考虑非理想排错过程的软件可靠性模型研究

论文摘要

随着软件应用的日益广泛,人们对于软件的质量要求也越来越高,软件可靠性是最重要的软件质量特征。在软件可靠性研究中影响软件可靠性的因素很多,主要包括四点:软件的内在固有特性、软件的测试条件、软件失效数据以及人为因素。因此研究人员不得不对各种因素进行取舍、简化和限制,以此作为建立数学模型和进行可靠性预计的基础。基于不同的假设和研究问题的出发点,人们提出不同的软件可靠性预计模型。主要包括J-M模型、S-W模型、Nelson模型、Littlewood-Verrall模型、Musa执行时间模型、G-O非齐次Poisson过程模型、NHPP模型和超几何模型等。但是在众多的软件可靠性模型中,目前尚没能广泛应用的软件可靠性模型,原因在于假设是软件可靠性模型建立的主要依据,而现有的模型的理想的假设与实际的软件开发过程有较大的差异。经典的可靠性模型（包括J-M模型和G-O模型）排错过程是理想的,没有考虑各种实际情况。实际的排错过程并不是完美的,错误排除需要时间,且不可能完全排除,排错过程可能引入新的错误,错误排除率和错误引入率均是随时间变化的递减函数,软件的测试剖面与运行剖面不一致等等。本文针对这些排错过程的实际情况,对Xuemei Zhang等人提出的软件可靠性模型进行改进,提出新的假设,建立改进的新模型,给出模型的一般表达形式。并对改进后模型的一个特例模型的拟合预测能力通过两组公开发表的失效数据进行仿真分析比较,最终验证了改进的考虑非理想排错过程的软件可靠性模型的优越性,更符合现实的软件可靠性活动过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 软件可靠性的研究背景和研究意义
• 1.2 软件可靠性的发展和研究现状
• 1.2.1 国外方面
• 1.2.2 国内方面
• 1.3 论文工作
• 1.4 论文结构
• 第二章 软件可靠性理论
• 2.1 软件可靠性的相关概念
• 2.1.1 软件可靠性的定义
• 2.1.2 软件可靠性有关术语的定义
• 2.1.3 软件可靠性的相关数学表达
• 2.2 影响软件可靠性的因素
• 2.3 软件可靠性建模
• 2.3.1 软件可靠性建模的基本问题
• 2.3.2 软件可靠性的建模方法
• 2.3.3 模型假设
• 2.3.4 建模原理与建模过程
• 2.4 软件可靠性模型中参数估计方法
• 2.4.1 最大似然法
• 2.4.2 最小二乘法
• 2.4.3 贝叶斯估计法
• 2.5 软件可靠性模型选择
• 2.5.1 模型选择的意义
• 2.5.2 模型评价准则
• 2.5.3 模型选择方法
• 2.6 小结
• 第三章 经典软件可靠性模型
• 3.1 随机过程类模型
• 3.1.1 J-M 模型（马尔可夫过程模型）
• 3.1.2 G-O 模型（非齐次泊松过程模型NHPP）
• 3.1.3 Musa 执行时间模型
• 3.1.4 S-W 模型
• 3.2 非随机过程类模型
• 3.2.1 Littlewood-Verrall 模型
• 3.2.2 Nelson 模型（基于输入域的模型）
• 3.2.3 其它软件可靠性模型
• 3.3 小结
• 第四章 几种改进的G-O模型
• 4.1 错误发现率是随时间变化的模型
• 4.1.1 模型假设
• 4.1.2 模型建立
• 4.2 排错过程引入新错误的模型
• 4.2.1 模型假设
• 4.2.2 模型建立
• 4.3 不完全排错模型
• 4.3.1 模型假设
• 4.3.2 模型建立
• 4.4 ZTP 模型
• 4.4.1 模型假设
• 4.4.2 模型建立
• 4.5 小结
• 第五章 考虑非理想排错过程的软件可靠性模型
• 5.1 模型假设
• 5.2 模型建立
• 5.3 模型中相关函数的选取
• 5.3.1 错误发现率函数
• 5.3.2 错误排除时间
• 5.3.3 错误排除率函数
• 5.3.4 错误引入率函数
• 5.4 模型的特例
• 5.5 参数估计
• 5.6 模型验证与评估
• 5.6.1 模型的评测标准
• 5.6.2 仿真平台及使用的模型
• 5.6.3 仿真验证分析（1）
• 5.6.4 仿真验证分析（2）
• 5.7 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文