[发明专利]一种基于排错过程引进故障的开源软件可靠性建模方法

说明书

本发明属于开源软件可靠性模型技术领域，具体涉及一种基于排错过程引进故障的开源软件可靠性建模方法。本发明基于排错过程引进故障的开源软件可靠性建模方法，包括以下步骤：(1)提出模型假设；(2)建立微分方程；(3)建立开源软件故障检测可靠性模型的。本申请在充分考虑实际的开源软件故障检测和故障去除之间存在时间延迟的基础上，并且考虑去除故障时可能引进故障的情况来建立相应的开源软件可靠性模型。由于考虑了在开源软件故障去除时，可能引进故障的情况，因此，建立地开源软件可靠性模型更符合实际的故障检测和故障去除变化的过程，建立地开源软件可靠性模型的假设更加的合理和可信。

技术领域

本发明属于开源软件可靠性模型技术领域，具体涉及一种基于排错过程引进故障的开源软件可靠性建模方法。

背景技术

在现代信息社会中，软件的应用越来越广泛。不仅软件的编码规模和功能越来越大，而且其开发方式也发生了很大的变化。例如，近年来流行的开源软件开发方法。开源软件的发展不同于传统的闭源软件开发。Raymond把开源软件的开发模式称为Bazaar(集市)，把传统的闭源软件开发称为Cathedral(大教堂)。此外，开源软件的测试由开发人员、社区志愿者和用户完成。由于开源软件开发具有开放性和动态性特点，它的可靠性受到了广泛质疑。

一般来说，我们可以使用软件可靠性增长模型来评估软件可靠性和预测软件中剩余故障的数量。在开源软件可靠性建模方面，Tamura和Yamada提出一种基于随机微分方程的软件可靠性模型，但只考虑故障检测过程。Zou和Davis用几种传统的经典闭源软件可靠性模型对开源软件进行可靠性评估。实验结果表明，传统的闭源软件可靠性模型可以用来评估开源软件的可靠性。特别是，基于威布尔分布的软件可靠性模型在评估开源软件可靠性方面具有更好的拟合和预测性能。Li等人考虑开源软件开发过程中志愿者的兴趣随测试时间的变化情况，提出一种基于故障检测率随测试时间有先增后减变化的开源软件可靠性模型。

一般来说，开源软件的开发环境要比闭源软件复杂得多。开源软件的开发和测试相关人员比闭源软件更具多样性。开源软件的管理比闭源软件更松散。开源软件的开发过程比闭源软件更具动态性。因此，使用闭源软件可靠性模型来评估开源软件的可靠性，这与实际的软件测试环境是不完全一致的。虽然一些开源软件的可靠性模型已经建立，可以用来评估开源软件在某些软件测试情况下的可靠性，但大多数都是基于故障检测建立的，没有考虑故障排错和故障检测之间的时间延迟情况。而实际上在开源软件测试过程中，存在着故障检测和排错之间的时间延迟现象。例如，在Apache开源软件项目中，检测到的错误将被标记为创建、更新和解决时间等。检测到的故障状态可以开放、重新开放、解决和关闭等。因此，很明显看到开源软件中检测故障与排错故障之间存在时间延迟问题。另外，由于故障已被标记为已解决或已关闭，可以在以后重新被开放，说明在排除该故障时，原故障没有被完全消除或引入新故障。因此，在开源软件测试过程中，在建立开源软件可靠性模型时，还需要全面考虑故障引入现象。

最近，Liu等人提出了一种基于马尔可夫的软件可靠性评估方法，并采用加权最小二乘估计方法对模型参数进行估计。Liu等人认为故障检测和排错过程之间的时间延迟是服从指数或威布尔分布的随机变量，并提出了相应的软件可靠性模型。他们还建立了多版本软件可靠性模型，并使用开源软件故障数据集来验证相关模型的性能。此外，Yang等人假设故障检测和排错过程之间的时间延迟服从伽马(Gamma)分布，并建立了多版本软件可靠性模型。他们还使用了两个开源软件故障数据集来验证模型的性能。由于开源软件的开发和测试环境的复杂性，建立开源软件的可靠性模型是非常困难的。Ullah等人提出了一种优化选择模型的方法，并对已建立的软件可靠性模型进行优化选择。最终选择出最优的模型来进行开源软件可靠性评估。虽然已建立地开源软件可靠性模型考虑了故障检测和故障排错之间存在延迟的问题，但在实际的开源软件开发和测试过程中，由于没有考虑故障去除过程可能引进故障的情况，因此，用于建立地时间延迟的开源软件可靠性模型的假设并不符合实际的开源软件去除故障的情况，它们假设的合理性受到质疑。

发明内容