(StateKeyLaboratoryofInformationSecurity,GraduateSchoolofChineseAcademyofScience,Beijing100039,China)Abstract：Thereliabilityofsoftwareisasimporta

3、ntasthecorrectnessandperformanceofsoftware.Thereliabilitymodelofsoftwareisthebasisofsoftwarereliabilityquantitativeanalysis.Thereliabilitymodelofsoftwarebasedonpracticaldataispresentedmainly.Themodelisimplementedinengineering.Ithasbeenappliedtomanysoftwarete

4、stingprojects.Thereliabilityofsoftwareandtestingsuf-ficiencyareestimatedviaquantitativeanalysis.Keywords：reliabilitymodel;practicaldata;reliabilityquantitativeanalysis0引言1软件可靠性的基本数学关系随着计算机软件设计技术和开发工具的迅速发展，应从软件可靠性的基本定义出发，可导出它的基本数学关用软件的规模和复杂度愈来愈大，同时伴随着市场和时间系。用

5、随机数表示从程序运行开始到系统失效所经历的时的压力，带来了对计算机应用软件可靠性和安全性的更高要间，用表示的分布函数，用t表示任意的给定时刻，用求。软件的可靠性研究在软件工程领域中一直是热门研究领表示程序在时刻的可靠度，则域，因为质量恶劣和可靠性差的软件应用到实际中会带来严={>}=1重的后果。上式就是软件可靠度的基本数学表达式。图1是和20世纪60年代，美国首次金星探测计划中，因FORTRAN变化规律的示意图，两条曲线表明，当软件开始运行后，随着程序中Do语句漏掉一个逗号，惨遭失败；1991年海湾战争中，时间

6、的推移，其失效逐渐增大，在长期运行之后将趋近于1，而爱国者导弹拦截空中系统因软件系统中的记时累计误差，导可靠度则逐渐降低并趋近于0。致拦截失败；1996年欧洲航天局阿莉娜5号火箭因控制系统率软件故障导致发射失败直接经济损失5亿美元；美国航天局概1.0火星极地登陆问题及20世纪80年代我国“风云一号”问题等。0.8随着国防、军事的信息化发展，软件的可靠性应放在战略的地位加以认识，因为可靠性差的软件应用在国防军事方面不仅0.6会造成经济人员损失，还将关系到国家的安危。0.4目前使用中的可靠性模型具有一定的局限性和不

7、切实际0.2的假设条件，将其工程化应用到实际中会引起很大的偏差。本文主要根据多年的第3方软件测试和可靠性评估经验，提0时间出了一个切合实际应用的软件可靠性模型，并对该模型进行图1和曲线了工程化实现，已应用于实际的软件可靠性评估中。收稿日期：2005-04-28。作者简介：李伟(1967－)，男，陕西华县人，硕士研究生，高级工程师，研究方向为计算机信息安全、计算机软件测试方法和软件可靠性研究；吕述望，男，教授，博士生导师，研究方向为信息安全。－1604－描述软件可靠度的另一个特征量是失效率（failurerate

8、），表1影响软件可靠性的主要因素又称为风险函数(hazardfunction）,它的数学定义为软件在t时No项目内容刻没有发生失效的条件下，在（,+）区间内，当很小时，单包括软件提交测试之前的Bug数和测试结束时在测试中位时间内发生失效的概率，用表示失效率1Bug数发现的Bug数。=lim｛+>｝=没有外部接口、标准接口、接口多、复杂接口、新编高2接口0级接口。｛+>｝lim0｛>｝=