趙森嚴(yán)，夏 琦

一種基于置信度的軟件構(gòu)件可信性度量模型

*趙森嚴(yán)，夏 琦

(安徽工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽，蕪湖 241000)

軟件構(gòu)件在測(cè)試過(guò)程中存在空間局限性以及測(cè)試環(huán)境的單一性，需要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)來(lái)對(duì)構(gòu)件的可信性進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)引入置信度的模型對(duì)構(gòu)件的可信度進(jìn)行評(píng)價(jià)，給出一個(gè)構(gòu)件可信的度量模型。在度量模型中采用三角模糊數(shù)層次分析法確定運(yùn)行狀態(tài)對(duì)置信度的影響權(quán)重。仿真結(jié)果表明，該模型能夠有效地度量構(gòu)件的可信度。

軟件構(gòu)件；置信度；可信度量；三角模糊數(shù)層次分析法

0 引言

隨著構(gòu)件技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的系統(tǒng)利用構(gòu)件來(lái)開(kāi)發(fā)大型復(fù)雜的軟件系統(tǒng)[1]。構(gòu)件作為組裝軟件系統(tǒng)的主要組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響軟件系統(tǒng)的可信性，所以有學(xué)者提出可信構(gòu)件[2]的概念?？尚艠?gòu)件是一種軟件重用元素，執(zhí)行指定的操作處理并且屬性具備質(zhì)量的保證[2]。在可信構(gòu)件的概念中，可信包含了功能性、可靠性、易用性、維護(hù)性、可移植性、可復(fù)用性等所有的質(zhì)量屬性。那么，如何通過(guò)度量一個(gè)構(gòu)件可信性以評(píng)價(jià)構(gòu)件質(zhì)量屬性就有著重要的意義。

目前，已有學(xué)者對(duì)構(gòu)件可信性的度量進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[3]通過(guò)建立度量模型來(lái)研究構(gòu)件的可信性，但是沒(méi)有給出可信的量化方法。文獻(xiàn)[4]提出了基于要素-準(zhǔn)則-度量模型的REBOOT方法。文獻(xiàn)[5]給出了一種基于軟件復(fù)用特性的度量方法。文獻(xiàn)[6]提出了一種以預(yù)防為主的過(guò)程管理思想以提高軟件構(gòu)件的可信度。但上述文獻(xiàn)都沒(méi)有考慮測(cè)試過(guò)程中的空間局限性以及測(cè)試環(huán)境的單一性。因此，研究如何根據(jù)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的表現(xiàn)來(lái)對(duì)軟件構(gòu)件進(jìn)行度量有著重要的意義

本文首先給出了軟件構(gòu)件可信性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，然后提出了一種基于置信度的可信度量模型，根據(jù)軟件在運(yùn)行過(guò)程的表現(xiàn)來(lái)重新度量構(gòu)件的置信度，通過(guò)三角模糊層次分析法來(lái)確定一次運(yùn)行結(jié)果對(duì)置信度的影響權(quán)重，最后，通過(guò)實(shí)例對(duì)模型進(jìn)行仿真說(shuō)明。

1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 置信度評(píng)價(jià)模型

構(gòu)件由構(gòu)件庫(kù)選取組裝成系統(tǒng)后，在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)行，由于實(shí)際環(huán)境具有很強(qiáng)動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性，因此對(duì)構(gòu)件在實(shí)際環(huán)境中運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理評(píng)估能夠有效的檢驗(yàn)構(gòu)件的可信度。實(shí)際運(yùn)行中，我們認(rèn)為若構(gòu)件此次運(yùn)行成功，那么其可信值應(yīng)當(dāng)提高，若運(yùn)行失敗，則可信值應(yīng)當(dāng)降低。因此，本文提出如下給予置信度的迭代計(jì)算模型：

根據(jù)上述置信度計(jì)算模型從而得出如圖1所示的置信度評(píng)價(jià)模型，通過(guò)系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的運(yùn)行日志，計(jì)算構(gòu)件的置信度并與構(gòu)件庫(kù)中能夠?qū)崿F(xiàn)相同功能的構(gòu)件進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果反饋到構(gòu)件庫(kù)中，進(jìn)而選取置信度更高的構(gòu)件對(duì)系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行更換，能夠有效的提高系統(tǒng)的可信度。

圖1 置信度評(píng)價(jià)模型

3 仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

本文使用上述模型對(duì)Web服務(wù)組件進(jìn)行可信度的度量實(shí)驗(yàn)。如圖2所示為Web服務(wù)組件結(jié)構(gòu)圖，根據(jù)系統(tǒng)要求，CAR組件滿足一般可信的要求，即其置信度為0.9；CGI主程序滿足非?？尚诺囊螅雌渲眯哦葹?.95；客戶端滿足臨界可信的要求，即置信度為0.8。

圖2 Web服務(wù)組件結(jié)構(gòu)圖

3.1 Web服務(wù)組件系統(tǒng)權(quán)重的確定

3.2 Matlab的仿真實(shí)驗(yàn)

本文使用Matlab對(duì)Web服務(wù)組件調(diào)用300次的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行迭代計(jì)算，通過(guò)對(duì)置信度值計(jì)算反映Web服務(wù)組件在運(yùn)行過(guò)程中可信度的變化，能夠真實(shí)反映出系統(tǒng)各組件能否在動(dòng)態(tài)變化的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中保持高可信的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)行。圖3(a)、(b)、(c)分別表示CAR組件、CGI組件、客戶端在調(diào)用過(guò)程中置信度值的變化。圖中由置信度高變化為置信度低的拐點(diǎn)表明該次調(diào)用構(gòu)件失敗，置信度降低。圖3(a)表示CAR組件在300次調(diào)用中出現(xiàn)了18次調(diào)用失敗，并且在大部分調(diào)用過(guò)程中構(gòu)件的置信度小于0.9，因此需要在構(gòu)件庫(kù)中選取功能相同且置信度更高的構(gòu)件對(duì)其進(jìn)行更換。圖3(b)表示CGI組件在300次調(diào)用中出現(xiàn)了7次調(diào)用失敗，且在大部分的調(diào)用過(guò)程中構(gòu)件的置信度大于0.95，此類(lèi)構(gòu)件屬于高可信構(gòu)件并滿足系統(tǒng)要求。圖3(c)表示客戶端在300次調(diào)用出現(xiàn)18次調(diào)用失敗，但由于客戶端僅需滿足臨界可信的要求，因此，在大部分調(diào)用中構(gòu)件的置信度大于0.8，對(duì)于出現(xiàn)調(diào)用失敗的情形，客戶只需重啟客戶端的瀏覽器就可以重新進(jìn)行調(diào)用。

(a) CAR組件置信度變化圖 (b) CGI組件置信度變化圖 (c) 客戶端置信度變化圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本文工作著眼于測(cè)試環(huán)境無(wú)法準(zhǔn)確的反映構(gòu)件組合系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中的可信性，提出了一種基于置信度的可信性度量模型，以構(gòu)件在實(shí)際運(yùn)行中的表現(xiàn)為根據(jù)，動(dòng)態(tài)的計(jì)算構(gòu)件的置信度以對(duì)軟件可信性進(jìn)行度量，為軟件構(gòu)件的組裝過(guò)程提供了一定的參考。本文所提出方法的優(yōu)越性在于通過(guò)構(gòu)件在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中的運(yùn)行表現(xiàn)來(lái)對(duì)構(gòu)件的可信進(jìn)行度量，從而保證度量的是構(gòu)件運(yùn)行的真實(shí)能力，能夠有效的消除測(cè)試環(huán)境的單一性和空間局限性對(duì)構(gòu)件可信度量值的影響，并且與其他度量方法相比算法復(fù)雜度較低。下一步工作將考慮針對(duì)構(gòu)件可信性的不同屬性，采取更加精化的度量方法。

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A MEASURE MODEL OF SOFTWARE COMPONENT RELIABILITY BASED ON CREDIBILITY

*ZHAO Sen-yan, XIA Qi

（School of Computer and Information, Anhui Polytechnic University, Wuhu，Anhui 241000, China）

During testing procedure of software construction, there are the space locality and the monotony of test environment, which is needed to evaluate component credibility according to the status of system operating. We propose the measure model of the component credibility to evaluate the component credibility. Adopting the method of triangle fuzzy analytic hierarchy, we can determine the running status for the affect weight of credibility.The simulation results show that this model can measure component credibility effectively.

software component; credibility; trusted measurement; triangle fuzzy analytic hierarchy

TP311.5

A

10.3969/j.issn.1674-8085.2013.04.013

1674-8085(2013)04-0064-03

2012-12-12；

2013-05-18

*趙森嚴(yán)(1983-），男，安徽馬鞍山人，助教，碩士，主要從事軟件理論，網(wǎng)絡(luò)安全研究(E-mail:zsy19831104@163.com);

夏 琦(1988-），男，安徽馬鞍山人，碩士生，主要從事軟件工程研究(E-mail:xiaqitc@126.com).