[發明專利]一種低需求操作模式下的軟件可靠性定量評估方法

在審

• 申請號: 201710727374.7
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107480069A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 吳一純;周俊燚;謝珊;繆惠芳;鄭劍香;朱宗倫
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 何家富

1.一種低需求操作模式下的軟件可靠性定量評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過引入風險分析的測試剖面，用于幫助說明軟件運行場景及限制測試邊界，全面模擬軟件的實際操作場景，并結合運行場景的相對頻率構造完整準確的運行剖面；

S2、根據軟件運行剖面，進行蒙特卡羅采樣并生成樣本文件，其數量由可靠性目標決定；

S3、根據樣本文件，利用仿真模型生成用于軟件測試的測試用例；

S4、執行測試并采用貝葉斯推斷，定量評估低需求操作模式下的軟件需求失效概率PFD_avg。

2.如權利要求1所述的一種低需求操作模式下的軟件可靠性定量評估方法，其特征在于，所述步驟S4的具體過程如下：

S41、令隨機變量Y代表測試之前未知的事件概率，將其先驗分布假設為β分布，表示為β(a,b)，則隨機變量Y的概率密度函數為

其中0≤y≤1且a、b均為大于0的整數，歸一化常數B(a，b)是β函數；

S42、計算得到β(a,b)隨機變量Y的均值為

S43、根據貝葉斯理論，在給定觀測值X時，Y的后驗概率密度函數為其中，g(x|y)為觀察值X條件下Y的似然函數，用于刻畫產生數據x的過程，f(y|x)為隨機變量Y在n次測試后的觀測值X下的后驗概率密度函數，對f(y|x)進行計算，得到

S44、計算得到Y的后驗分布為β(x+a,n-x+b)和后驗分布均值為其中x為被觀測到的故障次數，n為測試總次數，a和b是Y先驗分布的參數；

S45、通過貝葉斯方法可以生成系統故障概率上限y_u，并通過置信水平θ描述上限y_u的可信程度，表示為Pr{Y≤y_u|x}＝θ；

S46、令a＝b＝1，即在測試之前軟件需求失效概率為1/2，以及x＝0，即要求測試過程沒有觀測到故障，可以將后驗累積分布函數

簡化為

F(y_u|0)＝1-(1-y_u)ⁿ⁺¹＝θ，

解上述等式得y_u＝1-(1-θ)^1/(n+1)

S47、在進行n次無故障測試后，軟件需求失效概率PFD_avg的后驗分布為β(1,n+1)，得到待測軟件的軟件需求失效概率PFD_avg的均值為1/n+1。