Component-Oriented Reliability Analysis Based on Hierarchical Bayesian Model for an Open Source Software

The successful experience of adopting distributed development models in such open source projects includes GNU/Linux operating system, Apache HTTP server, Android, BusyBox, and so on. The open source project contains special features so-called software composition by which several geographically-dispersed compo-nents are developed in all parts of the world. We propose a method of component-oriented reliability as-sessment based on hierarchical Bayesian model and Markov chain Monte Carlo methods. Especially, we fo-cus on the fault-detection rate for each component reported to the bug tracking system. We can assess the reliability for the whole open source software system by using the confidence interval for each component. Also, we analyze actual software fault-count data to show numerical examples of reliability assessment for OSS.

基于混合模型的复杂舰载信息系统可靠性测试技术

复杂舰载信息系统在未来海战场战争中扮演着至关重要的角色,必须在未来更加复杂多变的战场环境下保持稳定可靠的性能。面对未来更加复杂多变的战场环境,软件可靠性测试面临众多挑战。现有的软件可靠性测试理论难以满足复杂舰载信息系统任务繁多、状态多样、交互复杂的特点,并且缺乏有效的测试数据生成手段。为了解决这个问题,结合Musa方法和Markov链模型思想来构建操作剖面,并生成可靠性测试用例。将操作剖面模型定义的使用用例集和Markov链表示的状态迁移模型相结合,生成测试用例。通过实例分析和对比实验,采用混合模型生成的测试用例集具备良好的稳定性,并且能够满足复杂舰载信息系统可靠性测试的需求。

基于UML的软件Markov链使用模型构造研究

软件统计测试要求基于软件使用模型产生测试例对软件系统进行测试,并根据测试结果评价软件可靠性,是高可靠软件测试的重要组成部分.由于统一建模语言(unifiedmodelinglanguage,简称UML)已经成为事实上的面向对象标准建模语言,因此,从软件UML模型构造软件使用模型就成为面向对象软件统计测试的关键.为此,定义了加入统计测试约束的UML用例图、序列图以及用例执行顺序关系,为基于UML的软件统计测试提供了一个形式化描述基础.在此基础上,给出一个从软件UML模型构造软件Markov链使用模型的算法,并给出了自动化支持工具UMGen的类图结构,基于一个卫星控制系统,说明了所提出方法的有效性.

基于EM方法的隐Markov软件可靠性模型

针对单一软件可靠性模型不能准确描述软件失效行为、无法合理准确地评估预测出软件可靠性的问题,将变点分析引入软件可靠性建模,提出了一种基于隐Markov过程的软件可靠性模型。该模型采用隐变量来描述影响软件可靠性的多种因素,通过隐变量的状态变化刻画出软件过程中各种因素的变化情况,构建出隐Markov链软件可靠性模型,并采用EM算法进行求解,通过实例分析来验证其有效性。实验结果表明,隐Markov链软件可靠性模型具有较强的变点检测能力,并能显著提高软件可靠性拟合精度。

基于层次结构Markov链的软件可靠性建模方法

在当前主流的基于体系结构的软件可靠性建模方法中,基于Markov链的状态模型是一种广泛应用的可靠性模型。现有基于状态的可靠性模型适用于构件转移满足Markov过程的软件,当程序中同时存在确定性转移和非确定性转移时,特别是存在多个构件对某构件的调用时,现有的办法不能得出精确的结果,甚至可能会引入不存在路径。为解决这一问题,文章基于UML模型和Markov模型,提出一种层次结构方法,用组合结点替代构件间的调用关系,建立层次结构的Markov链模型。最后通过一个实例对新方法的性能进行了验证。

基于Markov链的软件可靠性早期评估研究

针对Markov链使用模型缺乏软件失效信息,提出了一种改进Markov链使用模型进行软件可靠性早期评估的方法.该方法首先扩展Markov链使用模型,在其中加入失效状态及执行概率,构建软件可靠性早期评估模型;然后,依据软件可靠性早期评估模型生成算法得到软件可靠性.最后,通过一个SCS软件实例,对本文方法性能进行了验证.实验结果表明,该方法可以自动输出多种软件可靠性评估指标,有效评估软件可靠性.

基于Markov链使用模型的软件可靠性测试用例生成研究

本文针对软件可靠性测试中测试用例设计方法不足、难以生成等问题,对软件的需求分析和设计文档进行了研究,提出一个基于UML的扩展模型,通过构建不同等级的Markov链使用模型最终解决了可靠性测试用例生成的难题。可靠性测试用例的生成是软件可靠性工程的一个重要组成部分,它对于指导软件测试过程、提高软件可靠性有重要的意义。

一种层次结构Markov链的火控雷达软件测试剖面构造方法

操作剖面构造是软件可靠性测试中的一项重要工作内容,针对传统操作剖面构造方法对机载火控雷达软件的适用性差、测试难以实施的情况,分析了传统操作剖面构造方法的特点,提出了一种层次结构Markov链使用模型构建方法,借鉴Musa操作剖面"系统模式剖面-功能剖面-操作剖面"的分解方法,对机载雷达的作战模式进行层次分解和模式封装,利用Markov模型进行工作模式的转换,确定执行序列的执行概率,建立操作剖面,最后通过一个实例对该方法进行了验证。

基于Markov链使用模型的软件可靠性测评方法研究

基于Markov链使用模型的软件统计测试是产生高效测试用例,实现软件可靠性定量评估的有效方法。论述了该方法中使用链与测试链的构建技术,基于使用模型的统计分析计算,基于测试链的软件可靠性评估,操作可靠性和使用可靠性评估,以及它们在实际应用中需要注意的若干问题。

软件Markov链使用模型生成与化简技术

为解决软件可靠性测试中Markov链使用模型的状态空间爆炸问题,研究基于UML模型的使用模型生成与化简技术。基于UML模型中的顺序图获取软件与外部环境之间的消息交互,通过分析激励与响应消息来获取状态生成软件Markov链使用模型,准确描述软件的使用情况。针对状态空间爆炸问题,提出冗余状态和等价状态的定义,设计使用模型化简算法,针对化简算法给出相关理论证明。实验结果表明了该方法的有效性。

基于优化Markov链使用模型的可靠性测试技术

Markov链使用模型是一种应用较为广泛的软件可靠性测试模型,但是如何生成使用模型中的转移概率仍然是一个亟待解决的问题。传统Markov链模型中的转移概率往往依赖用户、开发者及领域专家给出一个具体的数值,是非常不合理的。因此,提出了一种使用三参数区间数表示转移概率的方法,对Markov链模型进行优化并给出可靠性测试用例的生成方法。实验表明,使用三参数区间数构造出的软件使用模型要优于传统Markov链,并可以生成较为符合实际情况的可靠性测试用例,从而有助于提高可靠性评估的准确性。

Markov控制转换多模块软件可靠性测试资源动态分配方法

考虑到软件任务模块执行的不均衡性以及模块级软件可靠性增长测试的具体情况,针对Markov控制转换多模块软件,提出了一种模块级的可靠性测试资源动态优化分配方法,以减少测试代价。与静态资源分配方法相比,本方法更加优化利用测试资源,在确保可靠性指标的前提下可降低总的测试代价。

基于马尔科夫链的软件故障分类预测模型

传统的软件可靠性模型一般未考虑故障的危害严重程度对软件失效的影响.然而在很多研究(如软件可信性研究)中,不仅要考虑软件的失效率、故障总数与失效间隔时间等,同时也要考虑故障的危害严重程度对软件可信性的影响.为解决上述问题,提出一种基于马尔科夫链的预测方法,用以预测软件未来发生故障的种类,即预测软件未来发生故障的危害严重程度.这种分类预测方法可以更加全面地描述由软件故障引起的失效问题.

一种从UML模型到可靠性分析模型的转换方法

以构件化的软件开发方法为背景,提出了一种将UML模型自动地转换为可靠性分析模型Markov链的方法.该方法基于构件化的软件体系结构,从UML的用况图、顺序图、活动图和构件图出发,对其进行扩展,在模型中标注了可靠性分析所需的信息.在此基础上,通过构造一个称为构件转移图的中间模型,将标注了可靠性信息的UML模型转换为Markov链.该方法产生的结果能够直接作为现有可靠性相关的数学分析方法的输入,从而使可靠性分析工作变得更加方便、高效.

基于马尔科夫链蒙特卡洛仿真的智能电能表软件可靠性仿真研究

保障智能电能表软件可靠性有利于降低设备故障率,提升电力营销部门服务质量。基于灰盒测试的软件测试技术能够在保护软件源代码安全性基础上进行深度测试。依托智能电能表软件测试平台,按事件触发概率构造若干马尔科夫状态,对智能电能表进行蒙特卡洛仿真分析,使用两款单相电能表进行软件可靠性评价研究。测试模型能够充分挖掘电能表软件成熟度和健壮性,形成对比数据和结论。

硬/软件可靠性增长模型

在现有的描述计算机系统可靠性增长的模型当中，提出了一个描述硬／软件综合系统可靠性增长的二维跳跃马氏链模型．该模型基于下面两个主要假设：１）在故障间隔期间内，硬、软件的故障率均是常数，硬（软）件的故障率仅在每个硬（软）件的故障恢复点处发生跳跃变化．２）同一时间发生多于一次故障的机会近乎为０．本文推导了系统各种可用度指标的显式表达式，并给出计算复杂度的度量．为了降低应用时求解的复杂程度，在当前硬、软件可靠性增长模型研究的基础上，提出了一种在工程应用中的简化计算方法．

异构软件体系结构的可靠性模型

现有基于软件体系结构的可靠性模型只适用于符合马尔可夫过程的软件构件转移关系,而当构件间存在由确定性和随机性转移关系组成的异构结构时,仍按照马尔可夫过程对软件体系结构建模,会导致可靠性评估结果不准确。为了解决现有模型不适用于异构结构的问题,在分析构件转移关系基础上,提出了一个新的软件可靠性模型。基于软件UML顺序图,提出将异构软件结构转换为马尔可夫链的算法。通过对一个实例的可靠性评估,验证了新模型能够比现有模型获得更准确的评估结果。

动态故障树分析方法在软、硬件容错计算机系统中的应用

结合几个动态逻辑门及其向Markov状态转移链的转化,介绍了一种新的动态故障树建模分析方法,用来解决不可修系统中对动态时序特性的建模困难问题。并给出了一个具体的例子,应用这种方法对其进行分析。分析结果表明,软、硬件容错技术在计算机系统中的应用,可以显著提高系统的可靠性。

软件测试的一种数学简化方法

在马尔可夫链模型的基础上,将软件测试结果的分析问题转化为一个经典概率问题。通过数学方法实现了软件测试模型的简化,加速了测试用例的生成,从而降低了测试的复杂度,解决了简化测试用例集难度的问题。通过实例证明,这种测试技术具有一定的实用性和有效性。

马尔科夫链模型在空管自动化系统可靠性分析中的应用

空中交通管理的主要任务是保证航空器间隔,确保空中交通的安全高效运行。空管系统与旅客生命及航空公司的经济利益息息相关这种特殊性决定了系统必须有相当高的保障,须做到及早发现及早处理问题。目前,国内主要考虑软件对空管自动化系统的影响,采用模糊数学、灰色系统理论、加权算法等对其软件可靠性进行评估。为了做到及早发现及早处理问题,提出采用马尔科夫链模型对空管自动化系统软件s1,s2,s3三个状态进行预测和验证,取得了较好的结果。