趙森嚴，夏 琦

一種基于置信度的軟件構件可信性度量模型

*趙森嚴，夏 琦

(安徽工程大學計算機與信息學院，安徽，蕪湖 241000)

軟件構件在測試過程中存在空間局限性以及測試環(huán)境的單一性，需要根據(jù)系統(tǒng)運行的狀態(tài)來對構件的可信性進行評估。通過引入置信度的模型對構件的可信度進行評價，給出一個構件可信的度量模型。在度量模型中采用三角模糊數(shù)層次分析法確定運行狀態(tài)對置信度的影響權重。仿真結果表明，該模型能夠有效地度量構件的可信度。

軟件構件；置信度；可信度量；三角模糊數(shù)層次分析法

0 引言

隨著構件技術的快速發(fā)展，越來越多的系統(tǒng)利用構件來開發(fā)大型復雜的軟件系統(tǒng)[1]。構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，所以有學者提出可信構件[2]的概念?？尚艠嫾且环N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]。在可信構件的概念中，可信包含了功能性、可靠性、易用性、維護性、可移植性、可復用性等所有的質(zhì)量屬性。那么，如何通過度量一個構件可信性以評價構件質(zhì)量屬性就有著重要的意義。

目前，已有學者對構件可信性的度量進行了研究。文獻[3]通過建立度量模型來研究構件的可信性，但是沒有給出可信的量化方法。文獻[4]提出了基于要素-準則-度量模型的REBOOT方法。文獻[5]給出了一種基于軟件復用特性的度量方法。文獻[6]提出了一種以預防為主的過程管理思想以提高軟件構件的可信度。但上述文獻都沒有考慮測試過程中的空間局限性以及測試環(huán)境的單一性。因此，研究如何根據(jù)系統(tǒng)在運行過程中的表現(xiàn)來對軟件構件進行度量有著重要的意義

本文首先給出了軟件構件可信性的評價標準，然后提出了一種基于置信度的可信度量模型，根據(jù)軟件在運行過程的表現(xiàn)來重新度量構件的置信度，通過三角模糊層次分析法來確定一次運行結果對置信度的影響權重，最后，通過實例對模型進行仿真說明。

1 評價標準

2 置信度評價模型

構件由構件庫選取組裝成系統(tǒng)后，在實際環(huán)境中進行運行，由于實際環(huán)境具有很強動態(tài)性、復雜性，因此對構件在實際環(huán)境中運行狀態(tài)進行合理評估能夠有效的檢驗構件的可信度。實際運行中，我們認為若構件此次運行成功，那么其可信值應當提高，若運行失敗，則可信值應當降低。因此，本文提出如下給予置信度的迭代計算模型：

根據(jù)上述置信度計算模型從而得出如圖1所示的置信度評價模型，通過系統(tǒng)運行產(chǎn)生的運行日志，計算構件的置信度并與構件庫中能夠實現(xiàn)相同功能的構件進行比較，并將比較結果反饋到構件庫中，進而選取置信度更高的構件對系統(tǒng)構件進行更換，能夠有效的提高系統(tǒng)的可信度。

圖1 置信度評價模型

3 仿真實驗及結果分析

本文使用上述模型對Web服務組件進行可信度的度量實驗。如圖2所示為Web服務組件結構圖，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?，即其置信度為0.95；客戶端滿足臨界可信的要求，即置信度為0.8。

圖2 Web服務組件結構圖

3.1 Web服務組件系統(tǒng)權重的確定

3.2 Matlab的仿真實驗

本文使用Matlab對Web服務組件調(diào)用300次的運行結果進行迭代計算，通過對置信度值計算反映Web服務組件在運行過程中可信度的變化，能夠真實反映出系統(tǒng)各組件能否在動態(tài)變化的實際運行環(huán)境中保持高可信的狀態(tài)進行運行。圖3(a)、(b)、(c)分別表示CAR組件、CGI組件、客戶端在調(diào)用過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表明該次調(diào)用構件失敗，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)用過程中構件的置信度小于0.9，因此需要在構件庫中選取功能相同且置信度更高的構件對其進行更換。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)用過程中構件的置信度大于0.95，此類構件屬于高可信構件并滿足系統(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)用中構件的置信度大于0.8，對于出現(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 結束語

本文工作著眼于測試環(huán)境無法準確的反映構件組合系統(tǒng)在實際運行環(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，以構件在實際運行中的表現(xiàn)為根據(jù)，動態(tài)的計算構件的置信度以對軟件可信性進行度量，為軟件構件的組裝過程提供了一定的參考。本文所提出方法的優(yōu)越性在于通過構件在實際運行環(huán)境中的運行表現(xiàn)來對構件的可信進行度量，從而保證度量的是構件運行的真實能力，能夠有效的消除測試環(huán)境的單一性和空間局限性對構件可信度量值的影響，并且與其他度量方法相比算法復雜度較低。下一步工作將考慮針對構件可信性的不同屬性，采取更加精化的度量方法。

[1] Yang F Q,Mei H,Li K Q. Software reuse and component technology[J].Act a Electronica Sinca,1999,27(2):68-75

[2] Meyer B.The grand challenge of trusted components[C]. In: Software Engineering, 2003. Proceedings. 25th International Conference on, 2003,660-667.

[3] 郭樹行,蘭雨晴,金茂鐘.軟件構件的可信保證研究[J].計算機科學,2007,34(5):243-246.

[4] Chichester Even-Andre K.Software Reuse:A Holistic Approach[M].New York John Wiley&Sons,Inc., 1995.

[5] 毛國蓓,李雪靜,楊明福,等.基于軟件構件質(zhì)量模型的度量與應用[J].計算機應用與軟件,2005,22(5):1-4.

[6] 李樹明,王青.基于過程控制的軟件質(zhì)量管理[J].電子學報,2002,12(30):2032-2035.

[7] 常大勇,張麗麗.經(jīng)濟管理中的模糊數(shù)學方法[M].北京:北京經(jīng)濟學院出版社,1995.

[8] 李曉麗,劉超,金茂忠,等.軟件構件的可復用性質(zhì)量度量[J].計算機應用研究,2007,24(6):280-283.

[9] 陳火旺,王戟,董威.高可信軟件工程技術[J]. 電子學報,2003, 31(12A):1933-1938.

[10] 楊芙清,梅宏,呂建,等.淺論軟件技術發(fā)展[J]. 電子學報,2002,30(12A) :1901- 1906.

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(1983-），男，安徽馬鞍山人，助教，碩士，主要從事軟件理論，網(wǎng)絡安全研究(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).