考虑不完美排错情况的软件可靠性过程仿真.pdf

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1、高技术通讯2014年第24卷第6期：558～564doi：10．3772／j．issn．1002-0470．2014．06．002考虑不完美排错情况的软件可靠性过程仿真①侯春燕②陈晨③王劲松林胜(天津理工大学计算机与通信工程学院天津300384)摘要针对传统非齐次泊松过程(NHPP)类软件可靠性分析方法存在忽略对软件测试中的故障排除过程的问题，提出了一种新的描述软件测试中的实际可靠性增长过程的仿真方法。该方法采用排队论建模软件测试中可能存在的故障排除行为。排队模型全面考虑了故障排除中可能存在的不完全排错，甚至是引入新故

2、障的情况，并考虑了排错资源的局限性问题。以排队模型作为仿真模型，开发出仿真过程实现对软件可靠性过程的仿真。利用公开发表的一组软件失效数据对仿真方法进行的验证表明，与现有的仿真方法相比，该方法由于更全面地考虑了软件测试过程，因此取得更好的拟合结果。关键词软件故障排除，非齐次泊松过程(NHPP)，不完美排错，软件可靠性增长模型(SRGM)，排队论即完全修复或故障排除时间可以忽略不计。后来一0引言些研究对该假设进行了部分改进，提出了考虑不完美排错(排除故障)情况的NHPP模型I3J，但这类软件可靠性是指在给定的时间内、给定的

3、条件模型没有考虑故障排除时间延迟。实际上，从测试下软件不引起系统失效的概率。在过去的30年中，人员检测出软件故障到报告给软件开发人进行诊人们对软件可靠性分析方法进行了大量研究，这些断、排错、验证这个过程中会有一定的时间延迟。传研究主要集中在对非齐次泊松过程(non—homogene．统的NHPP模型通常只考虑了软件测试中的故障检OUSPoissonprocess，NHPP)类软件可靠性增长模型测过程而忽略了故障排除(排错)过程。在软件测的研究上。近年来，基于率的仿真方法开始用于软试过程中，只有在故障完全排除后软件可靠性

4、才能件随机失效过程的分析，因为这种方法能够灵活地经历增长。传统NHPP模型对排错过程的忽略会导跟踪软件动态失效过程。然而，目前的软件可靠性致模型过于乐观的估计结果，给软件开发者和用户分析方法都忽略了对软件测试中的故障排除过程，带来不利的影响。对分析结果带来了不利影响，针对这一问题，本文提现在，研究人员已经开始讨论如何使用排队方出了一种考虑了不完美排错情况的软件可靠性过程法来解释软件测试中的排错行为。Dohi等把有限仿真方法，并通过实例分析了其有效性。故障和无限故障两类NHPP模型放到一个统一的建模框架中，通过引进一个无

5、限服务员排队(infinite1相关研究serverqueue，ISQ)模型描述软件排错行为，说明可以在经典的NHPP模型中考虑软件排错过程j。Goel和Okumoto最早对NHPP模型进行了研Huang等引用一个实例系统P1来阐明故障排除过究，提出了经典的G．O模型¨，该模型至今在很多程不可以忽略这个问题，指出对于该大型的软件系应用上都有良好的表现。后来提出的许多NHPP模统来说，检测到的故障需要花费数月时间去排除。型都是基于对G—O模型的改进。这些模型大部分他们分别使用ISQ模型和有限服务员排队(finite继承了

6、G．O模型的一个假设：检测到的故障能够立serverqueue，FSQ)模型描述软件的排错行为，推导①国家自然科学基金(651170301)和天津市科技支撑计划重点(13ZCZDGX02200)资助项目。②女，1980年生，博士，讲师；研究方向：软件可靠性，软件测试；E-mail：chunyanhou@163．eom③通讯作者，E—mail：nkchenchen@nankai．edu．CFI(收稿日期：2013—10—25)-——558-——侯春燕等：考虑不完美排错情况的软件可靠性过程仿真出新的软件可靠性增长模型来预测

7、软件可靠性。与基于ISQ的模型相比，基于FSQ的模型考虑到了排2排队模型错资源的约束性问题，但是由于模型过于复杂，最终没有得到求解J。Lin等用基于率的仿真方法解决排队论，也称随机服务系统理论。排队系统一了这个问题。他们用排队论描述和解释软件开发中般可描述为顾客到达请求服务，如果无法立即得到的故障排除行为。基于排队模型，开发出仿真程序服务就排队等待，服务完成之后离开。每个排队系实现对软件可靠性过程的仿真J。后来，Huang等统包括一个或多个服务人员。软件测试中的故障排考虑到在排错过程中排错速率可能在某些特定的点除过程描

8、述的是排错人员对检测到的故障进行修复发生变化，提出一个具有多个移动点的扩展的ISQ的过程，可以用排队系统进行建模。排队模型的顾模型来预测和估计软件可靠性。客到达过程对应于软件测试中的故障检测过程，顾从以上分析可以看出，考虑排错资源的局限性客服务过程对应于故障排除过程，排错人员相当于会导致NHPP模型难以求解。离散事件仿真为这个队列