[发明专利]一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法

权利要求书

1.一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、建立系统模型：建立由异构节点组成的大规模多状态系统模型，大规模多状态系统的异构组件抽象成有相同数量状态属性，状态占用不同概率的不同节点，每个节点表现出相同数量的状态表示为1,2,…,m状态变量Xi对应节点Ni，Xi是一个多值变量，值从1,2,…,m，Xi＝j表示Ni处于j状态，其中X＝(X1,X2,...,Xn)是随机的系统状态向量；

S2、引入SPL规范：引入自定义的原子规范和基于原子规范的SPL规范，具有n个节点，每个节点有m种状态的系统可能有mn种状态，系统状态被分组或分类成几个有代表性的容错性能水平，引入原子规范来指定系统容错性能水平，通过对自定义原子规范的逻辑操作提出了SPL规范并指出系统在SPL规范下系统在特定容错性能水平的计算；

S3、SPL建模：基于多值决策图进行SPL建模；

S4、多值决策图模型构建：构建原子规范和SPL规范的多值决策图模型；

S5、容错性能分析：通过步骤S3中得到的SPL模型和S4中得到的多值决策图模型计算多状态系统的容错性能水平。

2.根据权利要求1所述的一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法，其特征在于：在步骤S2中，针对某个任务时间t具有n个不相同，其中原子规范的设定为：

A1(≥k,≥s)＝“至少k个节点处于状态s或以上”；

A2(≤k,≥s)＝“不超过k个节点处于状态s或以上”；

A3(≥k,≤s)＝“至少k个节点处于状态s或以下”；

A4(≤k,≤s)＝“不超过k个节点处于状态s或以下”。

3.根据权利要求2所述的一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法，其特征在于：在步骤S2中，将系统的容错性能水平作为逻辑的“与”(×)和“或”(+)运算的组合来定义SPL规范，具体情况如下：

SPL1＝A1(≥k,≥p)×A2(≤l,≥q)＝“至少k个节点处于状态p或以上且不超过l个节点处于状态q或以上”；

SPL2＝A1(≥k,≥p)×A3(≥l,≤q)＝“至少k个节点处于状态p或以上且至少l个节点处于状态q或以下”；

SPL3＝A1(≥k,≥p)+A4(≤l,≤q)＝“至少k个节点处于状态p或以上，或者不超过l个节点处于状态q或以下”；

SPL4＝A2(≤k,≥p)+A3(≥l,≤q)＝“不超过k节点处于状态p或以上，或者至少l个节点处于状态q或以下”。

4.根据权利要求1所述的一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法，其特征在于：在步骤S4中，基于MDD的由非同一、多状态节点构成的大规模系统首先构建原子规范下的多值决策图模型，然后构建SPL规范下的多值决策图模型，具体情况如下：

构建原子规范的MDD模型：原子规范A1(≥k,≥s)＝“至少k个节点处于状态s或以上”，A1(≥k,≥s)的MDD模型具有良好的晶格结构，并且有序的MDD中的每个源到汇聚路径都以升序访问变量，在原子规范的MDD模型中有两种类型的汇聚节点(用方块表示)：汇聚节点“1”表示A1(≥k,≥s)是满足的，相反汇聚节点“0”表示A1(≥k,≥s)是不满足的(少于k个节点在状态s或以上)；

SPL规范下的MDD模型构建：考虑特殊情况下的参数为p和q的SPL规范情形下的MDD构造，其次是更一般情况下MDD的构造，依据SPL1＝A1(≥k,≥s)×A2(≤l,≥s)的物理意义，即“至少k个节点处于状态s或以上且不超过l个节点处于状态s或以上”，对于的情况，SPL1＝A1(≥k,≥s)×A2(≤l,≥s)的MDD模型具有定义良好的结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于多值决策图的多状态系统容错性能分析方法，其特征在于：在步骤S5中，将在SPL规范下构建的多值决策图中每条满足SPL规范的路径的概率值相加得到系统的概率，即得到系统的容错性能水平，在生成MDD模型之后，通过任务时间t的SPL来评估所产生的MDD计算特定容错性能水平系统的概率，从根到汇聚节点的每个路径表示基本事件的不相交组合。如果路径从节点N_i引出到其第j条边，然后在任务时间t事件呈现节点N_i处于状态j，并且那条路径发生的概率是P_ij。