[发明专利]一种基于知识库的软件远程故障诊断与修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及软件故障诊断与修复领域，具体涉及一种基于知识库的软件远程故障诊断与修复方法。

背景技术

在工业过程中，硬件故障诊断的含义是根据特定传感器的测量值，确定引起系统异常或失效的原因、部位及严重程度。硬件故障诊断专家系统的功能是根据测量信息和计算机化的诊断知识，自动完成系统异常或失效的诊断。软件故障诊断还是一个较新的事物，软件故障同硬件故障在故障机理方面就具有较大的差异，这必然会导致两者的诊断方法会存在一定的差异。软件系统的数学模型是离散的，故障的形成无物理原因，失效的发展取决于输入值和运行状态的组合。软件输入值和运行状态的组合在合理范围内的微小变化可能引起输出的巨大变化，软件故障的出现通常无前兆，硬件系统在正常工作条件下其行为是渐变的，故障的形成和失效的发生一般都有物理原因，硬件故障的出现通常有前兆。软件故障难以定位，失效现象往往不在失效部件显现，硬件故障较易定位，失效部件的物理参数常常发生明显变化。如果发现一个软件出现了某个故障，那么该版本的所有软件都会可能发生该故障。

软件故障可分为因开发过程中引入的设计及编码缺陷造成的软件故障和因软件运行外部依赖环境配置不正确造成的软件故障。前类故障可视作由于软件的内在原因造成，后类故障可视作由于软件的外在原因造成。前类故障的修复需要修改软件的源程序并重新发布和安装新版软件，而后一类故障的修复并不需要修改源码，只是对配置文件、运行环境进行适当的调整。当前的大型软件系统特别是分布式软件系统广泛采用基于构件的体系结构，构件复用是一种产品复用，构件库中的构件作为产品都经过了严格的测试，许多构件甚至已在其它系统中历经了多年使用，因此构件出现内部故障的概率很小，在实际使用过程中出现的许多故障是由于构件的少装、多装、错装、错配、服务未启动等外在原因造成的。对于由外在原因引起的软件故障来说，它的诊断和修复主要依靠被诊断软件系统的外部依赖环境配置领域知识进行。

因此，在现有技术中，需要一种对于软件故障的有效、方便、准确的诊断和修复方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于知识库的软件远程故障诊断与修复方法及系统，解决现有技术中存在的问题，能够实现软件故障的智能诊断与修复，提升软件故障诊断与修复的效率和自动化程度。

本发明人，通过创造性的劳动，设计了软件故障诊断知识库，即是将软件故障诊断领域的专家知识表示为计算机内部格式，加以合理的描述存储，以便于故障诊断时进行有效的检索和利用，从而提高软件故障诊断与修复的效率和自动化程度。基于知识库软件故障诊断的问题可以描述为以下四元式的形式：

P＝(M,F,K,OBS)

式中，M为系统可观测到的症状集合，F为系统的故障集合，为系统症状集与故障之间的映射关系（即诊断知识），对于不同的系统K取决于被诊断软件系统的结构和行为，OBS为当前观察到的症状。

为实现发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：

A、将被诊断软件系统中各软件构件的运行条件、依赖关系、故障表现特征和修复策略进行建模和入库以形成故障诊断与修复知识库，将故障诊断与修复知识库存储在独立于被诊断软件系统的服务终端上；

B、在被诊断软件系统中安装客户端代理程序，在服务终端上安装服务端程序，利用客户端代理程序实时获取被诊断软件系统的诊断信息并通过网络将诊断信息传递给服务端程序；

C、服务端程序依据获取的诊断信息和故障诊断与修复知识库，进行故障诊断与修复决策以产生决策命令并将决策命令通过网络传递给客户端代理程序；

D、客户端代理程序执行决策命令，实现软件故障的诊断与修复。

优选地，上述技术方案中，步骤A包括：

A1、将已解决故障的故障特征、故障原因、故障维修方法表示为计算机内部格式，形成故障案例库录入故障诊断与修复知识库中；

A2、将被诊断软件系统的软件故障领域专家经验知识以产生式规则的形式进行描述，形成故障诊断规则库录入故障诊断与修复知识库中。

优选地，上述技术方案中，步骤A1包括：

A1.1、采用数据库表作为案例的计算机内部存储格式，包括案例信息表、故障信息表、故障构件表、征兆信息表、案例解释表、维修步骤表和附件表；

A1.2、案例信息表由案例名称、案例编号和案例说明组成；

A1.3、故障信息表由故障编号、故障名称、故障类别和故障等级组成；

A1.4、故障构件表由序号、构件类型、构件名称、构件前缀和构件描述组成；