Модели надежности и планирования испытаний программных средств

• Автор: Тырва, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Объект, цель, задачи исследования

1.1. Описание объекта исследования

1.2. Требования к ПС

1.3. Выбор и обоснование показателей надежности ПС

1.4. Программные метрики сложности

1.5. Обзор моделей надежности ПС

1.6. Постановка задачи исследования

1.7. Выводы по разделу

2. Модели надежности программных средств на основе распределений фазового типа

2.1. Экспоненциальная модель надежности ПС
2.2. Метод Кокса для представления немарковских распределений
2.3. Модели надежности ПС с неэкспоненциальным временем
обнаружения программных ошибок
2.4. Модели надежности ПС с неэкспоненциальным временем устранения программных ошибок
2.5. Общая модель надежности ПС
2.6. Выводы по разделу
3. Планирование испытаний программных средств
3.1. Моделирование надежности ПС при использовании различных
стратегий испытаний
3.2. Метод планирования испытаний многомодульных программных
средств

3.3. Выводы по разделу
4. Программная реализация и оценка достоверности разработанных моделей
4.1. Описание программной реализации
4.2. Методика задания исходных данных
4.3. Оценка достоверности результатов
4.4. Выводы по разделу
5. Практическое применение результатов исследований
5.1. Объекты внедрения
5.2. Результаты моделирования надежности ПС
5.3. Сравнение стратегий испытаний ПС
5.4. Оценка эффективности
5.5. Выводы по разделу
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1 Исходные тексты основных функций комплекса программ расчета надежности и планирования испытаний программных средств

Введение
Развитие предприятий любой отрасли экономики невозможно без внедрения современных информационных технологий и программных средств (ПС). На железнодорожном транспорте используется широкий набор сложного специализированного программного обеспечения, участвующего в управлении технологическими процессами. Вопрос обеспечения качества таких программных средств имеет важное значение. Очевидно, что в таких отраслях, как железнодорожный транспорт, где необходимо обеспечивать безопасность перевозок, к качеству ПС должны предъявляться самые высокие требования. Для обеспечения этих требований должны применяться специальные процедуры повышения качества при производстве, сертификации и эксплуатации ПС.
Качество ПС — сложное многостороннее понятие, надежность — одна из составляющих, важнейшая для ПС, эксплуатируемых на железнодорожном транспорте и производстве, связанном с безопасностью людей. Очевидно, что отказы таких ПС, как, например, систем управления процессом перевозок, могут приводить к значительным экономическим убыткам и человеческим жертвам. Поэтому задача обеспечения высокой надежности таких ПС является важной.
Одним из действенных средств, направленным на повышение надежности ПС, является их сертификация. Сертификация ПС по требованиям качества проводится в Системе добровольной сертификации на железнодорожном транспорте Российской Федерации. Основными нормативными документами, содержащими требования к качеству (и надежности) ПС и используемыми при сертификации, являются следующие стандарты: ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93, ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99, ряд ГОСТ ЕСПД, регламентирующих оформление и содержание программных документов.
Задача оценивания надежности ПС является актуальной и важной не только при испытаниях готовых продуктов для определения их пригодности,

момента. Число устраненных ошибок п за время отладки т определяется следующим образом:
где N - общее число программных ошибок;
Мо - общее число ошибок, которые могут проявиться при отладке;
Т0 - средняя наработка на отказ в начале отладки;
С- коэффициент сжатия тестов.
В модели Литтлвуда [27, 66, 93] интенсивность отказов является условной случайной величиной. Интенсивность может описываться различными распределениями, среди которых выбирается то, которое обеспечивает лучшее приближение к исходным данным. Параметры распределения зависят от номера ошибки. Случайность интенсивностей обуславливается неидеальностью отладки, то есть при устранении ошибки возможно внесение новых.
Кроме приведенных, широко известны и другие экспоненциальные модели, а также модели, использующие для описания интервалов между обнаружением ошибок более общие законы распределения: Вейбулла, гамма и другие (см. [27, 93]).
Моделирование надежности ПС также производится с использованием средств искусственного интеллекта. Модель на основе иерархической смеси нейронной сетью результатов моделирования надежности ПС с использованием моделей Гоул-Окумото, Эрланга и др. предложена в [16, 25]. Модель надежности на основе нейронной сети предложена в [10], согласно этой же статьи предложенная модель превосходит классические по точности прогноза. Однако при ее использовании возникают трудности с обоснованием архитектуры, а также возможна проблема переобучения нейросети. Модель с использованием нечеткой нейронной сети для раннего предсказания качества ПС (надежности, сопровождаемости и
(1.5.9)