一种基于形式化程度的领域软件可信性评估方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及软件可信性评估的方法，尤指一种通过形式化程度来分析评估领域软 件可信性的方法。
【背景技术】：
[0002] 随着软件技术的快速发展和行业信息化的不断深入，社会对于软件的依赖程度日 益加深，软件在许多领域的生产管理、设备控制、业务协同、流程支持中都扮演着核心的角 色，因此领域软件的可信性也成为人们关注的问题。领域软件的可信性是软件选择和质量 评价的最重要参考因素，开发高质量、高可靠的软件一直是软件工程学科的目标之一，相关 理论和技术研究也直接或间接地提高了软件的可信性，但传统软件工程并没有将软件可信 性作为首要研究目标，随着软件可信性问题的凸显，人们也越来越重视软件的可信性研究。 [0003]目前许多国家、科研机构和企业针对软件可信问题提出了相关研究计划，我国也 非常重视可信软件技术的研究，在"国家中长期科技规划纲要"中将发展可信网络和高效能 可信计算机列为优先发展主题，同时将可信软件技术研究列入包括国家自然科学基金、973 和863计划在内的国家重大研究计划。通过对国内外可信软件技术研究现状的分析，可信 软件研究及未来发展趋势主要包括三个方面：（1)可信度量理论及构造方法的综合性和多 样性，基于形式化方法研究可信软件的分析与建模、构造与验证等基础理论和技术；(2)针 对领域软件可信性问题进行基础研究，建立可信证据获取与度量、可信性分析与评估的技 术体系；(3)基于现有可信软件技术的基础，研究网络的大型应用软件开发工具和运行支 撑平台及环境。
[0004] 目前相关研究主要关注软件生命周期中某个阶段或者特定类型、特定应用的软 件，对领域软件可信性研究的关注程度不够，缺乏将领域特性和形式化方法引入领域软件 可信性评估中各个阶段的系统有效和具有较好可操作性的方法。针对这些问题，本发明提 出一种基于形式化程度的领域软件可信性评估方法
【发明内容】
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[0005] 本发明的主要目的在于提供一种基于形式化程度的领域软件可信性评估方法，充 分考虑领域软件的通用属性和领域特性，通过建立属性模型、评估模型和等级模型，并且引 入证据的形式化分析，不仅能够清晰的衡量领域软件的可信性，而且使评估结果具有更高 的可信度，同时，结合评估模型和评估数据能够为瓶颈问题分析及其他后续分析提供更加 有力地支持。
[0006] 本发明的发明目的通过以下技术方案实现：
[0007] -种基于形式化程度的领域软件可信性评估方法，包含以下步骤：
[0008] 步骤（1)建立需要考察的领域软件特性的属性模型；
[0009] 步骤⑵选择与属性相关的证据，自定义运算逻辑，建立评估模型；
[0010] 步骤（3)根据评估需求，基于评估模型，自定义映射条件，建立可信等级模型；
[0011] 步骤（4)对选择的领域软件证据进行形式化分析，基于评估模型度量软件的形式 化程度，通过与等级模型的匹配和映射，对领域软件的可信性进行评价。
[0012] 依据上述特征，所述的属性模型具有层次结构，包括通用特性、领域特性和应用特 性三个方面，每个方面可划分为多个层次的属性组，属性组中包含相关的具体属性目标。
[0013] 依据上述特征，所述的评估模型为自定义的树形结构模型，模型的非叶节点定义 了各分支的组合运算，叶节点则定义了相关证据的组合运算，各节点能够根据定义的运算 逻辑计算出评分。
[0014] 依据上述特征，所述的等级模型是基于评估模型自定义的，模型中包含描述软件 可信程度的多个有序等级，每个等级对应多个映射条件，通过与映射条件的匹配确定领域 软件的可信等级。
[0015] 依据上述特征，所述步骤（4)具体包含以下步骤：
[0016] 步骤（4. 1)将基于属性模型选择的评估证据进行分组和预处理，证据分为功能描 述、评价描述、条件描述三种类型，对证据进行形式化分析之前的预处理；
[0017] 步骤（4. 2)根据证据的不同类型分别进行形式化分析，针对每个证据产生一个量 化的评分，评分的高低表明了证据的形式化程度；
[0018] 步骤（4.3)基于已经建立的评估模型，最底层的与属性目标相关的证据已经赋 值，自底向上根据自定义的运算逻辑逐层计算评分；
[0019] 步骤（4.4)基于等级模型，通过将已赋值的评估模型实例与映射条件进行匹配， 能够确定领域软件对应的可信等级；
[0020] 步骤（4. 5)生成领域软件可信性评估报告，报告中给出软件的可信等级并结合评 估数据指出制约软件可信性的瓶颈问题。
[0021] 有益效果：本发明充分考虑了领域软件的通用属性和领域特性，将形式化程度的 分析引入到领域软件的可信性评估中，使评估结果具有更高的可信度，同时，通过建立属性 模型、评估模型和等级模型，能够为领域软件可信性分析及后续研究提供更加有力的支持。
【附图说明】：
[0022] 图1为本发明中领域软件可信性评估过程示意图
[0023] 图2为本发明中属性模型、评估模型、等级模型关系图
[0024] 图3为本发明中领域软件证据的形式化度量方法示意图
【具体实施方式】：
[0025] 下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0026] 如图1所示，描述了本发明提出的领域软件可信性评估方法的过程示意图，其中 实线箭头方向表示实现评估方法的流程，虚线箭头表示评估数据的流动方向，本发明提出 的评估方法的具体实施步骤如下：
[0027] (1)建立属性模型
[0028] 属性模型中包含了对领域软件可信性评估所有需要考察的特性，模型按照层次结 构进行组织，如图2所示，评估属性分为通用特性、领域特性和应用特性三个方面，通用特 性主要指软件可信性评估中一般都需要考察的特性，如：可用性、可靠性、安全性、可维护性 等一般的属性，领域特性主要指软件可信性评估中需要考察的与领域相关的特性，如：领域 知识的支持程度、领域标准的支持程度、领域编码的支持程度等领域属性，应用特性主要指 软件可信性评估中需要考察的与具体应用相关的特性，如：应用单位的规章制度、具体的业 务流程、评估的成本、技术条件等应用属性。通用特性、领域特性和应用特性三个方面下面 又可以建立多个属性分组及子分组，每个组里可以包含多个具体的属性目标。属性目标是 具体的可以考察的指标，所有与属性目标相关的证据就是评估中需要使用的证据，可能存 在多个证据对一个属性目标有影响的情况，因此需要对多个证据进行度量，然后再确定这 个属性目标的评分。
[0029] (2)建立评估模型
[0030] 评估模型为自定义的树形结构模型，如图2所示，基于属性模型及相关的证据，根 据评估需求自定义运算逻辑及权重，能够建立评估模型，模型的非叶节点定义了各分支的 组合运算，叶节点则定义了相关证据的组合运算，各节点能够根据定义的运算逻辑和分支 的值计算出评分。
[0031] (3)建立等级模型
[0032] 基于评估模型能够建立等级模型，如图2所示，模型中包含了描述领域软件可信 程度的多个有序等级，每个等级对应不同可信程度，每个等级包含了多个映射条件，这些 条件是对评估模型中各种评估信息的限制，通过与映射条件的匹配能够确定软件的可信等 级，从而明确软件的可信程度。
[0033] (4)证据的形式化度量
[0034] 对评估中使用的所有证据进行采集，这些证据分布于领域软件的整个生命周期 中，证据分为功能描述、条件描述、评价描述三种类型分别进行形式化的度量，如图3所示， 功能描述证据中包含了对软件功能的需求，是最重要的一类证据，采用形式化工具进行转 换，按照描述层、特性层、模型层、实现层、评价层逐次转化，根据形式化的层次进行度量，产 生相应量化的评分，条件描述证据包含了对于软件的各种限制，如：软件应具备的主要功 能、需采用的数据结构、是否支持并发、具体的编程语言等，根据对这些条件的符合程度，产 生相应量化的评分，评价描述证据主要包括用户对软件的反馈、测试报告等各种评价性的 证据，这里定义相应的分析模板，对证据进行评价要