[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

说明书

本发明涉及一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法，可包括以下步骤：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进行建模，得到软件开发生命周期的软件需求失效概率PFD₁；S2.采用BBN方法对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PFD₁作为PFD的先验分布，将期望的软件需求失效概率PFD₂作为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PFD₂所需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。

技术领域

本发明属于软件可靠性分析领域，具体地涉及一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法。

背景技术

软件可靠性是软件开发过程中最重要的因素之一，直接影响了软件的质量的好坏。

软件可靠性的定义是在规定的时间和规定的环境下无故障运行的概率。软件失效是指某个特定输入状态与数字化系统内部状态交互触发了软件的一个故障，造成软件未能执行其预期功能或执行非预期功能。软件有与硬件不同的失效因素和模式，软件产品的可靠性与时间不存在直接的函数关系。软件产品不随时间发生变化，除非发生人为的变更或升级。由于现有的知识不完整，不能充分地解释和量化定义软件失效过程的所有变量。与软件失效相关的主要不确定性包括：(1)软件程序中故障的数量和分布是未知的，(2)触发故障的输入的出现是操作环境的函数，并且遵循一个随机过程。为了解决这种不确定性，软件失效可以用概率或频率来描述。

现有的软件可靠性定量评估方法有：软件可靠性增长方法、贝叶斯置信网络方法、基于测试的方法、基于指标的方法和基于标准的方法等。一种方法可能同时被归类到上述几种方法中。每一种方法都有不同的适用范围，没有一种方法可以适用于所有情况。

《哈尔滨工程大学学报》第35卷第12期的“核安全级仪控软件可靠性评估模型构建”，及《核动力工程》杂志第37卷第1期的“核安全级数字化仪控系统软件可靠性评估”文献中，运用贝叶斯置信网络(Bayesian Belief Network,BBN)方法，通过对系统因素关系分析，结合专家定性判断，对复杂系统进行模型构建，开展了软件可靠性定量评估方法的研究。基于BBN该方法，通过专家意见和客观数据等信息，对软件开发过程的质量分阶段依次评估，最后得到软件可靠性的定量评估结论。评估的缺陷既包含会导致需求失效的缺陷，也包含不会导致需求失效的缺陷。该方法在实践过程中较依赖于专家评分，主观性较强。

中国发明专利“一种低需求操作模式下的软件可靠性定量评估方法”(申请号201710727374.7)中公开一种软件可靠性定量评估方法。该软件可靠性定量评估方法，运用软件统计测试(Software Statistical Testing,SST)的方法，通过引入风险分析的测试剖面，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；根据软件运行剖面，进行蒙特卡罗采样并生成样本文件，样本文件用于生成测试用例；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；最后采用贝叶斯推断，定量评估低需求操作模式下的软件需求失效概率。此方法相比于BBN方法仅考虑会导致需求失效的缺陷，未考虑软件开发过程质量对软件可靠性的影响。此外，此方法采用的是无信息的先验分布，对于安全级软件来说过于保守。

发明内容

本发明旨在提供一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法，以解决上述问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种结合软件开发质量信息的软件可靠性定量评估方法，可包括以下步骤：