[发明专利]一种考虑软件测试与运行环境差别的软件成本模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及软件成本模型研究领域，特别是考虑了软件测试与运行环境之间的差别，提出了一种基于软件测试与运行环境差别的软件成本模型建模方法。

背景技术

为了使软件达到一个安全稳定的可靠性等级，软件在发布前要经过长时间的测试过程。但测试过程十分消耗时间和金钱。软件测试时间越短，越有利于减少测试成本，但是同时会带来软件的不可靠性，增加维护成本；另一方面，软件的测试时间越长，增加了软件测试成本，同时软件发布时间的推迟可能减少产品的市场占有率。所以，何时停止软件测试、将软件产品发入市场，是实际工程中需要考虑的重要问题。而软件成本模型就是用来帮助软件开发者控制成本和确定发布时间的有效工具。

软件系统特别是嵌入式系统，在运行阶段，与测试环境不同的硬件平台、操作系统和不同的应用软件的作用等，使得软件运行环境和测试环境存在差异。

(1)由于运行环境中的测试十分消耗资源和时间，所以在软件测试过程中，人们会采用多种测试方法和测试工具加速软件的失效，来降低成本，提高效率。测试技术的使用，加速了软件系统的失效过程，利用测试阶段的失效数据来预测运行阶段失效强度，会对运行阶段失效强度的估计较悲观。

(2)测试阶段的故障检测率，与测试方法和测试工具有关，随时间是一个递减的函数，而运行阶段的故障检测率与使用环境、操作人员习惯、软件系统使用频率等有关，变化存在不确定性。

(3)为了提高软件发布时的可靠性，在测试阶段对软件的操作和出现的频率，以及对指定应用的输入都是为了发现软件错误并修正而进行的，和运行阶段用户对软件系统的操作有很大的不同。对软件操作的差异必然导致测试阶段的测试覆盖率和测试速度高于运行阶段。测试覆盖率和测试速度的差异进一步说明了测试剖面和运行剖面的差异。

因此，软件测试环境和运行环境之间存在着差异，这种差异会影响软件成本模型的成本参数以及对软件失效强度的估算，进而对软件的成本估算及最优发布时间造成影响。

软件成本模型是用来帮助软件开发者控制成本和确定发布时间的有效工具。软件成本模型一般包括测试阶段的成本和运行阶段的成本，其中测试阶段的成本又分为测试成本和排错成本。运行阶段的成本也称为维护成本，是指软件发布后的发生失效的排错成本。Okumoto和Goel等提出的经典软件成本模型如下等式所示，

C_成本(T)＝c₁m(T)+c₂[m(T_L)-m(T)]+c₃T

其中，C_成本(T)是软件总成本，T是软件的发布时间，T_L是软件的运行时间，m(T)为软件故障累计失效数，c₁m(T)是测试阶段排除故障的成本，c₂[m(T_L)-m(T)]是运行阶段排除故障的成本，且c₂＞＞c₁。c₃是软件在测试阶段内单位时间的测试成本。c₁是指测试阶段内修正单位软件故障的费用，c₂是运行阶段内修正单位软件故障的费用。

从理论上来将，测试与运行环境的差异对软件成本的影响主要体现在两方面：

1、对测试阶段成本的影响；

环境差异的变化主要体现在测试覆盖率、测试速度和故障检测率上，这些指标也能够有效地反映测试质量。测试质量的高低会影响测试阶段修正一个错误的费用c₁、单位时间的测试费用c₃等，进而对软件测试阶段的成本造成影响。

2、对软件维护成本的影响；

由于运行环境中的测试十分消耗资源和时间，所以在软件测试过程中，人们会采用多种测试方法和测试工具加速软件的失效，来降低成本，提高效率。测试技术的使用，加速了软件系统的失效过程，利用测试阶段的失效数据来预测运行阶段失效强度，会对运行阶段失效强度的估计较悲观，造成累积失效数m(T)的估计比实际情况中的大，进而影响软件维护成本。

发明内容