[發明專利]一種基于馬爾科夫鏈的構件化軟件可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201410833688.1
• 申請日: 2014-12-27
• 公開（公告）號: CN104572455A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 唐佩佳;謝永杰;徐歡;張文明;張頌;伊凱;馬冠軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63655部隊
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于馬爾科夫鏈的構件化軟件可靠性評估方法，其特征在于，包括如下步驟，

(1)通過分析軟件結構，得到軟件狀態轉移概率矩陣、各構件包含函數體數量和各構件危害程度；其中，狀態轉移概率矩陣P由構件間的轉移概率p_ij組成，p_ij指的是構件i到構件j的概率，矩陣的維數為軟件構件的總數；

(2)使用不少于最低測試用例的用例數量對軟件進行測試，統計各構件的被執行次數、失效數和失效修復數，得到各構件執行概率；在最低測試用例的數量下軟件中所有構件執行數不少于2次；失效構件在測試過程中將會被實時修復，并得到修復成功概率；

(3)根據步驟(1)中得到的構件間轉移概率和根據步驟(2)中得到的各構件執行概率計算得到各構件占用率；

(4)計算各構件失效率；構件的失效率指的是構件從正常狀態到異常狀態的概率，具體步驟如下：

步驟4.1：設某構件有正常和異常兩種狀態，形成構件級馬爾科夫鏈，建立由g_i,j組成的狀態轉移概率矩陣G；g_i,j表示由狀態i轉移到狀態j的概率，由步驟(2)中的被執行次數、失效數和失效修復數計算得到；

步驟4.2：計算該構件在n個周期后的狀態概率向量B⁽ⁿ⁾：B⁽ⁿ⁾＝B⁽⁰⁾G⁽ⁿ⁾，其中，初始概率向量B⁽⁰⁾＝[01]，G⁽ⁿ⁾表示矩陣G的n次方；根據平穩馬爾科夫鏈的性質，B⁽ⁿ⁾將會收斂至固定值；

步驟4.3：計算該構件的失效率；

當前時刻的失效率等于狀態概率向量B⁽⁰⁾的第二個元素，即λ⁽⁰⁾＝g₁₂；

n個周期后的失效率等于收斂后的狀態概率向量B⁽ⁿ⁾的第二個元素，即λ(n)=g12(n);]]>

(5)根據步驟(1)中得到的各構件包含函數體數量計算得到各構件復雜度；

(6)根據步驟(1)中得到的各構件危害程度計算得到各構件重要度；

(7)評估各構件可靠性；根據如下構件可靠性模型得到各構件的可靠性評估值和預測值；

R(λ_j,γ_j,π_j,μ_j；t)＝exp(-γ_jλ_jπ_jμ_jt)，

其中，λ_j為構件j的失效率，γ_j為構件j的占用率，π_j為構件j的復雜度，μ_j為構件j的重要度，t為軟件運行周期數；

(8)評估軟件可靠性；根據如下軟件可靠性模型和步驟(7)中得到的各構件可靠性得到軟件的可靠性評估值和預測值，對軟件的可靠性進行評估；

R(λ1,...,n,π1,...,n,μ1,...,n;t)=Πj=1nexp(-γjλjπjμjt),]]>

其中，λ_j為構件j的失效率，γ_j為構件j的占用率，π_j為構件j的復雜度，μ_j為構件j的重要度，t為軟件運行周期數，n為軟件中的構件數。