面向组件的软件系统的可信性度量及评估方法研究与实现

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1、摘要摘要软件可信性问题是可信计算领域的研究分支之一，也是近年来研究的重要焦点。软件的“可信’’是指软件系统的动态行为及其结果总是符合人们的预期，在受到干扰时仍能提供连续的服务。通常认为，软件可信性是系统需要满足的关键属性的集合，主要包括可靠性、可用性、防危性、正确性、安全性和可维护性。软件可信性是一种整体的性质，是多个质量属性的综合反映。基于组件的软件开发是实现软件复用进而实现软件产业化的有效途径，是当前软件工程领域内重要的软件开发技术之一。本文以基于组件的软件系统为对象，研究其可信性的度量与评估问题。本文认

2、为基于组件的软件系统，其可信性体现在三个层次上：组件的可信性、组件间连接的可信性和软件系统的可信性。针对组件的可信性和软件系统的可信性的度量与评估问题，本文参考管理工程领域评价指标体系的一般建立方法，分别建立了层次化的可信性综合评价指标体系，并在此基础上，研究了组件及软件系统可信性的量化度量方法。运用层次分析法确定各因素权重，并运用模糊综合评判法对度量元、评价指标和可信属性进行综合权衡，通过对评判结果的处理，得到软件可信性的度量值和对应的可信等级。本文实现了该方法，并通过实例分析了方法的可行性。针对组件间连接

3、的可信性问题，本文研究了一种基于B方法的形式化验证方法。首先将UML模型与B抽象机结合，用UML类图和状态图对组件接口的语法和语义信息进行直观描述，并在此基础上给出了基于B抽象机的组件接口形式化规约，进一步借助B方法中的精化机制对组件接口连接的可信性进行形式化验证。结合上述可信指标体系和形式化验证方法，本文重点研究了基于组件的实时响应系统的可信特征，以该领域内基准研究问题SteamBoiler控制系统为实例进行分析，设计了该系统的组件模型，并在模型中引入了关于系统安全性(Security)和防危性(Safet

4、y)的可信行为约束，在此基础上实现了该系统的B模型，并通过专门的B工具AtelierB对模型进行了验证。关键词可信软件：度量；评估；组件；B方法AbstractResearchonsoftwaretrustworthinessiSoneofthebranchesintrustcomputingareaandthemostimportantfocusinrecentyears．AsoftwaresystemiSturstworthymeansitCanalwaysbehaveintheexpectedmanne

5、randCanprovidecontinuosservicesevenwhensubjecttointerference．ThereisagenerralagreementthatsoftwaretrustworthinessiSasetofcriticalattributesrequiredtomeetbyasystem．mainlyincludesreliability,availability,safety,correctness，securityandmaintainability．Softwaret

6、rustworthinessisaholisticpropertyandacomprehensivereflectionofseveralqualityattributes．Component·basedsoftwaredevelopmentisaneffectivenesswaytoachievesoftwarereuseandthenachievesoftwareindustrialization，anditiSoneoftheimportantdevelopmenttechniquesinthefiel

7、dofsoftwareengineeringatpresent．Component·basedsoftwareiSconsideredastheresearchobject，therelatedmeasurementandevaluationproblemsoftrustworthineesarereaserchedinthisdissertation．Trustworthinessofcomponent．basedsoftwaresystemsisresearchedbyconsideringthetrus

8、tworthinessonthreelevels：trustworthinessofcomponent，trustworthinessofconnectionbetweencomponentsandtrustworthinessofsoftware，respectively．Forthetrustworthinessofcomponentandtrustworthinessofcomponent—b