高可靠软件的可靠性评估技术
杨彬， 陈丽容 (中国航天科工集团第二研究院706 所，北京100854)
摘要：研究了高可靠软件的可靠性评估技术，给出了失效数据稀少情况下的软件可靠性模型。假设高可靠软件的可靠性测试过程中发生失效是独立同分布的稀有事件，从理论上分析了极值统计理论用于软件可靠性评估的可行性，建立了软件可靠性极值统计模型，讨论了模型的参数估计方法和假设检验方法。
关键词：软件可靠性模型; 高可靠软件; 极值统计; 失效数据
中图法分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1000-7024 (2007) 20-4839-03
Research on software reliability assessment method for highly reliable software
YANG Bin, CHEN Li-rong (Institute 706, Second Academy of China Aerospace Science and Industry Corporation, Beijing 100854, China)
Abstract：A software reliability assessment method for highly reliable software systems is investigated. As highly reliable software system seldom fails, the failures as rare events is considered, so extreme value theory (EVT) is applied to model the failures. Analysis of rare event data using EVT does not require a priori assumptions concerning the distributional form of the data，and thus provides an interesting alternative to traditional approaches. The feasibility of using EVT in software reliability assessment is investigated, and the appropriate statistical methods is proposed.
Key words：software reliability; highly reliable software; statistics of extreme; failure data
0 引言
关于软件可靠性的评估，从1972 年出现第一个软件可靠性的评估模型以来，人们对软件可靠性评估方法和评估模型的研究就没有间断过。人们不断总结已有模型的优点和缺点，并在已有的评估理论的基础上，针对不同软件的特点和性能，不断地提出新的模型和方法。这些可靠性模型和评估方法都是基于系统运行期间的失效分析，事先假定软件可靠性失效数据服从一定的随机分布，并且要求一定量的软件可靠性失效数据。对大型商业系统来说，这些数据量可能还是足够的，但是对高可靠软件来说就往往不能产生符合要求的数据了。这有3 方面的原因：①高可靠软件一般功能比较单一，操作较少；②高可靠软件开发过程中引入了大量软件可靠性分析与设计措施，例如容错、冗余和N-文本编程等；③前期的软件测试比较充分，因此可靠性测试阶段确实很少发生失效。
所以对于高可靠软件，难以决定选择哪个模型更合适，甚至就算选定了某一个模型，由于失效数据的稀少，模型也难以适用[1-2]。
本文分析了极值统计理论用于软件可靠性评估的可行性，建立了软件可靠性极值统计模型，讨论了模型的参数估计方法和假设检验方法，最后通过一个实例说明了该模型的应用。
