软件可靠性度量实例研究

为适应软件的不同特点和使用阶段,必须根据软件的具体情况,考虑在软件开发的整个生命周期中,从不同角度对可靠性进行度量和评价。在现有软件可靠性度量的基础上,选择改造了9个可用于评价软件可靠性的度量,在航天软件中进行了应用,并详细阐述了各个度量的目标、方法和过程,最后对度量结果进行了综合分析以及给出了对软件的改进建议。     

基于率的软件可靠性过程仿真

基于率的软件可靠性过程仿真将软件开发过程看作是由率函数控制的随机过程,是传统软件可靠性解析模型的自然扩展,可以在软件开发的早期阶段中预测软件的可靠性。通过构造不同的率函数,可以实现对不同特征的过程仿真。本文阐述了基于率的软件可靠性仿真的数学基础,提出了基于C语言的仿真实现方法,包括单事件仿真和多事件仿真。本文还应用Softrel对竞争性设计和结对编程两种工程方法对软件产品可靠性的影响进行了仿真分析。     

基于混合体系结构的软件可靠性评估方法与应用

基于体系结构的软件可靠性模型建立在软件研制周期的初期阶段,能够对软件进行较早的可靠性分析,对早期软件结构的变更以及后期软件的更新与升级都提供了一定的指导依据。然而,早期的基于体系结构的软件可靠性模型只对单一的软件结构进行分析,这显然不满足如今同时存在多种体系结构风格的复杂软件的需求。分析了目前常用的软件体系结构风格,在基于混合体系结构的软件可靠性模型的基础上,阐述了应用体系结构模型进行评估的步骤,并结合实例进行了分析与验证。     

一种基于虚拟对象的进程检查点实现方法

检查点回卷恢复策略是实现软件容错的一种重要方法。基于虚拟对象策略的进程检查点实现方法把应用层与系统层的直接交互被重定向为应用层与虚拟对象层的交互以及虚拟对象层与系统层的交互。故障恢复时,虚拟对象层重新和系统层捆绑结合,使得进程环境故障前后的差异性对应用层透明。另外,基于虚拟对象的检查点策略不须要进行对象句柄转换,避免了对象句柄转换所带来的开销。该方法具有开销小的特点,并且支持多线程及线程间的同步。     

一种实时多任务软件可靠性验证方法

针对软件可靠性增长模型难以满足实时多任务软件可靠性验证的可信性要求,提出了一种基于任务模块软件统计测试的实时多任务软件可靠性验证方法.该方法利用实时多任务软件的结构和运行特点,建立了一个可靠性模型并给出了模型参数的求解方法;通过该模型把待验证的软件系统可靠性指标分配到各个任务模块,然后用统计测试的方法对任务模块的可靠性指标进行验证,以达到对整个软件系统可靠性指标验证的目的.实验证明该方法的有效性和灵活性.     

基于未确知集的软件可靠性模型选择研究

针对目前普遍存在的软件可靠性模型应用不一致性问题,提出一种基于未确知集的软件可靠性模型选择方法.本文首先对未确知集合进行阐述,并介绍了软件可靠性模型选择的一般方法,然后将未确知集软件可靠性模型选择方法应用于一组失效数据,为该组失效数据选择一个适应性较好的软件可靠性模型,最后给出结论.     

成组缺陷纠正的通用指数类软件可靠性模型

指数类软件可靠性模型是应用广泛的一类软件可靠性预测模型,其基本假设之一是缺陷一经发现立即纠正。该假设过于苛刻,与实际情况不符,影响了模型的应用和预测准确性。针对通用指数类软件可靠性模型,提出了成组缺陷纠正的指数类软件可靠性模型。同时以指数类模型中的J-M模型为例,利用实际工程数据对成组缺陷纠正的J-M模型进行了验证。     

考虑多种真实情况的软件可靠性增长模型

进行软件可靠性评估主要通过构建软件可靠性模型实现。软件可靠性模型通常给出被检出的故障可以立即被排除,并且不会有新的故障被引入的假设,这与实际的检错过程是不相符的。针对以上假设条件,提出了一种新的软件可靠性增长模型。该模型将软件的检错过程和排错过程作为两个独立的非齐次泊松过程分别进行建模,并将软件中存在的故障数看作是一个变化的函数,该函数包括软件中初始故障及引入的故障。在两个数据集上进行相应实验证明,较之其他模型,新建模型的拟合和预测效果更好。     

考虑测试效用的软件可靠性增长模型

测试效用函数不仅可以描述测试所消耗资源随时间的变化,同时也是建立考虑测试效用的软件可靠性增长模型的前提和基础。现有测试效用函数形式多达十余种,但是由于适用性较差,导致研究人员对失效数据进行建模时需要付出繁琐的工作量,并且模型的评估能力往往达不到预期效果。针对该问题,提出了一种通用的测试效用函数形式,该函数形式更加灵活、适应能力更强。在此基础上,建立了基于该测试效用函数的软件可靠性增长模型。利用两组公开发表的数据进行验证,实验结果表明,该测试效用函数有效可行,考虑新的测试效用函数的软件可靠性增长模型具有更好的可靠性评估性能及适应能力。     

基于指数环境因子函数的软件可靠性增长模型

绝大部分软件可靠性增长模型采取的软件可靠性标准都是测试可靠性,实际上,软件的测试剖面很难真实地反映运行剖面,软件运行环境和测试环境不可能一致。考虑测试环境与运行环境差别,根据经验数据拟合环境因子,提出一种随时间变化的指数环境因子函数;并建立基于指数环境因子的非齐次泊松过程类软件可靠性增长模型;利用一组公开发表的数据集对模型进行评估。结果表明,本文提出的环境因子函数计算复杂度低,基于该函数的软件可靠性模型具有更好的拟合和预测能力。     

嵌套的基于时间的软件抗衰策略模型与分析

针对软件在连续运行过程中普遍发生的老化现象,提出了一种嵌套的基于时间的软件抗衰策略,在系统级恢复前先执行多次的应用级恢复。较之周期性系统级恢复,该策略降低了恢复成本;较之周期性应用级恢复,该策略避免了预测失败导致的系统失效。论文采用随机Petri网和有限自动机对策略的实施过程进行建模,计算了策略引发的停机时间和恢复成本,并与传统的软件抗衰策略的结果进行了比较。分析结果表明,嵌套的恢复有利于进一步减少恢复时间,降低恢复成本,提高系统的可靠性。     

Study on Preventive Software Rejuvenation Policy for Two Kinds of Bugs

A new preventive software rejuvenation policy is proposed in this paper. This technique is implemented when additive consumption of physical memory has reached some level. Using the theory of cumulative damage process, two models are given for two kinds of bugs. For the first model, aging-related bug is considered only and consumption of physical memory could be known by tests made at periodic times, optimal preventive rejuvenation policy is analytically derived and numerical example is given. As an extended preventive software rejuvenation policy, Heisenbug and aging-related bug are considered meanwhile in the second model.     

基于数据流的软件抗衰重启技术研究

制定准确实时的细粒度软件抗衰策略可以进一步增强策略的准确性,优化重启效果,提高软件可靠性。在数据流的基础上,结合了软件抗衰重启理论,定义了基于数据流得软件系统模型,制定了较为全面的系统性能参数,并且通过异常模式提取和趋势分析的方法有效地对软件异常子系统进行预测,确定出系统的重启层;同时给出了新型告准确度的重启相关度的计算方法,增强了其实时性和准确性,从而为执行高效准确的细粒度软件抗衰提供支持。     

基于软件老化累积损伤模型的应用服务器再生策略研究

基于软件老化现象机理的分类研究,针对资源消耗尽而导致的系统性能衰减和处理容量的下降原因,考虑应用服务器组件和平台之间的老化依赖关系特征,提出了软件老化累积损伤的应用服务器再生模型,采取等间隔时间的部分再生和基于资源阈值的系统再生两种软件再生的执行策略。获得了应用服务器的维护费和可靠性用函数,同时分析了最优再生时间的边界条件。仿真试验给出了不同内存资源阈值下的,应用服务器的最优再生时间间隔以及变化趋势。     

软件可靠性模型的变点估计及仿真研究

软件可靠性模型是研究软件失效数据的重要工具,对软件产品质量的度量和评估有重要的意义.为了解决单个模型不能准确描述软件失效情况以及难以对未来的软件失效做出合理预测的问题,将变点分析引入到软件可靠性模型的问题研究,建立了有变点的软件可靠性模型,给出了软件可靠性模型变点的最小二乘估计.数值仿真表明最小二乘法适用于软件可靠性模型的变点估计,其估计结果具有好的准确性和稳健性.     

基于分形的软件衰退预测

许多研究人员指出导致软件性能衰退的主要原因之一是系统资源的耗尽,而软件系统实时运行时采集到的系统资源耗费数据展示出了分形这一几何特征,因此应用了基于分形分析的方法,计算反映软件衰退状态的霍尔德指数,实现软件性能衰退的预测。首先改进和扩展了霍尔德指数计算算法,使得能够计算多维霍尔德指数;然后使用经典的统计方法预测软件衰退导致宕机的时间,接着用实验验证了改进的多维霍尔德指数计算算法的精度,最后使用软件运行中采集到的系统资源耗费数据进行了仿真实验,实验结果显示该算法有效的预测宕机时间,从而为执行软件自愈策略提供依据。     

应用服务器多态老化模型和最优再生策略研究

针对应用服务器组件和平台之间的老化依赖关系特征,提出了应用组件再生和应用服务器系统再生两个不同粒度的定时再生策略。通过建立应用服务器老化过程的半马尔科夫模型,获得了应用服务器的可用性和维护费用函数,分析了最优再生时间的边界条件,理论分析表明两级再生策略优于单级的再生策略。模拟实验显示的再生策略和原有的再生策略相比,不仅提高了应用服务器的可用性,同时降低了系统的维护费用。