[发明专利]一种低需求操作模式下的软件可靠性定量评估方法

权利要求书

1.一种低需求操作模式下的软件可靠性定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过引入风险分析的测试剖面，用于帮助说明软件运行场景及限制测试边界，全面模拟软件的实际操作场景，并结合运行场景的相对频率构造完整准确的运行剖面；

S2、根据软件运行剖面，进行蒙特卡罗采样并生成样本文件，其数量由可靠性目标决定；

S3、根据样本文件，利用仿真模型生成用于软件测试的测试用例；

S4、执行测试并采用贝叶斯推断，定量评估低需求操作模式下的软件需求失效概率PFD_avg。

2.如权利要求1所述的一种低需求操作模式下的软件可靠性定量评估方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程如下：

S41、令随机变量Y代表测试之前未知的事件概率，将其先验分布假设为β分布，表示为β(a,b)，则随机变量Y的概率密度函数为

其中0≤y≤1且a、b均为大于0的整数，归一化常数B(a，b)是β函数；

S42、计算得到β(a,b)随机变量Y的均值为

S43、根据贝叶斯理论，在给定观测值X时，Y的后验概率密度函数为其中，g(x|y)为观察值X条件下Y的似然函数，用于刻画产生数据x的过程，f(y|x)为随机变量Y在n次测试后的观测值X下的后验概率密度函数，对f(y|x)进行计算，得到

S44、计算得到Y的后验分布为β(x+a,n-x+b)和后验分布均值为其中x为被观测到的故障次数，n为测试总次数，a和b是Y先验分布的参数；

S45、通过贝叶斯方法可以生成系统故障概率上限y_u，并通过置信水平θ描述上限y_u的可信程度，表示为Pr{Y≤y_u|x}＝θ；

S46、令a＝b＝1，即在测试之前软件需求失效概率为1/2，以及x＝0，即要求测试过程没有观测到故障，可以将后验累积分布函数

简化为

F(y_u|0)＝1-(1-y_u)ⁿ⁺¹＝θ，

解上述等式得y_u＝1-(1-θ)^1/(n+1)

S47、在进行n次无故障测试后，软件需求失效概率PFD_avg的后验分布为β(1,n+1)，得到待测软件的软件需求失效概率PFD_avg的均值为1/n+1。