基于可信属性的航天系统关键软件评价方法
【专利摘要】基于可信属性的航天系统关键软件评价方法，本方法通过建立不同层次、不同阶段的软件可信属性度量五边形，实现对软件可信属性的度量，然后由度量五边形构建度量驱动链，度量驱动链构建度量雷达图，度量雷达图综合反映了软件的可信程度，最后通过计算并比较雷达图中可信属性度量值连接的多边形的面积和可信属性要求值连接的多边形面积，评价软件能否用于航天关键系统中。本发明以航天软件中主要涉及的软件可信属性为度量基础，为全面度量航天软件的可信性提供了一种参考方法，可以作为软件能否使用于航天关键系统中的评价方法。
【专利说明】基于可信属性的航天系统关键软件评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可信性的度量方法，特别是一种基于可信属性的航天系统关键软 件评价方法。
【背景技术】
[0002] 软件可信性是指软件系统的运行行为及其结果总是符合人们的预期，在受到干扰 时仍能够提供连续服务的能力。在航空航天、军事应用等领域，提高软件可信性是保障关键 任务成功完成的重要方法，而软件可信性的度量是验证软件是否可信的必要手段。
[0003] 现阶段对软件可信性度量的方法主要有三类：第一类是基于测试数据的软件可 信性度量，如北京航空航天大学的200910082587. 4号专利"一种面向测试过程的软件可 信性度量与评估方法"、天津大学的201010164611. 1号专利"基于软件缺陷的软件可信性 定量评估方法"，这类方法主要针对软件测试过程中的产品缺陷进行度量分析，难以从管理 过程、用户、产品等多个层次以及设计、实现、测试等多个阶段进行可信性度量，而软件可信 性体现在这些层次和阶段中。第二类是基于证据的软件可信性评估，如合肥工业大学的 200910251702. 6号专利"一种基于证据理论的不确定型软件可信性评估方法"、南京航空航 天大学的201010612014. 0号专利"支持定制证据模型与属性模型的软件可信评估实现方 法"，这类方法没有区分可信属性的主、客观差异，比较适用于软件可信性中主观属性的度 量。第三类是基于统计理论的软件可信性度量，如南开大学的201010241546. 8号专利"一 种基于贝叶斯网络的网构软件可信性评估模型"、北京邮电大学的201110061270. 8号专利 "一种基于数据挖掘的软件可信性度量与评估方法"，这类方法只有在统计数据量充足的情 况下才实用。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可以从不同层次、不 同阶段考察软件的可信属性，并可以直观分析度量结果的软件可信性评价方法。
[0005] 本发明的技术解决方案是：基于可信属性的航天系统关键软件评价方法，包括如 下步骤：
[0006] (1)获取软件可信性度量需要的可信属性并分类，所述可信属性包括技术完备性、 可测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性、评审有效性、可用性、可维护性、保密性，并将技 术完备性、可测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性作为客观可信属性，将评审有效性、可 用性、可维护性、保密性作为主观可信属性；
[0007] (2)将技术性能度
【权利要求】
1.基于可信属性的航天系统关键软件评价方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 获取软件可信性度量需要的可信属性并分类，所述可信属性包括技术完备性、可 测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性、评审有效性、可用性、可维护性、保密性，并将技术 完备性、可测性、可靠性、安全性、复杂性、可恢复性作为客观可信属性，将评审有效性、可用 性、可维护性、保密性作为主观可信属性； n(u) rHr) (2) 将技术性能度^ 、模块复用率Q 作为技术完备性的度量元，并计算 n(k) n(m) 技术完备性度量值ei+e2，其中n(u)为满足的功能需求点数，n(k)为总功能点数，n(r)为可 复用部件数目，n(m)为软件的总部件数； η ftr 将传播概率6 =?w1、传染概率ρ_I 、执行概率 七Ar作为 QC.4 - 7 (ΖΛ-+ + = ， 可测性的度量元，计算可测性度量值e3*e4*e5，其中，n为故障经过的语句数，Ii为故障传播 路径上的传染概率，N为所有操作数和操作符的个数,op为操作符的个数,od为操作数的个 数，和分别为操作符和操作数的传染率士为执行路径i的一条边j的访问概率； 将失效强度Q=4?φ(-Λ>作为可靠性的度量元，计算可靠性度量值exp(-e6t)，其 中，t为运行时间，λ^为开始执行的初始失效强度，u为给定时间点上的平均或预期发生的 失效数，#为失效强度延迟参数； 将最小割集％〇·作为安全性的度量元,计算安全性度量值为U气 将结构复杂度('>、数据复杂度e,= ^d......{?)·,?(?)=....雖作为复杂性的度 8. ii n ,/(i)+l 量元，计算复杂性度量值?（e8+e9)，其中，f(i)为软件模块i的扇出，η为软件的模块数，d(i)为模块i的数据复杂度，Vs(i)为模块i的变量数； 将恢复时间目标RTOe1(l、恢复点目标RPO611作为可恢复性的度量元，计算可恢复性度 量值?（e1(l+en);所述度量元是度量和计算可信属性的最小单元； (3) 根据评价等级选择法和各个主观可信属性的度量元，分别确定各个主观可信属性 对应各自度量元的评价等级，将评价等级定量化得到各个主观可信属性的评价等级数值向 量，使用德尔菲法得到各个主观可信属性度量元到评价等级数值向量的模糊矩阵
其中，1?表示某个主观可信属性的第η个度量元对该主观可信属性评价等级集合中第m个评价等级的隶属度； 根据各个主观可信属性的度量元的优先级分别得到各个主观可信属性的度量元的权 重向量W(Wi，W2,W3,，，Wn)，然后分别计算得到各个主观可信属性的模糊评价模型B=W〇R =(bpb2,b3,，，bm)，最后对各个主观可信属性评价等级进行定量化处理，得到评价等级的数倌向景丨，=(1..LK...1 )，按照
计算得到主观可信属性的具体值，其中，η为某个主观可信属性的度量元个数，m为某 个主观可信属性的评价等级集合中评价等级个数； (4) 获取各个可信属性的优先级并根据各个可信属性的优先级构造一条基于各个可信 属性的度量驱动链，然后使用得到的度量驱动链构建成度量雷达图； (5) 计算由各个可信属性度量值连接的多边形的面积SA1，然后以雷达图的中心为圆 心，各个可信属性要求值到圆心的距离为半径，作经过可信属性要求值的切线，得到的各条 切线形成可信属性要求值形成的多边形，计算该多边形的面积SA2,判断SAl与SA2的大 小； (6) 如果SADSA2且各个可信属性度量值均大于对应属性的要求值，则该软件可用于 航天关键系统，否则该软件不可用于航天关键系统中。
【文档编号】G06F11/36GK104461896SQ201410795028
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】高栋栋, 胡智琦, 冀会芳, 朱倩, 程立明, 赵欢, 腾俊元 申请人:北京轩宇信息技术有限公司