[發(fā)明專利]一種基于基本塊的軟件可靠性評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710502732.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107315684B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程勝;邱化強(qiáng);朱海濤;王楠;穆海榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京神舟航天軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/36
• 分類號(hào): G06F11/36
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 孫國棟

1.一種基于基本塊的軟件可靠性評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建控制流圖

利用二進(jìn)制代碼分析軟件構(gòu)建被測(cè)軟件的控制流圖，控制流圖表示方式為一個(gè)控制流矩陣CFG＝N×N＝[t_ij]，控制流矩陣CFG的行和列都是基本塊，如果從第i個(gè)基本塊b_i到第j個(gè)基本塊b_j有一條控制轉(zhuǎn)移，那么t_ij＝1；否則t_ij＝0；在控制流矩陣CFG中N表示被測(cè)軟件的基本塊的數(shù)量；

(2)利用被測(cè)軟件的基本塊指令數(shù)建立基本塊的缺陷系數(shù)矩陣FN＝[f_i]，且1≤i≤N，其中f_i表示基本塊b_i包含缺陷的指數(shù)，其表達(dá)式為：

其中：

L_i表示基本塊b_i包含的指令條數(shù)，且1≤i≤N；

(3)評(píng)估基本塊潛在的缺陷數(shù)

評(píng)估每個(gè)基本塊的潛在缺陷數(shù)，構(gòu)成缺陷分布矩陣FC＝[fc_i]，潛在缺陷數(shù)fc_i的計(jì)算公式如下：

其中：

E表示軟件的潛在缺陷總數(shù)；

f_k表示基本塊b_k的缺陷指數(shù)；

i為基本塊編號(hào)，1≤i≤N；

k為基本塊編號(hào)；1≤k≤N；

(4)評(píng)估基本塊的缺陷暴露系數(shù)

利用一組測(cè)試用例集對(duì)被測(cè)軟件進(jìn)行測(cè)試，捕捉各個(gè)基本塊的運(yùn)行次數(shù)bc_i，然后評(píng)估每個(gè)基本塊的缺陷隱藏概率pff_i為：

(a)如果測(cè)試過程中基本塊b_i沒有發(fā)生失效，那么

(b)如果測(cè)試過程中基本塊b_i發(fā)生失效的次數(shù)為ec_i，那么

(c)如果基本塊b_i沒被執(zhí)行過，即bc_i＝0，那么設(shè)置bc_i＝1；

(5)評(píng)估基本塊的可靠性

利用缺陷暴露系數(shù)計(jì)算基本塊b_i的可靠性p_i，其計(jì)算公式如下：

p_i＝1-pff_i

(6)評(píng)估基本塊對(duì)運(yùn)行剖面的貢獻(xiàn)度

給定運(yùn)行剖面，生成與運(yùn)行剖面匹配的測(cè)試用例，然后采集運(yùn)行剖面的基本塊b_i的執(zhí)行次數(shù)為然后評(píng)估出每個(gè)基本塊的貢獻(xiàn)度cd_i

(7)評(píng)估運(yùn)行剖面下基本塊間遷移概率

以控制流矩陣CFG為指導(dǎo)，利用如下約束條件構(gòu)成的線性方程組，以為參數(shù)，求解得出基本塊之間的遷移概率；

控制流圖的矩陣第i行之和表示基本塊b_i的執(zhí)行次數(shù)；

控制流圖的矩陣第j列之和表示基本塊b_j的執(zhí)行次數(shù)；

對(duì)于基本塊b_i和基本塊b_j之間的遷移概率p_ij為：

其中：

n_ij表示從基本塊b_i到基本塊b_j跳轉(zhuǎn)的次數(shù)；

N(i)表示基本塊b_i的執(zhí)行次數(shù)；

(8)消減控制流圖為等價(jià)控制流樹

從入口基本塊開始，遍歷各個(gè)基本塊，消除控制流圖中存在的循環(huán)，得到一個(gè)約解的控制流樹，該控制流樹是一棵二叉樹，樹的節(jié)點(diǎn)為基本塊的可靠性；樹的邊表示從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到子節(jié)點(diǎn)的遷移概率；

(9)計(jì)算被測(cè)軟件在給定運(yùn)行剖面的可靠性

從控制流樹的葉子節(jié)點(diǎn)開始回溯，直到回溯到根節(jié)點(diǎn)，回溯方法如下：

(91)對(duì)于節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b，它們的可靠性分別為r_a和r_b，它們的父節(jié)點(diǎn)為c，可靠性為r_c，從節(jié)點(diǎn)c到節(jié)點(diǎn)a、節(jié)點(diǎn)b的概率分別為p_ca和p_cb，那么創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)c¹，節(jié)點(diǎn)c¹的可靠性為：

r_c1＝(r_a*p_ca+r_b*p_cb)*r_c

然后進(jìn)入步驟(92)；

(92)刪除節(jié)點(diǎn)a、節(jié)點(diǎn)b和節(jié)點(diǎn)c，將節(jié)點(diǎn)c¹作為c父節(jié)點(diǎn)的一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)；

(93)重復(fù)步驟(91)和(92)，直到計(jì)算出根節(jié)點(diǎn)替代節(jié)點(diǎn)的可靠性，然后進(jìn)入步驟(10)；

(10)根節(jié)點(diǎn)替代節(jié)點(diǎn)的可靠性即為被測(cè)軟件在運(yùn)行剖面上的可靠性，結(jié)束此次運(yùn)行。