软件可靠性预计及预计工具的设计与实现

论文摘要

基于失效数据的软件可靠性预计能够预计随着测试的进行将来软件能够达到的可靠性水平。目前虽然在软件可靠性预计方面取得了明显的进展,但是还没有一个能够在任何条件下均值得信任的软件可靠性预计模型。更糟糕的是,甚至不能先验的知道基于某一具体的失效数据,哪一个模型最适合。本文给出了一个具有一般性的软件可靠性预计步骤,并且详细讨论了两种提高软件可靠性预计质量的方法。据此,用户在工程实践中能够选择出一个模型或多个模型用于预计软件的可靠性,得到的结果相对而言是最准确的。本文首先从软件失效引起的严重后果强调了软件可靠性预计的重要性,讨论了本文研究的背景及目的,简要介绍了本文的组成;其次给出了软件可靠性的定义以及概念,谈到了软件可靠性和软件工程之间的关系;接着简要概述了软件可靠性模型,介绍了软件可靠性模型的发展,给出了几个软件可靠性参数的定义以及数学推导,重点讨论了4个软件可靠性模型,它们分别是J-M模型、Musa基础模型、M-O模型和Low-Power模型,给出了软件可靠性定量评价的标准;给出了软件可靠性预计的步骤,重点讨论了两种提高软件可靠性的方法:再定标法和模型混合法。其中,从概率论的角度深入讨论了再定标法的原理,并运用实际的失效数据开展软件可靠性预计;最后简要说明了在软件可靠性预计过程中为解决较为复杂的数学计算而编写的辅助工具的设计与实现并对本文进行了总结。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 软件可靠性测试与软件可靠性
• 1.4 主要工作及论文结构
• 第二章 软件可靠性的定义及基本概念
• 2.1 引言
• 2.2 软件可靠性的定义
• 2.3 软件的差错、缺陷、失效和故障
• 2.4 软件可靠性与硬件可靠性的比较
• 2.4.1 软件失效率和硬件失效率的比较
• 2.4.2 软件可靠性与硬件可靠性比较
• 2.5 软件可靠性工程与软件工程的关系
• 第三章 软件可靠性建模概述
• 3.1 引言
• 3.2 历史背景
• 3.3 软件可靠性参数
• 3.3.1 可靠度
• 3.3.2 失效率和失效强度
• 3.3.3 平均失效前时间（MTTR）和平均失效间隔时间（MTBF）
• 3.3.4 可靠性参数之间的数学关系
• 3.4 J-M 模型
• 3.4.1 模型简述
• 3.4.2 模型参数估计
• 3.5 NHPP 模型
• 3.5.1 Musa 的基本执行时间模型
• 3.5.2 Musa-Okumoto 对数泊松模型
• 3.5.3 Log-Power 模型
• 3.6 模型预计质量的定量评价标准
• 3.6.1 模型优劣定量评估标准
• 3.6.2 作U 图的方法
• 第四章 软件可靠性预计方法
• 4.1 引言
• 4.2 软件可靠性预计工作中存在的问题及解决措施
• 4.3 提高模型预计质量的方法
• 4.3.1 再定标法
• 4.3.2 再定标法的原理
• 4.3.3 模型混合
• 4.4 实例应用
• 4.4.1 预计质量分析
• 4.4.2 可靠性预计
• 4.4.3 小结
• 第五章 软件可靠性预计与分析（SRPA）工具的设计与实现
• 5.1 引言
• 5.2 软件设计
• 5.2.1 需求分析
• 5.2.2 概要设计和详细设计
• 5.3 软件实现
• 5.3.1 数据的录入
• 5.3.2 计算可靠性模型的参数
• 5.3.3 预计质量的分析
• 5.3.4 可靠性预计
• 5.4 主要函数代码
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献