[發(fā)明專利]軟件系統(tǒng)可靠性預(yù)計方法、裝置、計算機(jī)設(shè)備和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010431680.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111679972B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳玉美;李璇;劉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 彭姣云

1.一種軟件系統(tǒng)可靠性預(yù)計方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

對軟件進(jìn)行功能分解，分解成軟件模塊；

由軟件模塊的固有特性和開發(fā)過程特性提取影響軟件模塊可靠度的因素，并確定各個因素對軟件可靠性的影響程度；

建立模塊可靠度預(yù)計模型，完成模塊可靠度預(yù)計；

建立軟件可靠性預(yù)計模型，利用得到的模塊可靠度，預(yù)計軟件可靠性；

當(dāng)軟件的體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜引入分層模型，建立多層級的Petri網(wǎng)模型，來描述復(fù)雜軟件的體系結(jié)構(gòu)；

多層級的Petri網(wǎng)模型中，頂層模型中，S1、S2、S10為軟件體系結(jié)構(gòu)中的模塊，S3為一個包，其中包含了若干個模塊及其連接關(guān)系，在頂層中，軟件的體系結(jié)構(gòu)為一個標(biāo)準(zhǔn)的分支結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行分析時，根據(jù)分支結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析；而S3打開后，其中包含的模塊及其連接關(guān)系表示的是底層模型，底層模型為冗余結(jié)構(gòu)模型，由模塊S4、S5、S6、S7、S8、S9組成，其中S4→S5→S7→S9為正常執(zhí)行的路徑，S4→S6→S8→S9為冗余的執(zhí)行路徑，在實際執(zhí)行過程中，若在頂層結(jié)構(gòu)中，執(zhí)行路徑S1→S2→S10，則直接正常執(zhí)行即可，若執(zhí)行路徑S1→S3→S10，則在包S3中執(zhí)行時，執(zhí)行底層模型的冗余結(jié)構(gòu)模型；

對軟件進(jìn)行功能分解：

根據(jù)開發(fā)需求，確定軟件的功能和軟件的工作要求；同時識別軟件的基本部件，具體的，軟件分解為六個級別：計算機(jī)軟件配置項目級別、計算機(jī)軟件部件級別、單元級別、模塊級別、指令級別、操作對象級別；

提取影響軟件模塊可靠性的因素：

軟件模塊可靠性由模塊的固有特性和開發(fā)過程特性得到；

軟件模塊固有可靠性特性的預(yù)計方法是，分析軟件錯誤類型，將軟件錯誤分為邏輯錯誤、接口錯誤、輸入/輸出錯誤、計算錯誤，將軟件模塊的固有特性分為結(jié)構(gòu)特性、功能特征、任務(wù)特征、系統(tǒng)與輸入特征四大類；

對于模塊固有特性的分類與選取，模塊的固有特性對軟件的錯誤類型分布產(chǎn)生直接的影響；

在考慮其固有特性對模塊可靠度的影響時，需要選擇該模塊是否具有某一項固有特性，如果具備該特性，則考慮該特性對模塊可靠度的影響，如果不具備該特性，則不考慮該特性對模塊可靠度的影響；

開發(fā)過程特性包括軟件開發(fā)的基本活動、軟件開發(fā)的支持活動和軟件開發(fā)管理活動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟件系統(tǒng)可靠性預(yù)計方法，其特征在于，基于固有特性的模塊 可靠度計算方法如下：

步驟301、將提取出的影響軟件模塊可靠度的每一項固有特征進(jìn)行編號，對四種軟件可能出現(xiàn)的錯誤類型依次編號；

步驟302、在具有第v類固有特征的軟件模塊中，第w類錯誤數(shù)與錯誤總數(shù)的百分比用c(v,w)表示；其中，w＝1,2,3,4，具體地，第1類錯誤指邏輯錯誤，第2類錯誤指接口錯誤，第3類錯誤指輸入/輸出錯誤，第4類錯誤指計算錯誤；

步驟303、用Y表示固有特征的總數(shù)，則軟件模塊的固有特征錯誤分布C(w)表示為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種軟件系統(tǒng)可靠性預(yù)計方法，其特征在于，基于開發(fā)過程特性的模塊可靠度計算方法如下：

步驟304、計算避錯概率，用A(w)來表示第w類錯誤得以避免的概率：

其中a(k,w)是采用第k項措施后，第w類錯誤得以避免的概率，L是采用的避錯措施的總數(shù)；

步驟305、計算查錯概率，用D(w)表示對第w類錯誤的查錯概率：

其中d(g,w)是采用第g項措施后，第w類錯誤得以查出的概率，Q表示查錯措施的總數(shù)；

步驟306、計算軟件模塊可靠度預(yù)計值Rc：Rc＝Rr+Er(1-Rr)；

其中，Rr表示軟件模塊的固有可靠度，由“成功執(zhí)行與總的執(zhí)行的比率”確定；

Er是改善系數(shù)，計算公式為：