[发明专利]一种基于假设检验的嵌入式基础软件可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机信息处理技术领域，具体涉及一种基于假设检验的嵌入式基础软件可靠性评估方法。

背景技术

嵌入式基础软件验收测试中，需要根据测试结果数据评估软件的可靠性。根据目前的有关文献，软件可靠性评估方法一般分为两类，即可靠性增长模型和可靠性验证模型，而前者使用得更为普遍。在可靠性增长模型中，对软件某个版本的可靠性预测是根据其以前版本的可靠性做出的。因为是验收测试，我们希望仅以嵌入式基础软件的最终版本为基础进行可靠性评估，另外希望在测试过程中没有发现失效的情况下能够做出关于嵌入式基础软件可靠性的推测。此外，可靠性增长模型的评估很不精确，因此我们并不希望使用可靠性增长模型进行嵌入式基础软件可靠性评估。

可靠性验证模型是根据对软件一个版本的测试结果来评估软件的可靠性的。在测试过程没有出现失效的情况下，这类模型大多会估计可靠性为1，认为软件完美，没有把成功执行的测试用例数考虑进去。这样的模型不能满足我们的要求，因为我们假设软件嵌入式基础软件最终版本的测试过程中不会发现失效，另外成功执行测试用例数目对嵌入式基础软件最终版本的可靠性评估应该是有影响的。

Miller等[1]提出的可靠性评估方法考虑了测试完全通过的情况，当测试过程中没有发现失效时，能够做出小于1的可靠性评估。在Miller的方法中，认为实际的可靠性为1-θ，其中θ为实际的失效率。通过贝叶斯点估计来对θ进行评估：θ'=a/(N+a+b)，其中N为测试用例数，参数a和b包含了关于θ可能值的先验假设，考虑θ的分布为Beta(a,b)。

这个模型不能直接应用于我们设定的情况，因为此模型仅限于无记忆的软件，假设操作剖面为非条件概率分布。另外在Miller的方法中，开始时通过选择a和b的值对θ的分布进行猜测，而后将成功测试用例数N的数值考虑进去来修正初始猜测。初始猜测相对于数值的权重受到参数a和b的影响。因此θ'及可靠性评估结果将总是依赖于初始猜测，依赖于θ的Beta(a,b)分布的假设。目前，在各种软件可靠性评估方法中普遍使用初始猜测。在评估过程开始时还没有测试结果数据，猜测是需要的。当获得了测试结果数据时，可靠性评估就不应再是初始猜测的函数。当然，评估过程收敛直到获得结论的时间仍取决于初始的猜测。在Miller的方法中，即使是已经得到了测试数据，可靠性评估仍然是初始猜测的函数。在没有根据的假设基础上进行可靠性评估，无法相信其评估结果是准确的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于假设检验的嵌入式基础软件可靠性评估方法，以统计假设检验为基础，能够在嵌入式基础软件验收测试过程中，在没有出现失效情况下得到有意义的可靠性评估结果。

本发明的目的是采用下述技术的方案实现的：

一种基于假设检验的嵌入式基础软件可靠性评估方法，所述假设检验指的是根据随机变量的样本接受或拒绝H的过程；其中，假设H是关于随机变量概率分布的命题；其改进之处在于，所述评估方法包括下述步骤：

A、嵌入式基础软件可靠性初步评估；

B、嵌入式基础软件可靠性准确评估。

其中，所述步骤A中，设p为嵌入式基础软件的失效率，即其中U为按照操作剖面选择执行的不同的测试用例总数，I_i为第i个测试用例；如果I_i成功，ω（I_i)=0，如果I_i失败，ω（I_i)=1，P（I_i)为按照操作剖面执行I_i的概率；

其中，所述步骤A中，假定为p选择特定值θ，并对如下假设加以检验：

即嵌入式基础软件的失效率p至多为θ，H₀：p≤θ以及H₁：p>θ；其中：H₀为检验零假设；H₁为备择假设；

按照操作剖面随机选择的N个测试用例，其中T个测试失败；如果T≥1，则拒绝H₀；

当H₀正确时（H₀正确时指的是：嵌入式基础软件的失效率p至多为θ，即H₀：p≤θ，也就是说实际情况与假设H₀相符），拒绝H₀的概率为α(p)=P(T≥1|p)=1-P(T=0|p)=1-(1-p)^N，p≤θ；对所有的p≤θ时，有如下表达式：