一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法技術

本發明專利技術屬于軟件可靠性研究領域，特別是考慮故障檢測和修正過程中消耗資源對軟件可靠性的影響，提出一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法。本發明專利技術包括：檢測軟件的運行時間；采集故障檢測效用，故障修正效用；計算檢測效用占總體測試效用的比例；采集t時刻的累計故障檢測數；軟件故障總數；故障檢測率；采集在t時刻投入的故障檢測效用；采集t時刻的累計故障檢測數；t時刻的累計故障修正數mc(t)；故障修正率p(t)，p(t)表示t時刻單位時間內每個已檢測到故障被正確修正的概率；采集在t時刻投入的故障修正效用；檢測得軟件可靠性。本發明專利技術將傳統的測試資源根據測試過程分為故障檢測資源和故障修正資源，擬合和預測能力較傳統的方法有很大提高。

【技術實現步驟摘要】
一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法
本專利技術屬于軟件可靠性研究領域，特別是考慮故障檢測和修正過程中消耗資源對軟件可靠性的影響，提出一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法。
技術介紹
隨著軟件應用領域的擴展和功能要求的提高，軟件系統規模日益增大，計算機系統中由軟件實現的功能所占的比例迅速增加，軟件的可靠性成為人們關注的焦點之一。如何準確的度量和預測軟件系統的可靠性是當前軟件可靠性研究領域的一個熱點。軟件可靠性增長模型是評估和預測軟件可靠性的主要方法，是開展相關研究的核心和關鍵。測試效用被認為是一種重要的測試過程因素,是指在測試過程中所消耗的資源,可用人力、執行的測試用例、CPU時間等信息來度量。測試效用是影響軟件可靠性重要因素，測試效用隨測試時間的變化情況對軟件可靠性增長曲線的形狀具有顯著影響。測試效用函數（testeffortfunction，以下簡稱TEF）描述了測試效用隨測試時間變化的情況，一般用W(t)表示。1993年Yamada在文獻《SoftwarereliabilitygrowthmodelwithWeibulltestingeffort:amodelandapplication》中首先提出了應當在建立軟件可靠性增長模型的過程中考慮測試資源的影響，并且給出了測試效用的概念，用Weibull函數來描述測試效用，建立了考慮測試效用的軟件可靠性增長模型，同時，通過實驗證明考慮測試效用的軟件可靠性增長模型的擬合和預測能力均優于一般的軟件可靠性增長模型。2002年HuangCY在文獻《Analysisofincorporatinglogistictesting-effortfunctionintosoftwarereliabilitymodeling》認為測試效用隨時間的增長速率是先增后減的S-shaped增長趨勢，提出了用Logistic函數描述測試效用，建立了考慮LogisticTEF的軟件可靠性增長模型。后續不少學者提出了許多其他測試效用函數。但在以上文獻中，均假設檢測到的故障會立即被100%修正，忽略了故障修正過程。實際上，故障修正是軟件工程非常重要的一環，只考慮故障檢測過程的軟件可靠性增長模型不能全面的反映軟件測試的實際過程，對軟件的可靠性評估的精確度也下降。2007年，HuangCY和KuoSY在文獻《Anassessmentoftesting-effortdependentsoftwarereliabilitygrowthmodels》中在考慮測試資源消耗的基礎上建立了故障檢測與修正過程的軟件可靠性增長模型，但在該模型中故障檢測消耗的資源與修正故障消耗的資源是一樣的，采用同一函數描述。實際上，故障的檢測和修正是由不同的人員采用不同的工具在相互獨立的環境中進行的。所以，故障檢測和故障修正所用的測試資源是獨立的，兩者共同對軟件可靠性產生影響。因此，在軟件可靠性檢測中分別考慮故障檢測消耗的資源和修正消耗的資源能有效的提高評估能力。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對故障檢測和修正過程中消耗資源對軟件可靠性的影響，提出一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法。本專利技術的目的是這樣實現的：（1）檢測軟件的運行時間t；（2）采集故障檢測效用Wd(t),故障修正效用Wc(t),表示t時刻的累計測試效用W(t)＝Wd(t)+Wc(t)；（3）計算檢測效用占總體測試效用的比例β，Wd(t)＝βW(t)，Wc(t)＝(1-β)W(t)；（4）采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；軟件故障總數a；故障檢測率b(t)，b(t)表示t時刻單位時間內每個故障被檢測到的平均概率，（5）采集在t時刻投入的故障檢測效用wd(t)，b(t)＝r×wd(t)，r為每單位檢測效用的故障檢測率，（6）采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；t時刻的累計故障修正數mc(t)；故障修正率p(t)，p(t)表示t時刻單位時間內每個已檢測到故障被正確修正的概率，（7）采集在t時刻投入的故障修正效用wc(t)，p(t)＝u×wc(t)，u為每單位修正效用的故障檢測率，（8）初始時刻：md(0)＝0，mc(0)＝0，其中，Wd*(t)＝Wd(t)-Wd(0)，Wc*(t)＝Wc(t)-Wc(0)，檢測得軟件可靠性：本專利技術的有益效果在于：本專利技術將傳統的測試資源根據測試過程分為故障檢測資源和故障修正資源，并提出了故障檢測效用和故障效用的概念，擬合和預測能力較傳統的方法有很大提高。附圖說明圖1本專利技術的方法流程圖；圖2各個模型的擬合曲線和95%的置信區間示意圖；圖3各個模型預測能力的評估曲線示意圖。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術作進一步的詳細說明。一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法，包含以下幾個步驟：步驟一、定義故障檢測效用及修正效用。故障的檢測和修正是由不同的人員采用不同的工具在相互獨立的環境中進行的。因此，測試效用應分為故障檢測效用和故障修正效用。下面給出相關定義：故障檢測效用：為檢測故障所投入的資源，包括執行的測試用例、檢測人力、檢測時間等。故障檢測效用函數（detectioneffortfunction）：表示t時刻，已投入的累計故障檢測效用，用Wd(t)表示。故障修正效用：為修正故障所投入的資源，包括修正人力、修正時間等。可用修正人力、CPU時間等信息來度量。故障修正效用函數（correctioneffortfunction）：表示t時刻，已投入的累計修正效用，用Wc(t)表示。根據定義，故障檢測效用、故障修正效用和測試效用之間的關系可用下式描述：Wd(t)＝βW(t)（1）Wc(t)＝(1-β)W(t)（2）其中，β為檢測效用占總體測試效用的比例，W(t)表示t時刻的累計測試效用。步驟二、考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性的基本假設條件。1）軟件失效遵循NHPP過程；2）軟件中每個故障是相互獨立的，每個故障導致系統發生失效的可能性也相同；3）任意時間間隔t到t+Δt內期望的故障發生數，與t時刻剩余的故障數成比例；4）軟件排錯是不完全的，任意時間間隔t到t+Δt內期望的故障修正數，與t時刻剩余的待修正故障數成比例。步驟三、考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性的檢測過程。由步驟二中假設1～3得：其中，md(t)為t時刻的累計故障檢測數；a是軟件故障總數；b(t)稱為故障檢測率，表示t時刻單位時間內每個故障被檢測到的平均概率。假設在t時刻，投入的故障檢測效用為wd(t)＝Wd′(t)。在實際測試過程中，投入的檢測資源越多，檢測到的故障也就越多，即故障檢測率b(t)受wd(t)影響。當故障檢測效用wd(t)增加時，故障檢測率b(t)也隨之增加，因此，故障檢測率函數b(t)與當前時刻的檢測效用wd(t)成正比，且比值為每單位檢測效用的故障檢測率r。b(t)＝r×wd(t)（4）將公式（4）代入公式（3）得：由步驟二中假設4得：其中，md(t)為t時刻的累計故障檢測數；mc(t)為t時刻的累計故障修正數；p(t)稱故障修正率，表示t時刻單位時間內每個已檢測到故障被正確修正的概率。假設在t時刻，投入的故障修正效用為在實際測試過程中，投入的修正資源越多，修正的故障也就越多，即故障修正率p(t)受wc(t)影響本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法，其特征在于：（1）檢測軟件的運行時間t；（2）采集故障檢測效用Wd(t),故障修正效用Wc(t),表示t時刻的累計測試效用W(t)＝Wd(t)+Wc(t)；（3）計算檢測效用占總體測試效用的比例β，Wd(t)＝βW(t)，Wc(t)＝(1?β)W(t)；（4）采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；軟件故障總數a；故障檢測率b(t)，b(t)表示t時刻單位時間內每個故障被檢測到的平均概率，dmd(t)dt=b(t)(a-md(t));]]>（5）采集在t時刻投入的故障檢測效用wd(t)，b(t)＝r×wd(t)，r為每單位檢測效用的故障檢測率，dmd(t)dt1wd(t)=r(a-md(t));]]>（6）采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；t時刻的累計故障修正數mc(t)；故障修正率p(t)，p(t)表示t時刻單位時間內每個已檢測到故障被正確修正的概率，dmc(t)dt=p(t)(md(t)-mc(t));]]>（7）采集在t時刻投入的故障修正效用wc(t)，p(t)＝u×wc(t)，u為每單位修正效用的故障檢測率，dmc(t)dt1wc(t)=u(md(t)-mc(t));]]>（8）初始時刻：md(0)＝0，mc(0)＝0，md(t)=a(1-e-rWd*(t)),]]>mc(t)=e-uWc*(t)[aeuWc*(t)-ua∫0twc(t)exp(-rWd*(t)+uWc*(t))+dt+C],]]>其中，Wd(t)=Wd(t)?Wd(0)，Wc(t)=Wc(t)?Wc(0)檢測得軟件可靠性：mc(t)=a×{1-u(1-β)e[-rβW*(t)]-rβe[-u(1-β)W*(t)](1-β)u-βr}.]]>...

【技術特征摘要】
1.一種考慮檢測效用及修正效用的軟件可靠性檢測方法，其特征在于：(1)檢測軟件的運行時間t；(2)采集故障檢測效用Wd(t)，故障修正效用Wc(t)，表示t時刻的累計測試效用W(t)＝Wd(t)+Wc(t)；(3)計算檢測效用占總體測試效用的比例β，Wd(t)＝βW(t)，Wc(t)＝(1-β)W(t)；(4)采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；軟件故障總數；故障檢測率b(t)，b(t)表示t時刻單位時間內每個故障被檢測到的平均概率，(5)采集在t時刻投入的故障檢測效用wd(t)，b(t)＝r×wd(t)，r為每單位檢測效用的故障檢測率，(6)采集t時刻的累計故障檢測數md(t)；t時刻的累計故障修正數mc(t)；故障修正率p(t)，p(t)表示t時刻單位時間內每個已檢測到故障被正確修正的概率，

【專利技術屬性】
技術研發人員：高峰，萬程程，常帥，孟斌，陳嵩博，宋子陽，孟欣冉，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23