一种改进的BP神经网络在软件可靠性预测中的应用.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第12期(总第206期)一种改进的BP神经网络在软件可靠性预测中的应用术李梅(西安欧亚学院陕西西安，710065)摘要：神经网络之非线性计算能力很强，人们日益注重分析立足于神经网络的软件可靠性模型。本文阐述了软件可靠性的基本概念和BP神经网络的基本原理，提出了一种软件可靠性模型的网络结构的设计思路及在此模型上BP算法的训练过程。关键词：神经网络；软件可靠性；BP算法中图分类号：TPl83文献标识码：BDOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．201

2、6．12．03lAbstract：NeuralnetworkhasverystmngnoIllinearcomputationability，createdastudytotllesoftwarereliabilitymodelbasedonneumlnetworkismoreandmoreattention．ThispaperexpoundstllebasicprincipleofBPneuralnetworl【aIldthesoftwa工℃reliabilitymodelbasedonneura

3、lnetworkmodelingpmcess，thisp印erproposesasoftwarereliabil畸modelofthedesi印ofthene附orkstmctureandthetminingpmcessofBPalgorithminthismodel．Keywords：neuralnetwork；s出warereliabiIity；sofharereIiabiIity；BPAlgorithmO引言软件可靠性模型是软件可靠性研究中备受关注、成果最多、最活跃的一个领域⋯。神经网络有着理

4、想的自学能力、分类能力、容错能力、并行处理能力等，近些年以来，分析立足于神经网络的软件可靠性预测变成了热点忙1。BP神经网络的柔性网络结构与非线性映射能力十分强大，因此BP神经网络目前应用于各个领域，如手机银行风险预警、机械系统可靠性研究、图像识别口·、身份识别H-、医疗诊断”-、传感信号处理。6o、人脸识别o“、结构可靠性分析与设计"1等。1软件可靠性的相关概念为了了解软件可靠性模型在软件可靠性预测中的应用，首先必须知道软件可靠性的相关概念。1．1软件可靠性定义美国IEEE计算机学会在1983年的

5、时候定义了“软件可靠性”，此定义包括两方面的含义一·：(1)软件在规定的时间内和给定的环境条件下成功运行的概率；(2)软件在要求的时间周期之内，在相应的条件之下实施要求的功能的能力。要求的时间：仅仅在运行的过程中反映可靠性，所以规定的时间是指软件的运行时间，运行时间即软件运行后工作与挂起的累计时间。环境条件指的是软件的使用环境，包括软件环境、硬件环境，还有数据输入的格式、输入范围及操作要求等。无论什么软件，如果不限制其使用环境，都是会失效的。这种失效的数据不能用来度量软件的可靠性。要求功能：在兼顾软

6、件可靠性的基础上，需要软件有哪些功能，以及哪些是主要功能，哪些功能是次要的。功能不同，失效带来的损失也不同。因此要清楚哪些失效是非常严重的，哪些不是非常严重，以及哪些是比较容易进行修复。除此之外，还应当清楚如何才可以使一个要求的功能实现。成功运行：指不但可以正确地运行程序，实现用户需要的功能，而且在面临系统故障与意外破坏的情况下，可以迅速地运行正常。收稿日期：2016—07—28+基金项目：陕西省教育厅科学研究项目(15JI<2077)作者简介：李梅(1975一)，陕西西安人，讲师，硕士，主要研究方

7、向为人工智能。1．2影响软件可靠性因素软件可靠性意味着根据设计目标与用户的需要，正确执行软件的情况。这就需要一个可靠的软件可以具备健壮性、完整性、正确性、一致性的特点。影响软件可靠性的因素主要包括：(1)软件开发支持的环境包括软件和硬件环境，开发环境也影响着软件的可靠性。(2)软件需求表述上符合度分析需求是分析用户业务活动，进而清楚用户的业务环境定值软件系统需要做什么。在一开始的时候，针对一个复杂和大型的软件，用户与开发者两方难以对其需要的性能与功能进行完整、准确地表述，仅仅对一个模糊与大概的功能提

8、出，更有甚者，到开发后期还在提新的要求。软件需求表述的符合度无疑会极大影响软件的可靠性。(3)软件规模和软件结构随着软件规模的不断增大，软件逻辑结构复杂度的不断增高，软件的潜在问题会越来越多，软件可靠性会越来越低。因此，软件规模和软件的组织结构是影响软件可靠性的重要因素之一。(4)软件开发方法目前软件开发中采用的开发方法很多，比如面向对象的开发方法、敏捷软件开发方法和面向agent的软件开发方法等，同一个软件可以用不同的方法进行开发，但是并无一个定量或定性的标准来评判