一种可靠性分析系统的制作方法
【专利说明】
[0001]【技术领域】
本发明涉及一种可靠性分析系统，属于计算机软件设计技术领域。
[0002]【【背景技术】】
过程是当前的一个流行词汇，它是一种思维方式，很多技术都是基于此思维方式，它反映出任务在实施过程中的资源分布、参与者的协同以及其他的过程要素。过程理论的基本内容是:实现某特定目标的过程是已定义的构建模型；质量、成本、进度的控制通过对整个过程的管理实现;过程可以也必须不断改进或优化。现代质量工程学曾专门指出，产品质量的改进来自于对产品生产过程的改进，而非仅仅是测试和校验。
[0003]计算机软件运行过程是一种特殊的过程，随着信息化技术对各行各业的渗透，各行各业对计算机软件的依赖性越来越大，软件运行过程的故障给社会带来的影响也越来越严重。在一些重要领域中，一旦软件运行过程发生故障，终止运行来进行维护是不现实的，尤其是一些安全苛求的系统，因此，软件运行过程的故障可能导致不可挽回的重大损失。然而计算机软件总是存在各种各样的缺陷和漏洞，任何机构和个人都无法确保软件运行过程一定没有问题，因此，软件运行过程的可靠性已经成为当前软件工程设计的关键需求。
[0004]随着各行各业对可靠性要求的提高，可靠性分析技术已经渗透到我们工作和生活的方方面面，相关的可靠性分析技术被用来提高系统的可靠性。利用可靠性的工程技术手段能够快速、准确地确定系统或过程的薄弱环节，并给出改进措施和改进后对系统或过程可靠性的影响。因此，如何将可靠性分析技术应用于安全苛求系统，在系统运行前发现潜在的故障及其原因，从而避免事故的发生已经成为国内外共同关注的研究课题之一。然而，我国目前基本上仅将可靠性分析技术应用于系统的可靠性设计分析，很少用于过程的可靠性分析，导致过程可靠性存在明显缺陷:(I)过程的早期设计缺乏可靠性设计；(2)依靠预计而不是进行系统有效的可靠性技术分析；(3)对过程进行的可靠性分析多数为工程师依据经验及对过程理解的基础上进行的手工分析，局限性较大。
[0005]【
【发明内容】
】
本发明的目的在于:针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种可靠性分析系统，该系统可以对软件进行可靠性分析，从而提高软件的安全性、鲁棒性和可靠性。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
本发明所述的一种可靠性分析系统，其特征在于:包括外部客户端、接口服务器、模型创建服务器、分析服务器和改进服务器，外部客户端和接口服务器通过网络相连，接口服务器分别和其他三个服务器相连，模型创建服务器和分析服务器相连，分析服务器和改进服务器相连，其中
所述的接口服务器从所述外部客户端接收软件代码以及可靠性级别N，并向后台的其余3个服务器发出消息，指示其对软件的运行过程进行可靠性分析，最后将分析结果返回给外部客户端；
所述的模型创建服务器从接口服务器接收软件代码，并使用Little-JIL语言为该软件的运行过程构建模型，在所述Little-JIL语言构建的模型中，用步骤描述软件的函数，用参数描述所述函数的输入或输出参数，用参数绑定和通道绑定来描述所述函数间的参数传递，用资源描述软件的数据资源和主体；
所述分析服务器使用FMEA方法分析所述模型，并将分析结果自动构建成影响树，所述分析服务器中还具有一个可靠影响树数据库，对于每一个可靠性级别，该数据库中保存了多个已知的满足该可靠性级别的可靠影响树，当所述分析服务器构造出所述影响树后，根据从接口服务器获取的软件可靠性级别查询该数据库，获取该数据库中满足该可靠性级别的所有可靠影响树，检测获取的每一个可靠影响树是否构成从模型构造出的影响树的子树，如果构成子树，则将影响树中的该子树简化成一个叶节点，然后再使用FTA方法根据简化后的影响树自动构建故障树，将故障模式作为故障树的顶事件；
所述改进服务器从接口服务器接收软件可靠性级别N，并从分析服务器接收构建的故障树，所述改进服务器从故障树中找出所有元素数目小于等于N的最小割集，对于每一个元素数目小于等于N的最小割集，改进服务器在其对应的故障树中加入一个或多个可靠性步骤。
[0007]在本发明中:所述的分析服务器通过构建影响树和故障树来对可靠性进行分析，分析如下:
(1)、影响树的第一层结点为模型的各个步骤，可以从模型中自动获得；
(2)、第二层结点对应各个步骤中潜在的故障模式，为每个函数即相应Little-JIL步骤定义与工件错误相关的故障模式，分为以下两种类型:
故障模式类型1: Artifact p to Step S is wrong, (p为步骤S的任一输入参数)； 故障模式类型2: Artifact p from Step S is wrong，(p为步骤S的任一输出参数)；
另外，步骤S接口中申明的输入/输出参数，既被当作输入参数，同时也被当作输出参数，亦即每个输入/输出参数分别对应两个故障模式，通过遍历模型中所有步骤对应的接口可以得到所有的参数，即可自动生成模型各个步骤中潜在的故障模式；
(3)、第三层结点为各个故障模式对应的直接影响；
(4)、第三层以下每层结点均为其上层结点的直接影响，需要构建故障模式的影响。
[0008]在本发明中:所述改进服务器中的可靠性步骤满足下述两个条件:
(I )、每个可靠性步骤的功能都是检测相应故障树位置的参数是否正确；
(2)、所述可靠性步骤的加入使得相应故障树的最小割集的元素数目大于N。
[0009]在本发明中:所述分析服务器使用FTA的推导算法通过追溯模型对应的工件流图和控制流图为故障模式事件自动构建相应故障树，并根据Little-JIL语义规则抽取所述模型对应的数据依赖关系图，对于任一故障模式，遍历数据依赖关系图得出该故障模式中的错误参数可能传播的所有路径及所有可能到达的模型中其他步骤的参数，并将其定义为该故障模式的影响。
[0010]采用上述方法后，本发明有益效果为:本发明通过可靠性分析系统，可以对软件进行可靠性分析，从而提高软件的安全性、鲁棒性和可靠性。
[0011]【【附图说明】】
此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中: 图1是本发明的系统结构示意图。
[0012]【【具体实施方式】】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0013]如图1所示，一种可靠性分析系统，包括外部客户端、接口服务器、模型创建服务器、分析服务器和改进服务器，外部客户端和接口服务器通过网络相连，接口服务器分别和其他三个服务器相连，模型创建服务器和分析服务器相连，分析服务器和改进服务器相连，整个系统的运作过程如下:
(1)接口服务器接收客户端传送的软件代码和可靠性级别N;
(2)接口服务器将软件代码发送给模型创建服务器，模型创建服务器为该软件创建相应的模型，并将模型发送给分析服务器；
(3)分析服务器为该模型创建影响树，再根据影响树创建故障树，将故障树发送给改进服务器；
(4)改进服务器从接口服务器接收可靠性级别N，根据故障树和可靠性级别N，计算出需要加入的可靠性步骤，然后将所有需要加入的可靠性步骤发送给接口服务器，接口服务器再将所述可靠性步骤返回给客户端。
[0014]在具体实施中，接口服务器是整个系统与外界的接口，其接收外部客户端提交的软件代码以及可靠性要求，根据该软件代码和可靠性要求，接口服务器向后台的其余3个服务器发出消息，指示其对软件的运行过程进行可靠性分析，最后接口服务器将分析结果返回给客户端，所述可靠性要求可以是用户要求的可靠性级别，可靠性级别越高，则对软件运行过程要求的可靠性越高。
[0015]模型创建服务器，为了对软件代码的运行过程进行可靠性分析，第一步需要建立一个软件代码运行过程的模型，本发明采用Little-JIL语言构建过程模型，Little-JIL语言是一种主体协作、可执行且具有正式且图形化语法和严密语