软件可靠性测试及评估平台的设计与实现软件可靠性测试及评估平台的设计与实现
设计并实现了软件可靠性测试与评估平台，支持软件可靠性测试用例自动生成，便于可靠性数据收集以及软件
可靠性评估和预测，解决了软件可靠性测试难以有效开展的问题。通过与SMERFS预测结果对比，表明本平台
对软件可靠性测试与评价具有较强的实用性。
摘摘 要要： 设计并实现了
关键词关键词： 软件可靠性测试；
随着软件核心地位日益突出，软件越来越影响着整个系统装备的可用性，软件失效造成的故障已成为新的焦点，软件的质
量和可靠性已成为制约装备质量和性能的瓶颈。软件可靠性是指软件在规定的条件和时间内正确完成规定功能的能力。开展软
件可靠性的测试和评估工作对于提高武器装备的软件质量具有重大意义。软件可靠性的度量和预测一般是通过软件可靠性模型
来进行的，软件可靠性模型的应用又是一个很复杂的过程，如果完全用手工来实现这一过程要花费大量的人力物力，还不能保
证准确性。我国软件可靠性测试和评价工作仍处于起步阶段，参考文献[1]、[2]主要分析了关于软件可靠性测试的研究，大多
数还停留在理论上，与国际先进水平相比，还存在很大的差距，因此，迫切需要一个集成的工具来辅助软件可靠性测试和可靠
性模型的应用。
为此，本文分析了软件可靠性测试技术，设计并实现了软件可靠性测试和评估平台，通过基于UML顺序图的软件可靠性
测试用例生成技术生成测试用例，在执行过程中自动收集软件可靠性数据，结合软件可靠性模型进行评估，并通过将评估结果
与SMERFS工具相对照，证明了该平台的有效性，最终为软件可靠性测试、评价提供了相应的手段。
1 总体架构总体架构
建立软件可靠性测试与评估平台，首先要了解软件可靠性测试的涵义、测试方法和测试过程等，而进行软件可靠性评估则
需选取合适的可靠性指标体系和评估模型。
软件可靠性测试是指在软件的预期使用环境中，为进行软件可靠性评价而对软件实施的一种测试。参考文献[3]指出：为
了满足用户对软件的可靠性要求、评价软件可靠性水平及验证软件产品是否达到可靠性要求，开展软件可靠性测试是一个比较
有效的方法。
当前软件可靠性测试方法主要有两种。（1）基于应用场景模型的统计测试方法，其通过定义系统所有的典型应用场景及
其发生的概率，然后由该模型生成测试用例；（2）基于操作剖面的可靠性测试方法，其建立由操作集合和所对应的概率组成
的操作剖面。由于在目前装备软件开发过程中大量使用Rational Rhapsody进行软件需求建模和软件设计建模，而且使用UML
模型比采用软件运行剖面更容易获得。Musa指出，开发一个由任务操作集合和任务操作所对应的概率组成的运行剖面在实际
测试工作中不现实。而使用软件应用场景模型来建立系统的测试模型，可较容易确定软件所处的状态和该状态可能出现的输
入，通过提取等价的输入序列，可容易归纳出系统中有限的输入组合[4]。统计测试被称为最成功的基于模型的软件测试[5]。
本文采用了基于扩展的UML顺序图的应用场景模型测试方法进行可靠性测试。
软件可靠性测试与评估的一般过程主要包括：构造测试模型、选取测试用例、测试运行、可靠性测试执行、可靠性故障数
据收集、软件可靠性评估与可靠性增长测试等。
软件可靠性测试和评价工作需要根据可靠性指标体系选取合适的软件可靠性参数，业界提出的较常用的软件可靠性参数主
要包括：估计潜在的缺陷密度、已发现的失效密度、已发现的缺陷密度、平均失效时间（MTBF）、测试覆盖率、防止失效能
力、防止不正确操作能力、特定时间可用性、平均恢复时间及可恢复能力等。
软件可靠性测试和评估平台由软件可靠性测试控制台和软件可靠性测试运行支撑环境组成[6]，如图1所示。
其中，软件可靠性测试控制台主要提供软件可靠性使用模型建模，基于UML顺序图的可靠性测试用例生成，在根据测试
用例生成测试脚本后，由集成的可靠性测试流程协同服务驱动下发给框架代理执行引擎执行，在可靠性测试用例执行过程中，
部署在可靠性测试支撑环境中的代理会自动对测试执行结果进行数据收集工作。测试用例执行完毕后对所收集的软件可靠性数
据进行可靠性评估，目前该框架支撑5种类型的软件可靠性评估模型。另外，测试控制台提供了软件失效数据库和可靠性模型
参数库的功能。
软件可靠性测试运行支撑环境主要通过代理（Agent）集合实现在不同的运行平台（Windows、UNIX和Linux）对可靠性
测试用例脚本的执行。
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