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基于约束的软件失效域识别与特征分析

软件学报 2012年第7期23卷 1688-1701页

作者：孙昌爱北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190

随机测试是实践中广泛采用的一种黑盒测试方法.近年来提出的适应性随机测试方法改进了随机测试的不足,仿真实验结果表明,改进效果取决于软件失效域的特征.提出以测试约束刻画软件失效域在输入域上的分布,探讨了基于现有的程序分析技术... 详细信息

随机测试是实践中广泛采用的一种黑盒测试方法.近年来提出的适应性随机测试方法改进了随机测试的不足,仿真实验结果表明,改进效果取决于软件失效域的特征.提出以测试约束刻画软件失效域在输入域上的分布,探讨了基于现有的程序分析技术构造测试约束的过程,讨论了基于测试约束的软件失效域的特征分析方法.以一个实例软件验证所提出的测试约束构造过程及其软件失效域特征分析方法.测试约束揭示了软件故障的触发与传播的内在机制,基于测试约束的软件失效域的特征分析方法有助于改进测试用例的设计质量以及评价适应性随机测试方法的适用性.

关键词：软件测试测试用例软件失效软件缺陷程序分析

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软件失效预测的一类非参数方法研究

软件失效预测的一类非参数方法研究

作者：王宗会南京航空航天大学

学位级别：硕士

软件失效预测是软件可靠性评估过程中最耗时最困难的部分,失效预测过程中任何改进都可能极大降低软件成本。传统的软件失效预测方法一般是利用经典的参数模型,而参数模型针对复杂软件失效数据不仅无法正确的估计其预测模型,且错误率较高... 详细信息

软件失效预测是软件可靠性评估过程中最耗时最困难的部分,失效预测过程中任何改进都可能极大降低软件成本。传统的软件失效预测方法一般是利用经典的参数模型,而参数模型针对复杂软件失效数据不仅无法正确的估计其预测模型,且错误率较高,效率低下。相反,非参数方法在软件失效预测过程中不依赖于经验假设与未知模型的估计,既可避免预测中模型不符、参数估计偏差等问题,又可以充分的利用软件失效数据的历史信息。基于非参数方法的软件失效预测首先针对软件失效数据的历史信息进行数据预处理,然后,利用对已有数据的整理进行软件失效预测建模,最后采用已有模型进行软件失效预测。本文在分析软件失效影响因素的基础上,以提高软件失效预测的精确度为目的,对一类传统的非参数模型进行了研究与改进。主要工作如下:首先,提出基于加权滑动窗口的单变量非参数软件失效预测方法(WSW-NM),对单变量的软件失效数据进行预测。采用滑动窗口作为输入,通过设置指数权函数增加近期数据对软件失效数的影响,对滑动窗口中各期数据进行加权处理并针对异常点进行动态调整,改变各期数据在预测中的重要程度。实验证明,该方法能够提高软件失效的预测精度。其次,提出基于主成分分析的多变量非参数软件失效预测方法(PCA-INW)。对原始数据进行主成分分析减少样本的输入因子数,利用主成分分析中的方差贡献率作为非参数方法中核函数窗宽矩阵的权重,消除了各输入因子对结果的作用程度不同所造成的影响。实验结果表明,维度的减少使模型的训练时间及预测时间都有所降低,在预测结果的精度和稳定性上得到了提高。然后,提出基于非参数因果关系检验的多变量软件失效预测方法(PCA-INW-Granger),针对已有的Granger因果关系检验方法只适用于两个变量以及需要诸多限制条件的问题,提出了一种基于改进的非参数估计法(PCA-INW)的多变量因果关系检验方法。该方法运用PCA-INW方法,借鉴Granger因果关系的思想从复杂系统建模角度研究变量间的关系,适用于检验多维变量间的因果关系,其优点在于对于多输入单输出(结果)的多维系统,不需诸多限制条件,可以检验多变量之间在非线性意义上的因果关系。最后,为了验证所提出方法的有效性,本文采用多组标准数据集作为研究对象,分别对以上三个模型与经典模型进行实验性能对比,结果表明,本文所提出的非参数方法较之前的传统方法具有更好的适应性,其预测的精度和稳定性都有显著提高。

关键词：软件失效主成分分析非参数方法因果关系核函数

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软件失效模式评测工具的设计与实现

软件失效模式评测工具的设计与实现

作者：刘卓钺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

计算机系统已经广泛应用于各个领域，用户在使用计算机系统提供的强大服务的同时也非常关心软件系统本身的容错性能，在遇到系统故障时，是否仍然能够正常的执行并使用户得到正确的服务。然而，对软件容错性的评测仍然存在着评测局限性... 详细信息

计算机系统已经广泛应用于各个领域，用户在使用计算机系统提供的强大服务的同时也非常关心软件系统本身的容错性能，在遇到系统故障时，是否仍然能够正常的执行并使用户得到正确的服务。然而，对软件容错性的评测仍然存在着评测局限性大、数据收集效率低等问题，需要新的方法对软件的容错性进行更为规范的评价。故障注入是对容错性进行评测的常用方法，也是很有效的方法。本课题通过对典型FARM故障注入模型的研究，提出了针对软件失效影响研究的改进的故障注入模型，并确定了模型中各集合的内容。以基于调试器的故障注入手段为基础，提出了软件失效影响的评测思路，并对失效影响评测的策略进行了说明。在故障注入模型的指导下，本文通过使用调试器的故障注入方法以及系统进程运行状态的监控方法，实现了一个以软件失效影响为研究目标，在windowsNT系统下可以进行批量的非永久性故障注入的失效影响测试平台，建立了软件失效影响的测试环境。为了验证本文所实现的失效影响评测工具的有效性以及对软件的失效影响进行初步的研究，本文选择了一些有代表性的基准程序进行了各类型的软件失效影响评测，并对已有的软件容错方法进行了评测。实验结果表明了本文所设计实现的评测工具的有效性，对软件的失效影响进行了初步的分析，并且通过对不同组测试结果的分析，得到了软件失效的一些规律，并对已有软件容错方法的性能做了验证。

关键词：故障注入软件失效故障检测软件容错

基于M^x/G/1排队模型的信息系统软件失效风险分析方法研究

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数学的实践与认识 2013年第7期43卷 154-160页

作者：王兴起王维才谢宗晓丘东北京科技大学东凌经济管理学院北京100083 南开大学商学院天津300071

研究首先对信息系统软件节点进行数学建模,然后根据M^x/G/1排队模型及分布函数,针对信息系统软件的可靠性,给出了由威胁利用软件脆弱性所导致的信息系统节点失效,以及由此所带来的损失风险计算模型,并以银行的柜面业务系统所安装的Wind... 详细信息

研究首先对信息系统软件节点进行数学建模,然后根据M^x/G/1排队模型及分布函数,针对信息系统软件的可靠性,给出了由威胁利用软件脆弱性所导致的信息系统节点失效,以及由此所带来的损失风险计算模型,并以银行的柜面业务系统所安装的Windows和Linux操作系统为例,给出了详细的计算过程.风险分析模型突破了目前沿用的经典六因素模型,将系统可靠性的定量分析方法引入其中,从而有效的避免了风险分析方法中对主观因素的依赖.

关键词：信息安全可靠性软件失效风险分析

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基于改进的非参数方法的软件失效预测模型

计算机科学 2016年第6期43卷 156-159,178页

作者：王宗会周勇张德平南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京210016

基于主成分分析(PCA)和改进的N-W非参数估计法(INW)提出了一种新的软件失效预测模型。首先,通过对非参数估计的训练样本集进行主成分分析来减少非参数回归估计和预测的输入因子数,再利用PCA计算的方差贡献率作为非参数方法中带宽矩阵的... 详细信息

基于主成分分析(PCA)和改进的N-W非参数估计法(INW)提出了一种新的软件失效预测模型。首先,通过对非参数估计的训练样本集进行主成分分析来减少非参数回归估计和预测的输入因子数,再利用PCA计算的方差贡献率作为非参数方法中带宽矩阵的权重,消除各输入因子对结果的作用程度不同所造成的影响,进而建立软件失效预测模型。最后基于一组真实软件失效数据集Eclipse JDT进行实例分析。结果表明,基于改进的非参数方法的软件失效预测模型在预测的精度和稳定性上得到了进一步提高。在后10步的预测范围内,预测值的平均误差为16.2575,均方百分比误差为0.0726。

关键词：软件失效主成分分析(PCA) N-W非参数估计带宽

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软件失效原因分析

电子产品可靠性与环境试验 2009年第3期27卷 13-19页

作者：谢瑞生中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京210007

从软件与硬件的比较、失效的内外原因、失效的主客观原因等方向出发,通过分析软件生命周期各阶段差错的因果联系,研究软件失效的原因。

关键词：软件可靠性软件失效原因分析

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基于关联维计算的软件失效混沌识别研究

山东理工大学学报（自然科学版） 2018年第1期32卷 21-25,30页

作者：钱丽胡俊王美荣沈桂芳陈平安徽新华学院信息工程学院安徽合肥230088

针对大数据环境下软件失效行为的复杂性问题,提出了一种基于关联维数的软件失效混沌识别算法.通过计算软件失效数据是否具有关联维特征来验证失效的混沌性,利用相空间方法重构软件失效系统,验证了软件失效行为的混沌性.实验结果表明,混... 详细信息

针对大数据环境下软件失效行为的复杂性问题,提出了一种基于关联维数的软件失效混沌识别算法.通过计算软件失效数据是否具有关联维特征来验证失效的混沌性,利用相空间方法重构软件失效系统,验证了软件失效行为的混沌性.实验结果表明,混沌关联维算法能够有效识别软件失效的混沌性,精确地描述软件失效行为的无序性和无规则性,同时也能解决复杂软件系统失效、大数据混沌性这类复杂问题.

关键词：大数据软件失效关联维混沌识别

基于FMECA的信息系统软件失效安全风险评估与预测

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指挥控制与仿真 2014年第1期36卷 125-129,137页

作者：周恭谦杨露菁海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

随着大量软件产品应用于信息系统,不可避免地增大了软件失效对系统安全的影响概率。以某信息系统文电收发的处理过程为例,引入FMECA法,对其文电收发处理过程中由软件造成的风险进行分析,同时分析了引起风险常见的失效模式,并引入Markov... 详细信息

随着大量软件产品应用于信息系统,不可避免地增大了软件失效对系统安全的影响概率。以某信息系统文电收发的处理过程为例,引入FMECA法,对其文电收发处理过程中由软件造成的风险进行分析,同时分析了引起风险常见的失效模式,并引入Markov模型对软件失效造成系统严重危害的风险进行预测,通过Markov模型与FMECA法结合能够迅速定位软件失效的原因,减少因软件失效造成的系统损失。

关键词：软件失效安全风险

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基于统计的软件失效模式研究

航空计算技术 2018年第5期48卷 72-75页

作者：张蕾航空工业西安航空计算技术研究所陕西西安710068

针对产品软件,采集从研发阶段到定型测试阶段的所有错误,采用统计学方法对其进行失效分类,并对这些分类进行风险排序,最终得到风险级别最高的3类失效模式,以及导致这3类失效模式的错误,为软件健康管理提供依据。

关键词：软件失效软件错误软件健康管理数据统计