[发明专利]一种基于Altarica形式化语言的软件FMEA分析方法

说明书

本发明公开了一种基于Altarica形式化语言的软件FMEA分析方法，包括以下步骤：步骤1：识别待分析软件数据流并画出数据流图；步骤2：针对待分析软件建立基本软件模型；步骤3：定义待分析软件失效，并使用步骤2中建立的基本软件模型的各个状态来描述待分析软件的失效；步骤4：搜索所有满足待分析软件的失效定义的状态传输路径，每条传输路径为一个失效模式；步骤5：分析各个满足待分析软件失效定义的状态传输路径，并填写FMEA表格。本发明软件功能单元模型化，使用形式化工具执行分析，减小工作量；软件功能单元模型化，达到模型复用。针对不同的软件功能单元，总结归纳验证属性，达到知识的积累和共享。

技术领域

本发明涉核电行业核安全级数字仪控设备软件可靠性分析技术领域，尤其涉及一种基于Altarica形式化语言的软件FMEA分析方法。

背景技术

软件可靠性(software reliability)是软件产品在规定的条件下和规定的时间区间完成规定功能的能力。现阶段针对软件的可靠性分析方法主要有两大类，定性的分析方法和定量的分析方法。其中定量的分析方法是基于概率统计的，但由于软件自身的特性，现阶段软件可靠性定量分析的置信度不高，软件的定性分析一般是基于经典可靠性分析方法如FMEA，FTA等。

FMEA是指失效模式与影响分析。FMEA分析方法是一种经典的可靠性分析方法，能够有效的针对软件进行可靠性分析。但是由于软件自身的特性，在使用FMEA分析方法的时候，存在分析颗粒度无法把握，工作量巨大等问题；分析质量严重依赖分析人员的知识水平，无法有效的保证分析质量。

软件工程中的形式化分析方法是以数学理论为基础,建立的一种用来解决软件工程领域问题的系统性分析方法。形式化方法通过具有明确语义的形式语言来描述目标软件系统的行为和特征,为目标系统开发提供了一个模型化的有效设计和分析途径,保障了系统的安全性和可靠性，根据表达能力，形式化方法可以分为五类：基于模型的方法、基于逻辑的方法、代数方法、过程代数方法、基于网络的方法等。本发明选用的形式化方法是一种基于模型的方法，它通过明确定义状态和操作来建立一个系统模型(使系统从一个状态转换到另一个状态)，并使用断言或时态逻辑来描述属性(系统必须满足的性质)。

形式化分析方法在数学、计算机科学、人工智能、航天等领域得到广泛运用。它能精确地揭示各种逻辑规律,制定相应的逻辑规则,为目标系统开发提供了一个模型化的有效设计和分析途径,保障了系统的安全性和可靠性。

发明内容

针对传统FMEA分析在软件可靠性分析中存在的缺点。本发明提供了一种基于Altarica形式化语言的软件FMEA分析方法，利用形式化技术的准确无歧义、便于验证以及计算机处理的特点，结合传统软件可靠性分析方法(FMEA)，达到模块化分析对象，使分析对象模型可复用，进而减小软件FMEA分析的工作量。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种基于Altarica形式化语言的软件FMEA分析方法，包括以下步骤：

步骤1：识别待分析软件数据流并画出数据流图；

步骤2：针对待分析软件建立基本软件模型；

步骤3：定义待分析软件失效，并使用步骤2中建立的基本软件模型的各个状态来描述待分析软件的失效；

步骤4：搜索所有满足待分析软件的失效定义的状态传输路径，每条传输路径为一个失效模式；

步骤5：分析各个满足待分析软件失效定义的状态传输路径，并填写FMEA表格。

进一步，所述步骤2中建立通用基本软件模型，包括以下步骤：

步骤a：把软件行为抽象为数据的接收和发送；

步骤b：从时间、空间、行为内涵三个方面对软件的状态进行描述；