Page 181 - 《软件学报》2020年第9期

软件学报 ISSN 1000-9825, CODEN RUXUEW E-mail: jos@iscas.ac.cn
Journal of Software,2020,31(9):2802−2825 [doi: 10.13328/j.cnki.jos.006085] http://www.jos.org.cn
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可靠性模型中故障检测率研究述评

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张 策 , 刘宏伟 , 白 睿 , 王瞰宇 , 王金勇 , 吕为工 , 孟凡超 1
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(哈尔滨工业大学(威海) 计算机科学与技术学院,山东 威海 264209)
2 (哈尔滨工业大学 计算机科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150001)
3 (山西大学 软件学院,山西 太原 030006)
通讯作者: 张策, E-mail: zhangce@hitwh.edu.cn

摘 要: 故障检测率 FDR(fault detection rate)是可靠性研究的关键要素,对于测试环境构建、故障检测效率提
升、可靠性建模和可靠性增长具有重要作用,对于提高系统可靠性与确定发布时间具有重要现实意义.首先,对基于
NHPP(non-homogeneous poisson process,非齐次泊松过程)类的软件可靠性增长模型 SRGM(software reliability
growth mode)进行概述,给出了建模本质、功用与流程.基于此,引出可靠性建模与研究中的关键参数——FDR,给出
定义,对测试环境描述能力进行分析,展示不同模型的差异.着重剖析了 FDR 与失效强度、冒险率(风险率)的区别,
得出三者之间的关联性表述.全面梳理了 FDR 的大类模型,分别从测试覆盖函数视角、直接设定角度、测试工作量
函数参与构成方式这 3 个方面进行剖析,继而提出统一的 FDR 相关的可靠性模型.考虑到对真实测试环境描述能力
的需要,建立不完美排错框架模型,衍生出不完美排错下多个不同 FDR 参与的可靠性增长模型.进一步,在 12 个真实
描述应用场景与公开发表的失效数据集上进行实验,验证不同 FDR 模型相关的可靠性模型效用,对差异性进行分析
与讨论.结果表明,FDR 模型自身的性能可以支撑可靠性模型性能的提升.最后,指出了未来研究趋势和需要解决的
问题.
关键词: 可靠性;故障检测率;测试覆盖率;不完美排错;效用分析
中图法分类号: TP311

中文引用格式: 张策,刘宏伟,白睿,王瞰宇,王金勇,吕为工,孟凡超.可靠性模型中故障检测率研究述评.软件学报,2020,31(9):
2802−2825. http://www.jos.org.cn/1000-9825/6085.htm
英文引用格式: Zhang C, Liu HW, Bai R, Wang KY, Wang JY, Lv WG, Meng FC. Review on fault detection rate in reliability
model. Ruan Jian Xue Bao/Journal of Software, 2020,31(9):2802−2825 (in Chinese). http:// www.jos.org.cn/1000-9825/6085.htm

Review on Fault Detection Rate in Reliability Model

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ZHANG Ce , LIU Hong-Wei , BAI Rui , WANG Kan-Yu , WANG Jin-Yong , LÜ Wei-Gong ,
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MENG Fan-Chao
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(School of Computer Science and Technology, Harbin Institute of Technology (Weihai), Weihai 264209, China)
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(School of Computer Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)
3
(School of Software Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China)

∗ 基金项目: 国家科技支撑计划(2014BAF07B02); 国家自然科学基金(61473097); 山东省重点研发计划(GG201703130116,
GG201703040002); 威海市科技发展计划(ITEAZMZ001807); 山西省基础研究计划(201801D121120)
Foundation item: National Science and Technology Support Program (2014BAF07B02); National Natural Science Foundation of
China (61473097); Key R&D Program Project in Shandong Province (GG201703130116, GG201703040002); Weihai Science and
Technology Development Plan Project (ITEAZMZ001807); Basic research plan of Shanxi Province (201801D121120)
收稿时间: 2019-10-05; 修改时间: 2020-02-07, 2020-04-12; 采用时间: 2020-05-18; jos 在线出版时间: 2020-05-26