[發明專利]一種面向復雜軟件密集型系統的故障分類方法

在審

• 申請號: 201710159690.9
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107102909A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 葉千;陸民燕;李璐祎
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及軟件系統故障分類技術領域，尤其涉及一種復雜軟件密集型系統的故障分類研究的技術。

背景技術

隨著計算機軟件以及互聯網技術飛速發展，軟件與其它軟件、系統、設備、傳感器、人的交互日益密切，因此出現了軟件密集型系統的概念。軟件密集型系統是指在系統的設計、構建、部署與演化過程中，軟件起著核心作用的系統，如而在美國國防部計劃中的全球信息網格(GIG)、Boeing777客機飛機信息管理系統(AIMS)等。復雜軟件密集型系統尤其是國防軍事領域的安全關鍵軟件系統，一旦發生失效，將會造成不可估量的后果影響。

復雜軟件密集型系統復雜度相對于傳統的軟件系統，其面向的任務的多樣性系統、外部環境的易變性、設計部署的復雜性都達到了一個前所未有的程度。而且復雜軟件密集型系統由于其邏輯復雜性、邊界腐蝕性、長壽性與失效常態性導致其出現與傳統軟件系統不同的故障類型，如由于內部模塊間的交互、傳播出現的涌現性故障、由于軟件與硬件或環境交互異常導致的交互性故障、由于長期運行過程中逐漸積累的因為不同演化策略及動態配置策略偏離軟件屬性約束而導致的演化性故障等。為認識、管理、預測和消除復雜軟件密集型系統中的故障，對其故障進行分類是基礎但是重要的一步。

發明人發現現有的軟件故障分類技術存在如下問題：現有對軟件故障的分類方法是針對傳統的軟件系統提出的，并沒有考慮復雜軟件密集型系統的特性。如復雜軟件系統密集型系統對硬件或環境的交互越來越頻繁，系統中軟件與硬件或環境交互而產生的異常行為逐漸成為復雜軟件密集型系統失效的重要原因。

到目前為止，還沒有一種從復雜軟件密集型系統各種新特性角度出發對其故障進行分類的方法。

發明內容

本發明提供一種面向復雜軟件密集型系統故障分類研究的技術，考慮復雜軟件密集型系統的特征，使得故障描述信息更加精細充分，為后續對軟件故障進行分析研究保留足夠清晰的信息。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下步驟。

步驟1，獲取故障報告或者故障管理中心庫中的故障信息，對得到的不同格式故障報告信息進行預處理，從不同形式的原始故障報告中提取出故障分類所需的信息。故障F預處理后具體包括：故障名稱Name，故障發生的時間信息Time，故障發生的位置Location，故障描述信息Description等。因此經過預處理的故障F可以表示為 F(Name,Time,Location,Description)。后續步驟，利用故障F中的相關信息從生命周期L、故障影響E、故障強度S、故障類別T、故障表現形式C共5個屬性對故障進行描述，這個5 個屬性共同構成該故障的分類描述。即可用向量V_F＝<K,E,S,T,C>描述出故障F的分類。分類過程即為確定向量各個屬性值的過程。

步驟2，將得到的故障發生的時間信息Time與軟件生命周期劃分描述文件進行模糊匹配，標識待分類故障所處的軟件生命周期L。

步驟3，根據故障發生的位置Location可以確定故障影響的范圍，確定是“內部影響”還是“外部影響”。結合故障描述信息Description，進一步確定故障范圍E。

步驟4，將故障按照強度劃分為5個級別，即I級、II級、III級、IV級、V級。故障強度越大表示導致軟件失效的可能性越大并且失效導致的后果也越嚴重，其中I級表示故障強度最低。故障強度的劃分需要結合軟件系統的設計文檔、需求描述文檔等，甚至需要通過做仿真實驗等手段來確定故障強度S。當然，工程上一種簡化的做法可以是從歷史數據，根據相似故障類型失效可能性來確定當前故障強度。

步驟5，根據故障描述信息Description，根據我們歸納總結的對于復雜軟件密集型系統常見的故障類型來對標識故障類別T。

步驟6，根據故障描述信息Description，利用文本數據機器學習算法進行故障表現形式C的確定。

本發明的優點和積極效果在于。

(1)根據復雜軟件密集型系統區別于傳統的軟件系統的新特性如邏輯復雜、邊界腐蝕等，本發明采用多維度劃分方法，通過生命周期、故障類別等5個維度對故障進行劃分，從而使得軟件密集型系統故障類別劃分更加細致，對于復雜軟件密集型系統的研究如復雜軟件密集型系統故障注入研究或者是失效機理研究等具有重要意義和幫助。