基于構(gòu)件的軟件系統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法研究.pdf

1、基于構(gòu)件的軟件系統(tǒng)可靠性的評(píng)估是指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)的重要方法，評(píng)估結(jié)果是衡量軟件能否發(fā)布投入使用的重要指標(biāo)。軟件可靠性問題曾經(jīng)導(dǎo)致許多嚴(yán)重事故的發(fā)生，因此基于構(gòu)件的系統(tǒng)可靠性的評(píng)估在軟件工程中有著非常重要的作用，評(píng)估技術(shù)越來越受到人們的重視?；跇?gòu)件的軟件系統(tǒng)可靠性的評(píng)估涉及到構(gòu)件在系統(tǒng)中的可靠性的計(jì)算、構(gòu)件可靠性對(duì)系統(tǒng)可靠性的敏感性分析、系統(tǒng)可靠性評(píng)估模型的建立以及系統(tǒng)可靠性的計(jì)算等問題。其中構(gòu)件在系統(tǒng)中可靠性的計(jì)算，以及系統(tǒng)可靠性評(píng)

2、估模型的建立是難點(diǎn)。由于人們?cè)谶M(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)時(shí)所能獲得的信息不同，因此要得到準(zhǔn)確的評(píng)估結(jié)果，就要根據(jù)所獲得的信息，采用恰當(dāng)?shù)姆椒?gòu)建可靠性評(píng)估模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。本文綜合運(yùn)用概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等理論，分別從構(gòu)件可靠性評(píng)估模型選擇方面、構(gòu)件在系統(tǒng)中的有效行為方面、構(gòu)件在系統(tǒng)中執(zhí)行路徑中所處的位置方面及構(gòu)件連接方式方面探討了基于構(gòu)件的系統(tǒng)的可靠性的評(píng)估方法。主要工作如下：
　　首先，由于基于構(gòu)件的軟件開發(fā)中構(gòu)件的來源和特點(diǎn)可能會(huì)

3、不同，在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí)，所有構(gòu)件采用某一固定模型將不能很好的評(píng)估系統(tǒng)的可靠性。為更準(zhǔn)確的評(píng)估基于構(gòu)件系統(tǒng)的可靠性，本文將單個(gè)構(gòu)件的可靠性模型與基于構(gòu)件的可靠性模型相結(jié)合，提出一種基于構(gòu)件系統(tǒng)的可靠性優(yōu)選評(píng)估方法。首先根據(jù)各構(gòu)件的歷史數(shù)據(jù)采用相應(yīng)的選擇算法，選擇每個(gè)構(gòu)件最適合的可靠性評(píng)估模型，使每個(gè)構(gòu)件可靠性的評(píng)估偏差最小；然后再根據(jù)組成系統(tǒng)的構(gòu)件之間的關(guān)系和構(gòu)件的使用情況，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性綜合評(píng)估。該方法考慮了構(gòu)件的歷史數(shù)據(jù)

4、以及各構(gòu)件的使用情況，并針對(duì)每個(gè)構(gòu)件選用了恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估模型，因而比采用單一模型對(duì)可靠性進(jìn)行評(píng)估更加準(zhǔn)確。
　　其次，針對(duì)目前基于構(gòu)件的系統(tǒng)的可靠性評(píng)估方法沒有充分考慮構(gòu)件有效行為導(dǎo)致評(píng)估結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)行了構(gòu)件有效行為、構(gòu)件有效可靠性確定方法及系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法的研究。提出一種考慮了構(gòu)件有效可靠性的評(píng)估方法。首先通過系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)模型抽取出場(chǎng)景規(guī)約中所描述的構(gòu)件的有效行為；然后確定構(gòu)件外部行為可靠性的評(píng)估方法，包括使用元數(shù)據(jù)獲取

5、可靠性方法、近似估算法及仿真測(cè)法；在此基礎(chǔ)上討論了三種構(gòu)件有效可靠性的評(píng)估方法，包括近似計(jì)算法、直接計(jì)算法和動(dòng)態(tài)獲取法；最后采用 Markov理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性建模，然后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于構(gòu)件有效行為的系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法能有效的提高評(píng)估的準(zhǔn)確性。
　　再次，基于構(gòu)件的系統(tǒng)可靠性評(píng)估模型通常假定構(gòu)件的可靠性為已知的值，并且未考慮同一構(gòu)件在執(zhí)行路徑上不同位置的差別，以及同一構(gòu)件的可靠性隨時(shí)間增長(zhǎng)的變化，因而評(píng)

6、估結(jié)果與實(shí)際值偏差較大。本章針對(duì)這一問題，提出了一種基于構(gòu)件執(zhí)行路徑的系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。首先給出了構(gòu)件運(yùn)行路徑的使用概率的計(jì)算方法；然后討論了根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間及構(gòu)件在執(zhí)行路徑上的位置確定構(gòu)件的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間的方法，以及使用構(gòu)件實(shí)際運(yùn)行時(shí)間計(jì)算構(gòu)件在不同執(zhí)行路徑上的實(shí)際可靠性的方法；給出了執(zhí)行路徑的可靠性和系統(tǒng)可靠性的計(jì)算方法，并討論了可靠性的敏感性分析方法。實(shí)例驗(yàn)證結(jié)果表明該方法可以更合理地預(yù)測(cè)系統(tǒng)任意時(shí)間點(diǎn)的可靠性，并且不同時(shí)間點(diǎn)構(gòu)件

7、可靠性的變化對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響是不同的。
　　最后，針對(duì)現(xiàn)有基于構(gòu)件系統(tǒng)可靠性模型未充分考慮組裝代碼可靠性的問題，提出了一種基于構(gòu)件連接方式的系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。首先分析了構(gòu)件的各種組裝結(jié)構(gòu)；然后根據(jù)各種組裝結(jié)構(gòu)分別討論了對(duì)象連接式、接口連接式及插頭插座式連接結(jié)構(gòu)中組裝代碼的存在形式，組裝代碼可靠性的評(píng)估方法以及系統(tǒng)可靠性的評(píng)估方法；在上述研究成果的基礎(chǔ)上討論了混合結(jié)構(gòu)可靠性的評(píng)估方法。最后通過實(shí)例驗(yàn)證了本文所提方法的有效性?？紤]