可靠性分析及软件可靠性模型应用研究

摘要

可靠性问题涉及到了社会的各个方面，在其发展过程中，为了对系统进行可靠性分析，人们提出了许多分析方法，其中模型分析方法因为其优越性脱颖而出。随着系统复杂性的增加和软件故障在系统故障中所占比重的增大，软件可靠性研究成为可靠性研究领域的一项十分重要的工作。
　　 本文对可靠性理论和软件可靠性模型进行了分析和研究，首先概述了有关可靠性和软件可靠性模型的一些基本概念以及涉及到的数学基础知识，介绍了超定方程组的概念及最小二乘原理，并详细地讲述了最小二乘解的数学求解过程，然后列举了几种经典的软件可靠性模型及其参数估计方法。在对软件可靠性模型评价准则研究的基础上，本文提出了一种确定可靠性模型的方法，即先判断模型是否适合失效数据然后再估计模型参数，也称为FMVTPE分步模型确定法。对于能适用于大多数测试故障数据的典型软件可靠性模型，都可以经过变形将模型转化为线性方程形式，然后通过直接查看实际的离散分布是否近似成一直线来判定模型是否适应该组软件失效数据。如果适合，则可以通过求解超定方程组的线性最小二乘解得到模型参数的精确估计值，也可以直接利用直线提供的数据信息快速估计出模型中的多个参数；而对于模型不适合失效数据的情况，可以很明显地看出来，从而节省了许多计算时间。最后结合软件测试过程的实例，对收集到的测试故障数据进行分析，通过假设几种模型进行参数估计，详细讨论了软件可靠性模型的选择与参数估计过程，并将各模型的拟合效果进行仿真分析和对比，选择适合该组失效数据的模型，然后将用本文所提方法估计的结果与最大似然估计法做比较，验证了该方法的可行性和优越性。