基于测试用例和时间域软件可靠性模型

可靠性作为衡量软件质量的重要特性,其定量评估和预测已成为人们关注和研究的焦点。软件可靠性模型既是软件可靠性定量分析的基础,也是可靠性预测的核心和关键。在软件比重日益增加的今天,研究系统的软件可靠性对整个产品质量的提升具有很大的现实意义。现有的软件可靠性模型大都是基于概率统计建立的,考虑的因素比较单一,与工程实际有一定差别。文中对典型的软件可靠性模型进行比较研究,在综合考虑了输入域、缺陷等级、时间域等因素的基础上,经过严密的数学推导,建立了基于测试用例和时间域的软件可靠性混合模型,并对该模型的实际应用进行了介绍。     

基于程序不变量计算软件可靠性

现有的计算软件可靠性的方法采用测试的输入/输出结果,但这些数据并不能真实地反映软件内部的真实行为,如测试中会出现假性正确的情况以及测试不能显示一个输入有多个错误的输出情况.试图通过程序不变量来计算软件的可靠性,程序不变量可以描述程序的性质.首先选取测试用例集,动态地获取程序不变量,再从这些不变量中提取失效数据,最后,基于Nelson模型计算软件的可靠性.作为实验,对西门子程序包计算软件的可靠性.采用随机、分支覆盖和分块覆盖这3种不同的测试方法得到程序不变量,据此计算程序的可靠性.为了检查结果的可行性,采用传统方法计算这些软件的可靠性.两种可靠性比较后显示:它们的差别很小,而且不依赖于对测试方法的选择.通过进一步的方差分析得知,用所提出的方法计算的可靠性比用现有的方法计算的可靠性具有更小的波动,即更平稳.因此,前者更接近系统的真实可靠性.结论说明,可用程序不变量来计算软件的可靠性.     

基于EM算法的软件可靠性研究*

结合边界值和等价类的方法对输入域的提取和输入点的选取作了详细分析.在考虑软件复杂性、缺陷后果严重性和信息不足等因素的基础上,提出了基于测试用例的软件可靠性模型,并结合EM算法和数理统计知识对该模型进行了相应的理论证明.实验表明,新模型具有较好的适用性.     

基于测试用例的软件可靠性分析

软件可靠性问题是软件测试中的重要难题之一,由于程序语言的复杂性以及被测程序的多样性,一直没有一个好的可靠性模型来评价它。鉴于此,提出了一个有关黑盒测试的可靠性分析模型,模型在结合等价类和边界值划分的基础上充分考虑软件复杂性、缺陷后果严重性和信息不足等因素等原因,根据矩阵和数理统计的知识得出相关的可靠性模型,并使用EM算法对该模型的置信下限做出了相应的理论证明。实验表明,该模型在实用性和可靠性方面都取得了较大的进展。     

一种软件可靠性测试模型研究

在马尔可夫链模型的基础上,将测试问题转化为一个数学问题。通过建立软件的使用链,根据使用链进行序列抽样,产生测试用例,将软件测试结果的分析问题转化为一个经典概率问题。运用实例证明,这种技术具有一定的实用性和有效性。     

基于组合设计的软件可靠性测试用例设计方法

本文提出了将实验设计中的组合设计方法应用于软件可靠性测试用例设计。分析了组合设计方法在软件可靠性测试用例设计中应用的理论基础和基于组合设计的软件可靠性测试用例方法的基本思想。同时结合实例对这种方法的两个关键过程域操作剖面的开发和测试用例集的生成过程进行了描述。     

基于顺序图的软件可靠性测试用例生成方法

将面向对象技术特别是UML中的建模要素应用到软件可靠性测试过程是一个值得研究的问题。对基于UML的操作剖面开发以及基于UML顺序图的测试用例生成方法进行了研究。重点讨论了测试用例生成方法的步骤、具体的建模活动以及自动生成测试用例的“基于模型的代码设计”方法，给出了相应的算法。最后对所讨论方法的有效性进行了分析，从理论上说明了方法的可行性。     

基于多模型变权重组合的软件可靠性仿真研究

研究提高软件可靠性预测精度问题,对软件可靠性研究已成为当前软件工程的一个研究热点,传统的单一软件可靠性模型由于使用的技术及提取的信息有限,软件可靠性预测精度不高。为提高软件可靠性预测精度,在建立多种单一软件可靠性预测模型的基础上,提出一种样本点的多模型变权重组合模型。将多种预测技术有效地聚合在一起,取长补短,在样本数据有限的情况下,不仅改善了样本内学习能力也增强了样本外的泛化能力,提高了综合预测精度。仿真验证模型无论在样本内还是样本外都较优于经过模拟退火算法优化的BP神经网络(SA-BP)及经过遗传算法优化的最小二乘支持向量机(GA-LSVM),说明变权重组合模型是一种精度更高的软件可靠性失效数据预测模型,具有较好的应用推广价值。     

一种基于输入域的非参数软件可靠性评估模型

通过分析输入域软件可靠性模型和时间域软件可靠性模型的特点,建立一种基于输入域的非参数软件可靠性评估模型,从而克服一般输入域模型评估精度较差、无法预测的缺点.同时提出了基于非参数统计的方法来估计缺陷数和软件失效概率,从而为利用普通软件测试所获得测试数据进行软件可靠性评估提供了一种解决途径,实例验证表明了该评估模型可以较好地对软件可靠性进行评估,给出缺陷数和软件可靠性的合理估计,其估计精度不低于较好的时间域模型.     

软件可靠性测试技术研究

针对软件可靠性测试前的操作概图难以确定和传统的软件可靠性测试数据没有考虑故障等级的问题,提出了一种通过统计用户操作日志确定操作概图的失效数据收集方法.该方法将故障等级引入到软件可靠性测试数据中,并分别统计不同故障级别的数据.通过分析GEMs(基于GJB5000A的项目管理系统)的可靠性测试数据,验证了新方法较传统方法优越,能更好地满足系统可靠性估计和保障系统没有严重缺陷.     

基于贝叶斯的软件可靠性评估研究

以贝叶斯公式为基础,根据软件正确性的先验概率密度函数以及正确通过软件测试案例的数量分布服从二项分布的数学特征,求得软件正确性概率的后验分布,并提出一种改进的软件可靠性评估方法,从而解决了软件测试可靠性评估过程复杂且计算量较大的问题。在Matlab平台上对软件系统(中文学习平台)的测试可靠性进行评估,实验结果表明,该方法具有较高的实用性。     

关于软件发布后的改进型软件可靠性预计模型

针对2004年Pankaj Jalote和Brendan Murphy提出的P-B模型假设过于苛刻、适用范围较窄,文中提出了一种新的基于软件发布后的可靠性模型。该模型不仅考虑了原P-B模型中用户对可靠性产生的影响,而且还考虑了通过版本升级和打补丁修正软件本身错误对软件可靠性产生的影响,同时将这种影响反映到模型的衰减因子中,进而对原始模型的衰减因子进行修正,并通过最小二乘法对新模型参数进行估计。最后通过仿真实验证明了,改进后的新模型比原始模型的预测精度更高,更符合实际失效数目的变化。     

软件测试中可靠性模型的设计与研究

软件测试是保证软件质量和提高软件可靠性的关键所在,而软件可靠性是衡量软件质量的重要指标之一,二者有着非常紧密的联系。软件可靠性模型既是软件可靠性进行定量分析的基础和保障,也是软件可靠性进行预测的核心和关键,对保证软件质量起到了非常重要的作用。文中结合软件测试与软件可靠性及其模型的相关理论,通过对Seeding模型的分析与改进,提出了一种适用于软件测试的可靠性模型。实验结果表明,使用文中提出的软件可靠性模型能较好地满足软件对可靠性评估的要求,较好地应用在软件测试中。     

软件可靠性建模研究

依据软件可靠性特征,提出以解决软件开发逻辑思维正确性为建模基本问题的可靠性建模思想。给出基于失效过程的软件可靠性定义,以及一种基于“任务-事件-功能”的软件体系结构准则,进行了形式化描述和理论证明。阐述从功能可靠性、事件可靠性到任务可靠性的分层可靠性预计方法,在建模中融合了软件可靠性设计以及软件测试和管理。     

分布式系统可靠性模型研究

为描述分布式开发环境中的软件可靠性增长情况,提出一种分布式开发环境下软件系统的可靠性模型。在实际的软件可靠性数据集上,通过使用适应性度量和AIC准则,对所提模型进行验证和评价。实验结果证明,该模型能捕获大量的可靠性成长曲线,具备较强的适用性和灵活性,且使用该模型所描述的分布式软件开发环境更符合实际情况。     

Empirical Research on the Application of a Structure-Based Software Reliability Model

Reliability engineering implemented early in the development process has a significant impact on improving software quality. It can assist in the design of architecture and guide later testing, which is beyond the scope of traditional reliability analysis methods. Structural reliability models work for this, but most of them remain tested in only simulation case studies due to lack of actual data. Here we use software metrics for reliability modeling which are collected from source codes of post versions. Through the proposed strategy, redundant metric elements are filtered out and the rest are aggregated to represent the module reliability. We further propose a framework to automatically apply the module value and calculate overall reliability by introducing formal methods. The experimental results from an actual project show that reliability analysis at the design and development stage can be close to the validity of analysis at the test stage through reasonable application of metric data. The study also demonstrates that the proposed methods have good applicability.      

软件可靠性度量方法

分析软件故障暴露率与软件测试次数之间的关系,提出在保证可靠性测试结果客观准确的前提下,有效减少验证测试次数的方法。结合软件可靠性和体系结构相关理论,提出基于组件的软件失效率定量计算方法。研究并利用软件可靠性度量方法,提高了软件可靠性测试效率和可靠性评估准确性。     

基于改进模拟退火算法的软件可靠性模型参数估计方法

为提升现有软件可靠性模型的拟合性能和求解精度,结合软件可靠性模型求解特征,提出一种改进的模拟退火算法。在此基础上,提出基于改进模拟退火算法的软件可靠性模型参数求解方法(简称为MSAE法),并将新方法应用于4组失效数据集。工程应用结果表明,与最大似然估计(MLE)法、和声搜索(HS)算法和蚁群(AC)算法相比,MSAE法可有效改善软件可靠性模型参数求解不收敛的情况,并且可以有效提升现有软件可靠性模型的拟合性能。     

考虑故障相关的软件可靠性增长模型研究

软件可靠性增长模型是用来评估和预测软件可靠性的重要工具.目前,绝大多数的软件可靠性增长模型并没有考虑故障之间的相关性,也没有考虑测试环境和运行环境的区别.文中提出了一种随机过程类非齐次泊松过程(NHPP)中的考虑故障相关性、测试环境和运行环境差别的模型.在两组失效数据上的实验分析表明:对这两组失效数据,文中提出的模型比其他一些非齐次泊松过程类模型的拟合效果和预测效果更好.