基于量化故障分析的软件可靠性研究

介绍一种基于故障等级分析的软件可靠性评估方法．这种方法利用软件系统测试后得到的缺陷数据,对每一个缺陷导致失效的内外因进行分析,算出每个缺陷的失效率。将失效数据进行分级,在失效率小的等级中进行故障注入,试验结果表明。将软件可信性定位在正确性、可靠性、容错性、安全性、隐私性这5个要素进行评估。评估的有效性和合理性不亚于传统的方法,大大提高软件开发的质量和效率。     

基于故障等级分析的软件可靠性评估方法研究

介绍了一种基于故障等级分析的软件可靠性评估方法,这种方法利用了软件系统测试后得到的缺陷数据,对每一个缺陷导致失效的内外因进行分析,算出每个缺陷的失效率。将失效数据进行分级,在失效率小的等级中进行故障注入,试验结果表明,该方法将软件可信性定位在正确性、可靠性、容错性、安全性、隐私性,通过这五个要素的评估。评估的有效性和合理性不亚于传统的方法,大大提高了软件开发的质量和效率。     

基于测试覆盖的嵌入式软件可靠性评估

为了提高软件可靠性的评估和预测精度,提出了一个基于测试覆盖的非齐次泊松过程类软件可靠性增长模型,通过将测试覆盖率信息考虑到软件可靠性模型中去,使模型能够更准确地描述软件的测试过程,并能避免由于测试的不充分性而导致的可靠性评估偏离软件的真实情况.提出了结合变点思想的基于测试覆盖的软件可靠性评估方法,该方法解决了工程实践中经常出现的测试过程中剖面发生变化而导致失效数据不服从同一分布的实际问题.最后,通过实例分析,验证了该方法的准确性和有效性.     

软件可靠性测试方法新探

针对传统软件可靠性测试方法在对软件因长期使用软件性能下降,甚至完全失效这种严重影响软件可靠性的测试存在不足的现状,通过对软件自身特性以及软件可靠性估算面临问题的深入分析和研究,结合传统的软件可靠性测试方法,提出了基于操作剖面的软件可靠性压力测试思想和操作剖面、压力测试点相互结合、互为补充的软件可靠性测试方法,并给出了软件可靠性测试新方法实施的技术途径.该思想与方法既是对传统软件可靠性测试方法的一个大胆探索,也是对软件可靠性测试方法的一个有益补充.     

一种面向软件可靠性评估的故障注入机制的设计与实现

为了获取更加全面的程序失效数据以提高软件可靠性评估的准确性,提出一种面向软件可靠性评估的故障注入机制.该机制在生成故障注入方案时充分考虑了程序故障类型分布、故障空间分布、故障发生时间分布及程序输入等因素,从而能够合理地反映程序真实的失效情况.实现了故障注入方案生成器,并集成到自行开发的基于Intel PIN框架的动态软件故障注入工具软件中.为了验证所提出的故障注入机制的合理性和有效性,以TINY语言编译器、LZ77压缩程序、CRC32程序为例,分别通过测试和故障注入实验的方式收集了相应的失效数据,然后用Jelinski-Moranda模型计算得到了2组很接近的可靠性指标值.实验结果表明,基于故障注入的软件可靠性评估方法的有效性和合理性不亚于传统的基于测试的方法,故障注入方法更适用于较大规模程序的可靠性评估,采用指数分布的故障发生时间分布假设更能反映程序真实失效情况.     

基于混合测试的软件可靠性加速测试方法研究

为提高软件可靠性测试效率,在分析软件可靠性测试以及测试用例设计方法的基础上,提出一种基于混合测试的软件可靠性加速测试方法.该方法将软件可靠性测试分为两个阶段,第一阶段为传统可靠性测试,第二阶段为针对性测试,并通过过渡准则将软件可靠性测试和针对性测试结合起来,由软件可靠性测试向针对性测试过渡.在针对性测试中提供了一个测试策略接口,使得各种用例设计方法都可以在软件可靠性测试中使用.根据重要性抽样理论求得混合测试加速因子,在减少测试代价的同时实现了利用混合测试失效数据进行软件可靠性评估.实验结果表明该方法较传统软件可靠性测试有较大提高.     

多层缺陷关联效应对软件可靠性增长过程的影响

软件系统中的缺陷通常以非常复杂的方式互相关联,并最终导致系统失效。基于非齐次泊松过程的软件可靠性增长模型,是一种描述软件随机失效行为和测量软件可靠性增长过程的常见工具。为此,考虑到有关联作用的多层缺陷,提出一个基于非齐次泊松过程的软件可靠性增长模型来研究软件系统的可靠性增长过程,并通过现实数据集对模型的性能进行评估。研究表明,新模型抓住了多层缺陷的关联效应,很好地拟合了缺陷数据集,且优于传统模型。此外,对于同时考虑了可靠性要求和测试成本的软件发行策略,研究发现,如果测试团队忽略缺陷不同层之间的关联效应,会使软件包发行到市场的最佳时间提前,从而相应的增加整体成本。     

基于Markov链使用模型的软件可靠性测评方法研究

基于Markov链使用模型的软件统计测试是产生高效测试用例,实现软件可靠性定量评估的有效方法.论述了该方法中使用链与测试链的构建技术,基于使用模型的统计分析计算,基于测试链的软件可靠性评估,操作可靠性和使用可靠性评估,以及它们在实际应用中需要注意的若干问题.     

高可靠软件的可靠性评估技术

研究了高可靠软件的可靠性评估技术,给出了失效数据稀少情况下的软件可靠性模型.假设高可靠软件的可靠性测试过程中发生失效是独立同分布的稀有事件,从理论上分析了极值统计理论用于软件可靠性评估的可行性,建立了软件可靠性极值统计模型,讨论了模型的参数估计方法和假设检验方法.     

基于减函数的多层贝叶斯离散型软件可靠性验证测试方案

随着计算机软件的广泛应用,由于软件失效而导致的航空系统异常越发频繁。因此,通过软件可靠性验证测试(SRDT)来客观评估软件可靠性水平是否满足指标要求,已经引起人们的关注。基于贝叶斯理论的软件可靠性验证测试方案(Bayesian-SRDT)可利用先验信息来降低软件可靠性验证测试工作量。如何构造合适的失效概率先验分布函数,是决定面向离散型软件可靠性验证测试工作量大小的重要因素。已有研究成果表明,使用减函数来构造先验分布函数是一种有效的方法。本论文在减函数理论及贝叶斯理论基础上,提出一种基于减函数的多层贝叶斯离散型软件可靠性验证测试方案(MBDFDSRDT)。首先选取面向失效概率的减函数作为第一层先验分布密度函数,然后选择第一层先验分布密度函数超参数的均匀分布函数来构造其第二层先验分布密度函数,进而给出相应的多层后验分布密度函数。最后,选取若干组失效数据,对本课题提出的MBDFDSRDT方案进行实践应用,并与基于贝叶斯理论的软件可靠性验证测试方以及基于减函数的单层贝叶斯软件可靠性验证测试方案进行对比。应用结果表明,本课题研究成果可显著地降低所需的测试工作量,特别适用于高可靠安全关键软件。     

国产基础软件可靠性分析及验证

国产基础软件通过常规测试后仍存在诸多质量或可靠性问题,为此,针对国产基础软件的特性及现有可靠性测试技术的不适应之处,结合Musa剖面模型和Markov链模型设计出一种带标记的Markov链运行剖面建模技术来构建操作系统的运行剖面,研究并给出相应的可靠性测试用例生成方法,最后选取典型操作系统进行了分析验证,证明了研究成果的有效性.     

实时多任务软件高可靠性测评方法

为了克服传统可靠性测试方法在验证高可靠性指标时测试持续期太长的困难,针对实时多任务软件的特点,提供了一种融基于体系结构的系统可靠性建模、最大熵原理、贝叶斯统计推断为一体的多级高可靠性测评方法。数值仿真表明,该方法在不降低验证测试置信水平的基础上,能有效缩短验证测试持续期。     

软件可靠性加速测试方法研究

文章介绍和分析了国内外有关软件可靠性加速测试的概念和特点,对国内外安全关键软件的可靠性加速测试方法和基于灰盒的软件可靠性加速测试方法的研究成果和进展进行了分析、总结和论述,探讨了软件可靠性加速测试中存在的问题和难点并对其发展前景进行了展望。     

软件可靠性测试的理论分析

目前软件可靠性测试没有真正开展起来,即使重要的军用软件也没有进行软件可靠性测试。软件可靠性模型的不一致性以及软件可靠性测试时间长、费用高、资源消耗大是造成这种局面的两个主要问题。而这两个问题很大程度是由传统基于随机系统假设的软件可靠性理论导致的。因此,在该理论下对可靠性测试方法及可靠性模型的修补与改善工作很难从根本上解决问题。只有从软件可靠性理论本身入手,提出新的研究思路,才有可能摆脱目前软件可靠性测试的困境。首先介绍了软件可靠性测试的现状,然后重点对现有可靠性理论进行了分析和总结,在此基础上,提出了软件可靠性测试研究的一些新思路。     

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。     

软件可靠性分析、测试与评估工具--SRATE介绍

软件可靠性分析、测试及评估工具(SRATE)是一个集软件可靠性分析、测试及评估于一体的软件工具。该工具支持多种测试策略下的软件自动化测试及评估试验,包括随机测试策略、自适应测试策略等。该工具还集成了包括欧洲航天局的space软件、浙大CAD&CG国家重点实验室的Intra3D构件库在内的多个典型被测对象。根据工具接口要求可以方便的添加新的测试策略和测试对象。具有自动化程度高、通用性强、配置灵活、易于扩展的特点,是进行软件可靠性分析研究工作的有力工具。     

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.     

基于覆盖与故障注入的飞控软件测试技术研究

无人机飞控软件是典型的实时嵌入式软件系统,其可靠性、安全性测试与评估是军用软件保障工作与无人机技术发展中的重点与难点。针对飞控软件的特点,介绍基于覆盖与故障注入的测试方法．分析其测试与可靠性评估中的关键技术,并简要介绍应用于测试数据分析过程的软件可靠性建模工具MEADEP的构成与建模方法。实践证明对安全关键软件严格的测试与评估可大大降低错误隐藏数,减少不必要的经济损失与灾难性事件发生。     

基于机器学习理论的软件可靠性预测研究

由于软件可靠性早期预测在测试前就能够使开发和测试的相关人员对软件的可靠性有一定的了解．所以对于软件如何进一步开发、测试和质量的控制都具有十分重要的作用。该文将支持向量机理论引入到软件可靠性早期预测领域中来,提出了基于支持向量机的软件可靠性早期预测模型。通过对比仿真实验,证实了此模型同传统模型相比具有预测精度更高、泛化能力更强、对样本数量的依赖程度更低的特点。