[发明专利]一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法

权利要求书

1.一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.针对软件开发生命周期过程，采用BBN模型对软件开发生命周期、软件剩余缺陷数和软件需求失效概率PFD进行建模，得到软件开发生命周期的软件需求失效概率PFD₁，其中，软件开发生命周期包括需求阶段、设计阶段、实现阶段、测试阶段、安装和验收阶段，具体过程如下：

S11.对于软件开发生命周期的每个阶段，开发一个BBN子模型用于评估该阶段完成后软件中存在的缺陷数量，具体地，每个阶段的剩余缺陷数量由3种因素决定：上一阶段的剩余缺陷数，需求阶段作为第一阶段不包含此因素；软件复杂度；软件开发活动和VV活动的质量，其中，软件复杂度根据软件逻辑图中反馈回路的数量、连接的复杂功能模块的最大数量、连接的功能块的最大数量以及输入和输出的总数来识别；软件开发活动和VV活动的质量通过对相关的标准和指南进行分析，开发出一系列间接度量指标作为实际质量的指示，也称为指示节点；通过专家对现有软件开发过程和VV过程可用的历史数据研究，确定BBN模型各节点的条件概率表和先验概率分布；对照标准对待评估软件的开发活动和VV活动中各指示节点所对应的文档和数据进行评估，输入观察值，便可生成开发活动质量和VV活动质量节点的质量分布；通过输入BBN模型各指示节点和复杂度节点的观察值，进行运算，即可得每个阶段的剩余缺陷数的评估结果；

S12.在所有阶段的剩余缺陷数量评估完成后，通过缺陷大小分布将软件中存在的缺陷数量转换为软件的需求失效概率，计算公式为：软件失效概率＝软件缺陷数*软件缺陷大小分布，其中，软件缺陷大小分布数值的确定是通过对软件开发和VV团队开发的同等类型和同等复杂度的软件的缺陷数以及软件需求失效概率的历史数据分析得到的；

S2.采用BBN方法对需求失效概率PFD、测试次数、失效次数和PFD置信度建模，构建PFD可靠性模型，将S1得到的软件需求失效概率PFD₁作为需求失效概率PFD的先验分布，将期望的软件需求失效概率PFD₂作为需求失效概率PFD的后验分布，使用PFD可靠性模型进行计算，即可获得满足在预定置信度α下期望的软件需求失效概率PFD₂所需进行的无故障测试次数，具体过程如下：

采用BBN方法对需求失效概率PFD、测试次数n、失效次数f和PFD置信度建模，构建“PFD可靠性模型”；对于安全级低需求操作模式软件，每次测试只有一种结果：“成功”或“失败”，因此假定失效次数f符合二项分布B(n,PFD)；将S1得到的软件需求失效概率PFD₁作为需求失效概率PFD的先验分布；“PFD置信度”为布尔节点，其节点概率表设置为“if(PFDPFD₂,True,False)”，表示如果“PFD置信度”为“True”，则PFD满足可靠性目标(PFD₂)；假设所有测试均成功，即失效次数f＝0，PFD满足特定置信度α条件下的可靠性目标(PFD₂)所需要进行的测试次数n_i由以下公式确定：

假设α＝95％，PFD₂＝10^-4，对P(PFD置信度＝True|f＝0,n)进行敏感性分析，对不同的n＝n_i计算α值，即可计算出有95％的信心认为软件满足PFD低于10^-4的可靠性目标所需要进行的无故障测试次数；

S3.对软件进行测试，若实际的无故障测试次数小于S2得到的无故障测试次数，则表示软件不可靠，需要进行修改。

2.如权利要求1所述的软件可靠性定量评估方法，其特征在于，S3的具体过程为：

S31、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；

S32、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；

S33、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；

S34、执行测试。