[发明专利]一种软件可靠性加速测试与评估方法及其计算机辅助工具

说明书

技术领域

本发明属于软件可靠性工程领域，尤其涉及软件可靠性测试和评估领域，具体地说，是指一种基于畸化操作剖面的软件可靠性加速测试与评估方法及其计算机辅助工具。

背景技术

软件可靠性测试对于软件的质量保证具有极其重要的意义，一方面需要通过软件可靠性增长测试不断排除对软件可靠性具有重要影响的软件缺陷，实现软件可靠性水平的不断增长以满足用户对软件可靠性的要求；另一方面则需要通过软件可靠性验证测试来判断软件是否已经达到要求的可靠性水平，进而决定软件能否接收或者发布。

但目前，软件可靠性测试的应用并不理想，在传统可靠性测试理论和方法指导下的数量庞大的测试用例是导致其裹足不前的一个重要原因，对于高可靠软件来说，这样的问题尤为突出，Butler曾认为利用传统的软件可靠性验证测试方法不可能完成对高可靠软件的评估要求。如何提高传统软件可靠性测试的效率，加速软件可靠性测试的进程，在有限的时间和资源消耗的条件下实现相同的可靠性测试目标，即实现软件可靠性加速测试，成为摆在软件可靠性领域研究人员面前的一个热点和难点问题。

当前传统的可靠性测试及评估方法主要有两种，一种是基于马尔可夫使用模型的统计测试方法，另一种是基于Musa操作剖面的可靠性测试方法。上述两种方法的基本思想都是基于统计学的基本原理，即根据软件的实际使用情况的统计规律的描述，对软件进行随机测试，利用失效数据进行软件可靠性评估。上述特点也决定了软件可靠性测试过程时间长、费用高、资源耗费大，导致软件可靠性测试的效率低下。

H.Hecht分别于1993年在其论文《Rare conditions-an important cause of failures》和1994年在其论文《Rare Conditions and Their Effect on Software Failures》中通过收集到的大量的数据，总结出高可靠软件失效的一个重大原因，即在高可靠软件中，小概率事件的失效是导致系统失效的主要原因，这一数据的发布和原因分析为后续一系列以重要度抽样为加速机理的方法的提出提供了依据。B.Cukic、H.Alam、D.Tang等人均在H.Hecht数据的基础上，提出了基于重要度抽样的思想，对小概率事件的发生概率进行提升，对重要度抽样原理进行了描述，并在基于Markov链构建操作剖面的软件上进行了实验。以上都是基于重要度原理对软件可靠性加速方法进行了非常好的诠释，但均以Markov使用模型作为阐述对象，且基本上都是在假设软件出现失效不剔除软件缺陷、从而保证软件失效概率或失效率不变，即以软件可靠性验证测试为研究对象，而对于软件可靠性增长加速测试没有进行阐述。因此与目前软件可靠性测试的两种类型结合不紧密，并且由于Markov链本身构建的复杂性，影响了其在实践中的应用。因此，如何在以Musa操作剖面为基础的情况下研究软件可靠性加速测试，且对软件可靠性验证加速测试和软件可靠性增长加速测试进行全面的研究和考虑，具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明为了解决基于传统Musa操作剖面的软件可靠性测试效率低的问题，提供了一种基于畸化操作剖面的软件可靠性加速测试与评估方法及其计算机辅助工具。

本发明提供的畸化操作剖面的构建方法，分以下两种：

方法1：将普通操作的发生概率置0，关键操作的发生概率之和作为加速因子。所述的关键操作是指需要重点测试的操作，所述的普通操作是指不需要重点测试的操作。

方法2：利用操作发生概率值对所有操作的发生概率值进行大小翻转。

本发明的一种基于畸化操作剖面的软件可靠性增长加速测试与评估方法，具体步骤为：

步骤一、构造畸化操作剖面，确定各操作的加速因子和整个畸化操作剖面的加速因子；

步骤二、根据所构造的畸化操作剖面进行随机抽样生成测试用例；

步骤三、判断被测软件为离散型软件还是连续型软件，若是离散型软件，则执行步骤四，若是连续型软件，则执行步骤五；

步骤四、构建软件测试环境，执行步骤二生成的测试用例，收集失效间隔用例数，然后确定引起失效的输入所对应的操作，并利用所确定的操作的加速因子进行失效用例数的转化处理；本步骤执行完毕后执行步骤六；

步骤五、构建软件测试环境，执行步骤二生成的测试用例，收集失效间隔时间数据，然后确定引起失效的输入所对应的操作，并利用所确定的操作的加速因子进行失效间隔时间的转化处理；本步骤执行完毕后执行步骤六；

步骤六、选择适当的软件可靠性增长模型，进行可靠性参数的估计；