软件可靠性模型及其评价工具的设计与实现

论文摘要

随着计算机及软件在人们生活中应用范围的扩大,软件的质量问题逐渐引起人们的关注。软件可靠性是软件质量的重要属性。作为软件可靠性定量评估技术核心的软件可靠性模型技术,为软件质量的提高、软件开发过程的合理控制以及资源的有效管理提供了定量和客观的依据,因而具有重要的学术研究和工程应用价值。在理论研究方面,本文从软件可靠性的基本理论出发,阐述了软件可靠性模型预选的流程,从模型假设、基本公式、参数推导等方面对随机类模型中典型的三个模型进行了研究,分析了性能度量参数的选取原则。在实际应用方面,本文设计完成了一个基于失效数据的软件可靠性评价工具。该工具嵌入了三种可靠性模型,实现了四个主要功能,包括数据管理功能、失效数据趋势分析功能、可靠性评估功能以及预测准确性分析功能。虽然目前在国内外已有不少的软件可靠性分析工具,但是大多忽略了对失效数据的趋势分析和预测的准确性分析功能。因此,这也是本文实现的评价工具与其他可靠性分析工具最大的不同。最后,结合实际收集的数据对以上四种功能进行了实例验证,结果表明该评价工具采用的方法比较完整,评价预测的结果较为可信,具有较好的实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 软件可靠性模型的发展历史及研究现状
• 1.3 课题研究内容和目标
• 1.4 内容安排
• 第二章 软件可靠性与可靠性模型
• 2.1 软件可靠性理论基础
• 2.1.1 软件可靠性的定义
• 2.1.2 软件可靠性的基本数学关系
• 2.2 软件可靠性模型
• 2.2.1 模型的分类
• 2.2.2 模型的预选
• 2.2.3 J-M 模型
• 2.2.4 G-O 模型
• 2.2.5 DUANE 模型
• 2.3 小结
• 第三章 可靠性评价工具的需求分析
• 3.1 系统的需求捕获
• 3.1.1 需求列表
• 3.1.2 需求用例
• 3.1.3 领域分析
• 3.2 系统的需求分析
• 3.3 数据信息管理功能
• 3.4 趋势分析功能
• 3.4.1 趋势分析方法的选择
• 3.4.2 功能需求分析
• 3.5 可靠性预测功能
• 3.5.1 性能参数的选择
• 3.5.2 实现模型的选择
• 3.5.3 功能需求分析
• 3.6 预测准确性分析功能
• 3.6.1 准确性分析方法的选择
• 3.6.2 功能需求分析
• 3.7 小结
• 第四章 可靠性评价工具的设计与实现
• 4.1 外部接口
• 4.2 数据库的设计
• 4.3 类的设计
• 4.3.1 数据信息管理功能
• 4.3.2 趋势分析功能
• 4.3.3 可靠性预测功能
• 4.3.4 准确性分析功能
• 4.4 模型参数估计的数值算法设计
• 4.4.1 J-M 模型参数数值算法
• 4.4.2 G-O 模型参数数值算法
• 4.4.3 DUANE 模型参数数值算法
• 4.5 界面设计
• 4.6 小结
• 第五章 可靠性评价工具的测试
• 5.1 测试用例
• 5.1.1 数据收集过程
• 5.1.2 测试用例
• 5.2 功能验证结果
• 5.2.1 数据信息管理功能
• 5.2.2 失效数据趋势分析功能
• 5.2.3 可靠性预测功能
• 5.2.4 预测准确性分析功能
• 5.3 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步的研究方向
• 致谢
• 参考文献