[发明专利]基于HISQM排队模型考虑故障排除过程的构件软件可靠性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软件可靠性分析方法。

背景技术

在对构件软件测试阶段进行可靠性分析时，传统的基于体系结构的模型以及方法，为 了使模型易于求解，它们往往只考虑了测试中的故障检测过程，忽略了故障排除过程。一 个常用的假设就是假设检测到的故障能立即完全修复或故障排除时间可以忽略不计。这种 假设过分简化了构件软件应用的集成测试过程，与实际并不相符。

过去，研究人员已经开始讨论如何使用排队方法来解释软件测试中的排错行为。Dohi 等把有限故障和无限故障两类NHPP模型放到一个统一的建模框架中，通过引进一个ISQ 模型描述软件排错行为，说明在经典的NHPP模型中考虑软件排错过程。Huang等引用一 个实例系统P1来阐明故障排除过程不可以忽略这个问题，指出对于该大型的软件系统来 说，检测到的故障需要花费数月时间去排除。图13显示了系统P1在测试过程中检测到的 故障数，排除的故障数和检测到还未排除的故障累计数随时间的变化情况。图13清楚地说 明了故障排除时间是不可以忽略的，因为排除的故障数远远滞后于检测到的故障数。他们 分别使用ISQ和FSQ(Finite Server Queue)两类模型描述软件的排错行为，推导出新的软件 可靠性增长模型来预测软件可靠性。与基于ISQ的模型相比，基于FSQ的模型考虑到了排 错资源的约束性问题，但是由于模型过于复杂，最终没有得到求解。Lin等用基于率的仿真 方法解决了这个问题。他们用排队论描述和解释软件开发中的故障排除行为。基于排队模 型，开发出仿真程序实现对软件可靠性过程的仿真。后来，Huang等考虑到在排错过程中 排错速率可能在某些特定的点发生变化，提出一个具有多个移动点的扩展的ISQ模型来预 测和估计软件可靠性。

以上的排队模型描述普通软件的黑盒测试过程。集成测试是基于构件软件应用的运行 剖面执行的灰盒测试过程，虽然对每个构件来说执行的仍是黑盒测试，但要求系统内部信 息可见。目前还没有研究工作将排队论用于构件软件可靠性分析中。混合无限服务员排队 模型(HISQM)基于排队论，建模构件软件集成测试中的故障排除过程，组成模型的每个ISQ 系统描述根据排错策略分配到该系统中的构件故障的排除行为。该模型同时也考虑了故障 排除过程中可能存在的不完全排错的情况，本发明将用它来实现对集成测试中构件软件可 靠性过程的估计和预测。

发明内容

本发明为了解决传统的基于体系结构的模型以及方法中存在的只考虑了测试中的故 障检测过程，忽略了故障排除过程的弊端，而提出了一种基于HISQM排队模型考虑故障 排除过程的构件软件可靠性分析方法。

基于HISQM排队模型考虑故障排除过程的构件软件可靠性分析方法的集成测试过程 包括故障检测过程和故障排除过程：

故障检测过程：

设随机过程{N_d(t)，t≥0}表示构件软件集成测试中的故障检测过程，对应于HISQM模 型的到达过程；

N_d(t)表示到时间t从构件软件应用中检测到的故障数；到时间t累计检测到的故障数 的期望值表示为

Md(t)=Σi=1nmdi(πit)]]>公式一

式中m_di(t)——到时间t构件i累计检测到的失效数目的期望值；

    π_i——在系统稳定状态下构件i的执行时间比例；

故障排除过程：

设随机过程{N_r(t)，t≥0}表示构件软件集成测试中的故障排除过程，对应于HISQM排 队模型的离开过程；