[发明专利]基于可信属性的航天系统关键软件评价方法

摘要

基于可信属性的航天系统关键软件评价方法，本方法通过建立不同层次、不同阶段的软件可信属性度量五边形，实现对软件可信属性的度量，然后由度量五边形构建度量驱动链，度量驱动链构建度量雷达图，度量雷达图综合反映了软件的可信程度，最后通过计算并比较雷达图中可信属性度量值连接的多边形的面积和可信属性要求值连接的多边形面积，评价软件能否用于航天关键系统中。本发明以航天软件中主要涉及的软件可信属性为度量基础，为全面度量航天软件的可信性提供了一种参考方法，可以作为软件能否使用于航天关键系统中的评价方法。

主权项

基于可信属性的航天系统关键软件评价方法，其特征在于包括如下步骤：(1)获取软件可信性度量需要的可信属性并分类，所述可信属性包括技术完备性、可测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性、评审有效性、可用性、可维护性、保密性，并将技术完备性、可测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性作为客观可信属性，将评审有效性、可用性、可维护性、保密性作为主观可信属性；(2)将技术性能度模块复用率作为技术完备性的度量元，并计算技术完备性度量值e₁+e₂，其中n(u)为满足的功能需求点数，n(k)为总功能点数，n(r)为可复用部件数目，n(m)为软件的总部件数；将传播概率$e_3=\left\{\begin{array}{c}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{I}_i\\ 0\end{array}\right.,$传染概率$e_4=\frac{1}{N}(\underset{i=1}{\overset{\mathrm{op}}{\mathrm{\Σ}}}{l}_{\mathrm{opri}}+\underset{j=1}{\overset{\mathrm{od}}{\mathrm{\Σ}}}{l}_{\mathrm{opdj}}),$执行概率$e_5=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{j=1}{\overset{k}{\mathrm{\Π}}}{E}_j$作为可测性的度量元，计算可测性度量值e₃*e₄*e₅，其中，n为故障经过的语句数，I_i为故障传播路径上的传染概率，N为所有操作数和操作符的个数，op为操作符的个数，od为操作数的个数，l_opri和l_opdj分别为操作符和操作数的传染率，E_j为执行路径i的一条边j的访问概率；将失效强度作为可靠性的度量元，计算可靠性度量值exp(‑e₆t)，其中，t为运行时间，λ₀为开始执行的初始失效强度，u为给定时间点上的平均或预期发生的失效数，为失效强度延迟参数；将最小割集作为安全性的度量元，计算安全性度量值为$~p(e_{7_1}\∪e_{7_2}\∪e_{7_3},,,\∪e_{7_n});$将结构复杂度$e_8=\frac{\mathrm{\Σ}{f}^2\left(i\right)}{n},$数据复杂度$e_9=\frac{\mathrm{\Σ}{d}^2\left(i\right)}{n},d\left(i\right)=\frac{\mathrm{Vs}\left(i\right)}{f\left(i\right)+1}$作为复杂性的度量元，计算复杂性度量值～(e₈+e₉)，其中，f(i)为软件模块i的扇出，n为软件的模块数，d(i)为模块i的数据复杂度，Vs(i)为模块i的变量数；将恢复时间目标RTO e₁₀、恢复点目标RPO e₁₁作为可恢复性的度量元，计算可恢复性度量值～(e₁₀+e₁₁)；所述度量元是度量和计算可信属性的最小单元；(3)根据评价等级选择法和各个主观可信属性的度量元，分别确定各个主观可信属性对应各自度量元的评价等级，将评价等级定量化得到各个主观可信属性的评价等级数值向量，使用德尔菲法得到各个主观可信属性度量元到评价等级数值向量的模糊矩阵$R=\left[\begin{array}{c}{r}_{11}{r}_{1m}\·\·\·r_{1m}\\ r_{21}{r}_{2m}\·\·\·r_{2m}\\ r_{31}{r}_{3m}\·\·\·r_{3m}\\ \·\·\·\\ r_{n1}{r}_{\mathrm{nm}}\·\·\·r_{\mathrm{nm}}\end{array}\right]$其中，r_nm表示某个主观可信属性的第n个度量元对该主观可信属性评价等级集合中第m个评价等级的隶属度；根据各个主观可信属性的度量元的优先级分别得到各个主观可信属性的度量元的权重向量W(W₁,W₂,W₃,,,W_n)，然后分别计算得到各个主观可信属性的模糊评价模型B＝WоR＝(b₁,b₂,b₃,,,b_m)，最后对各个主观可信属性评价等级进行定量化处理，得到评价等级的数值向量L＝(l₁,l₂,l₃,,,l_m)，按照$A=\frac{1}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^m{b}_i}{\mathrm{BL}}^T$计算得到主观可信属性的具体值，其中，n为某个主观可信属性的度量元个数，m为某个主观可信属性的评价等级集合中评价等级个数；(4)获取各个可信属性的优先级并根据各个可信属性的优先级构造一条基于各个可信属性的度量驱动链，然后使用得到的度量驱动链构建成度量雷达图；(5)计算由各个可信属性度量值连接的多边形的面积SA1，然后以雷达图的中心为圆心，各个可信属性要求值到圆心的距离为半径，作经过可信属性要求值的切线，得到的各条切线形成可信属性要求值形成的多边形，计算该多边形的面积SA2，判断SA1与SA2的大小；(6)如果SA1>SA2且各个可信属性度量值均大于对应属性的要求值，则该软件可用于航天关键系统，否则该软件不可用于航天关键系统中。