遺傳規(guī)劃算法在軟件可靠性建模中的應用研究.pdf

1、隨著軟件應用的日益廣泛及其重要性的不斷增加，人們對軟件質量的要求也越來越高。軟件可靠性模型作為可靠性評測的核心和關鍵，可用于軟件生命周期的不同階段，定量地估計和預測軟件可靠性行為，這對于軟件資源分配、軟件市場決策有著重要意義。雖然軟件可靠性模型已經(jīng)從研究階段發(fā)展到了工程階段，但是，面對軟件自身及其開發(fā)過程日益復雜的情形，這些模型仍然呈現(xiàn)出一定的局限性，最為突出的問題就是模型應用的不一致性。 遺傳規(guī)劃(Genetic Progra

2、mming，GP)因其不受各個數(shù)據(jù)集特殊性的影響，從而不需假定隨機性作為數(shù)據(jù)的基本特征，也無需關心數(shù)據(jù)是否為線性或同質非線性(可轉換為線性系統(tǒng)的非線性系統(tǒng))，更不用了解失效的內在過程，而是在所提供的數(shù)據(jù)基礎上對一個“真實”過程進行演化建模，從而有效地描述軟件的失效機理，并對軟件的下一失效時刻做出準確預測。本文采用遺傳規(guī)劃算法在由指定函數(shù)算子復合構成的函數(shù)空間中搜索盡可能反映系統(tǒng)行為的模型，進而從算法本身的收斂特性上論證了遺傳規(guī)劃能夠得到

3、滿足失效行為變化規(guī)律的最優(yōu)解。進一步地，采用粒子群(Particle Swarm Optimization，PSO)算法進行參數(shù)調整，實現(xiàn)了模型優(yōu)化，最終提出了基于遺傳規(guī)劃的軟件可靠性預測方法。 本文以三組經(jīng)典的失效數(shù)據(jù)序列為例，較為詳細地介紹了遺傳規(guī)劃建模過程，并針對可靠性參數(shù)、短期預測能力以及模型評價準則(序列似然度、模型偏差、偏差趨勢等)的統(tǒng)計結果與其它模型比較，通過計算、仿真試驗，證實了新模型同傳統(tǒng)模型相比預測精度較高、