15、基于贝叶斯模型的软件系统可靠性预测

基于贝叶斯模型的软件系统可靠性预测

在软件系统开发过程中，提前准确预测系统可靠性至关重要。本文将介绍一种基于动态贝叶斯网络（DBN）的软件系统可靠性预测方法，并通过 SCRover 和 NASA 的 OODT 系统两个案例进行详细分析。

1. SCRover 系统可靠性分析

• 雷达图展示故障累积效应 ：通过雷达图可以直观展示 SCRover 系统不同类型故障的累积效应。雷达图有四个轴，分别代表控制器的前置后置条件（PrePostCondition）、协议（Protocol）和签名（Signature）故障，以及估计器的签名故障。越靠近中心的点表示对应故障概率的低值，靠近多边形边缘的点表示高值。通过计算所有轴形成的表面积，可以得到故障的累积效应，进而估算出 SCRover 系统的整体可靠性为 0.982。计算公式如下：
  [
  \begin{align }
  area&=\frac{1}{2}\sin(\frac{\pi}{4})[0.136829\times0.07093 + 0.07093\times0.07093 + 0.07093\times0.262404+0.262404\times0.136829]\
  Reliability&= 1 - area = 0.982686738
  \end{align }
  ]
• 基于时间步的可靠性分析 ：系统在时间 (t_i) 的可靠性依赖于之前时间步 (t_1, t_2, \cdots, t_{i - 1}) 的可靠性。如果在时间 (t_j) 没有发生故障，这