软件可靠性模型及其参数估值技术

软件产品的可靠性评估主要取决于软件可靠性模型及其参数估值技术。本文探讨了六种软件可靠性增长模型的内在关系,提出了一个统一的软件可靠性增长模型,并从数理统计角度介绍了两种可靠性模型参数估值方法:最大似然估值法和最小均方误差估值法。最后,通过实例说明了软件可靠性模型及其参数估值技术在软件产品的可靠性评估方面的具体应用。     

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.     

大型电子系统工程软件可靠性评估方法初探

本文探讨了大型电子系统工程的软件可靠性评估方法问题。从软件可靠性模型,可靠性实验数据的收集,以及可靠性数据估值的准确性,可靠性数据的检验等方面进行了研究。最后,提出了一般的评估步骤。     

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。     

S-型软件可靠性模型的修正与性能评价

本文通过引入自由经验参数的方法对基本S-型软件可靠性增长模型进行修正,着重讨论了修正S-型(MS-型)模型和S-型模型、NHPP模型、W-NHPP模型的统一问题,导得了统一模型参数的最小均方误差估值计算公式,并提出了一种估值经验参数的方法。实例应用结果表明,通过对模型引入经验参数修正可以提高其参数估值的有效性和模型对实际软件失效数据的拟合性能和预测能力,不失为一种改善软件可靠性模型性能的有效途径。     

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。     

NHPP类软件可靠性增长模型的统一及其性能分析

针对各种ＮＨＰＰ（Ｎｏｎ－ＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＰｏｉｓｓｏｎＰｒｏｃｅｓｓ）类软件可靠性增长模型的特点，提出了一种统一的ＮＨＰＰ类软件可靠性增长模型——ＵＮＨＰＰ模型，给出了模型的参数估值方法，并通过实例对其性能进行了评估。     

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。     

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。     

A three-parameter fault-detection software reliability model with the uncertainty of operating environments

As requirements for system quality have increased, the need for high system reliability is also increasing. Software systems are extremely important, in terms of enhanced reliability and stability, for providing high quality services to customers. However, because of the complexity of software systems, software development can be time-consuming and expensive. Many statistical models have been developed in the past years to estimate software reliability. In this paper, we propose a new three-parameter fault-detection software reliability model with the uncertainty of operating environments. The explicit mean value function solution for the proposed model is presented. Examples are presented to illustrate the goodness-of-fit of the proposed model and several existing non-homogeneous Poisson process (NHPP) models based on three sets of failure data collected from software applications. The results show that the proposed model fits significantly better than other existing NHPP models based on three criteria such as mean squared error (MSE), predictive ratio risk (PRR), and predictive power (PP).     

基于竞争失效的单部件系统可靠性建模与维修

针对同时受自然退化和随机冲击影响的单部件系统可靠性评估问题,首先,建立了退化型与突发型竞争失效过程的可靠性模型,该模型考虑了冲击对退化的影响,即冲击会增加系统的退化量;其次,提出了基于状态的维修策略,构建了一个成本率函数;最后,以一个由4个零件串联而成的单部件系统为研究对象,确定了该系统的可靠度函数和最优的预防更换阈值。该结果不仅验证了可靠性模型的合理性和有效性,而且体现了基于状态的维修策略的可行性与经济性。     

基于补偿和不可替代因素合成的人因可靠性分析方法

在安全性要求比较高的环境中, 关键操作失误可能会导致灾难的发生, 因此, 评估关键操作的人因可靠性不仅能为系统灾难评估提供依据, 而且有助于改善关键操作人员的训练水平及工作环境. 本文从因素分解及合成的角度研究人因可靠性, 定义补偿和不可替代因素, 创建补偿和不可替代因素状态合成(composition of states of irreplaceable and compensation factors, CSICF)方法. 针对航天器发射工作流程特点, 分析航天器发射人因可靠性因素空间和特性, 构建航天器发射人因可靠性评估模型, 并通过一个模拟实例说明了基于CSICF 的人因可靠性分析方法的可行性.     

基于随机集证据推理的构件软件体系可靠性模型

将随机集证据推理应用于军事信息系统软件可靠性建模研究,采用其分析软构件故障过程,计算 软构件可靠性参数,并在此基础上构建了一个基于随机集证据推理-贝叶斯网络的军事信息系统软件可靠性模型.本模型实现了对构件软件体系全过程的可靠性跟踪和监控.仿真实验验证了该模型的实用性和有效性.本模型还可应用于对大型设备系统的故障诊断.     

基于灰色系统理论的软件系统可靠性分析

通过运用灰色系统理论对影响软件系统可靠性行为的各种因素进行分析,给出了软件系统可靠性预测模型,对软件系统失效间隔时间进行了预测,并以海军战术数据系统(the naval tactical data system,NTDS)数据验证了模型。通过关联分析,得到各种因素对软件系统可靠性的影响及其关联度,为软件系统的可靠性评判和推断提供依据,并为下一步提高软件可靠性的途径提供参考。     

退化系统状态维修决策与维修活动建模

研究退化系统的状态维修决策问题,考虑经济性、可用性后,给出两个通用维修决策优化模型,用gamma过程对系统退化进行建模,用监测数据估计退化模型参数。在退化过程基础上,基于历史维修信息和状态数据对决策模型中的变量进行确定;对维修活动中主要的影响--维修效果和维修时间进行分析,认为维修效果和维修时间是系统状态和维修次数的随机变量,分别给出了不考虑人为因素和考虑人为因素的维修效果几何分布模型,用插值方法建立维修时间分布函数。最后以某控制系统为例,对比理想状态和考虑维修效果与维修时间下的仿真结果,验证了模型的有效性和实用性。     

适用于成组数据的Jelinski-Moranda模型研究

针对软件可靠性测试的成组测试数据,建立了适用于成组测试数据的软件可靠性Ｊｅｌｉｎｓｋｉ－Ｍｏｒａｎｄａ增长模型,并对其参数解特性进行了分析。通过分析得知,适用于成组测试数据的Ｊｅｌｉｎｓｋｉ－Ｍｏｒａｎｄａ模型的参数估计方程存在多个解,且只有在一定条件下才有合理解。最后给出了其参数解估计的有效数值算法。     

Grey-based approach for estimating software reliability under nonhomogeneous Poisson process

Due to the randomness and time dependence of the factors affecting software reliability, most software reliability models are treated as stochastic processes, a...