[发明专利]一种考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估方法

说明书

本发明涉及一种考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估方法，该方法首先利用离散时间马尔可夫链(DTMC)对容错软件架构进行建模，获得具有多级故障恢复机制的马尔可夫链(DTMC)模型。在此基础上，利用多变量贝努力分布(MVB)分析关联组件失效对于软件可靠度的影响，同时考虑组件间的交互，完成考虑关联失效的软件可靠性及性能评估。本发明应用于容错软件可靠性及性能评估过程，可以定量反映容错软件质量和可靠性水平。

技术领域

本发明涉及一种考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估方法，属于任务关键系统领域容错软件质量与可靠性评估技术领域。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，软件系统复杂程度和规模日益增加，特别是任务关键系统都采用了如多级故障恢复机制等容错设计，针对这类软件如何进行更为有效的可靠性及性能评估是当前学术界和工业界面临的重大挑战之一。

目前现有的软件可靠性建模及评估技术往往假设软件各组件失效相互独立。在这种假设条件下，软件可靠度依赖于软件组件数量及各软件组件的独立失效概率。虽然上述假设大大简化了分析过程，但大量研究及实验结果表明软件各组件失效并不是完全独立的，即软件失效关联是一种普遍存在的现象，“传统可靠性理论失效”很大程度上是因为没有考虑到这种关联关系，这种联系的存在直接导致其他缺陷检测效率的降低，是造成软件失效的根源之一。将关联性问题引入到可靠性模型，考虑组件关联失效的软件可靠性研究是在最近几年才引起广泛的关注。

目前现有的软件可靠性评估手段难以满足复杂关键任务软件对高性能、高可靠、高安全的要求，而针对该系统考虑关联失效的可靠性评估方法在国内工程领域尚属空白。

发明内容

本发明的目的是提出一种考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估方法，通过引入软件关联失效及基于多变量贝努力分布MVB的软件可靠性及性能分析方法，解决容错软件的可靠性定量分析问题。

本发明的具体技术方案：

一种考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估方法，首先利用离散时间马尔可夫链DTMC对容错软件架构进行建模，获得具有多级故障恢复机制的马尔可夫链DTMC模型。在此基础上，利用多变量贝努力分布MVB分析关联组件失效对于软件可靠度的影响，同时考虑组件间的交互，完成考虑关联失效的软件可靠性及性能评估。本发明应用于容错软件可靠性及性能评估过程，可以定量反映容错软件质量和可靠性水平。

本发明针对容错软件可靠性及性能分析技术，具体实施过程如下：

一、按照容错软件可靠性要求利用离散时间马尔可夫链DTMC对容错软件架构进行建模；

二、基于多变量贝努力分布MVB的容错软件可靠度和性能计算。

本发明的有益效果：本发明根据软件运行实际，解决了软件组件关联失效情况下的软件可靠性及性能评估问题，同时降低了计算复杂度，对任务关键系统软件全寿命周期开发有着良好的指导作用，也是保证软件质量和可靠性的有效手段；此外，本发明将组件间关联度显式地融入到可靠性及性能评估中，因此还可以支持进行组件(可靠度，关联度等)灵敏度分析；因此，本发明为开展容错软件可靠性定量评估提供技术支撑，提高容错软件质量和可靠性，具有重要的工程应用价值。

附图说明

图1为考虑关联失效的容错软件可靠性及性能评估过程流程图。

图2为给出具有6个组件的容错软件架构模型示意图。

图3为图2示例中考虑两级恢复机制软件状态转移图。

图4为图3示例的状态转移矩阵。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步详细说明：