一种基于随机Petri网的分区软件可靠性分析方法技术

本发明专利技术公开了一种采用随机Petri网（SPN）对综合模块化航空电子系统（IMA）中分区软件的可靠性分析方法。该方法首先参考ARINC653中的分区状态定义，分析并确定分区软件的Petri网的位所和迁移，将“故障状态”作为位所之一，建立IMA分区软件的Petri网模型，进而分析分区软件的可达状态树，确定失效状态集，对变迁的实施速度进行分析，利用SPN的可达状态树可以推导其同构的马尔科夫链（MC），求出稳态分布，系统处于故障状态的稳态概率也就软件发生故障的概率，确定分区软件处在故障状态的稳态概率与内核操作系统的可靠性指标、分区调度周期、系统恢复时间之间的函数关系，从而定量的分析IMA分区软件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于随机Petri网的分区软件可靠性分析方法
本专利技术属于航空电子软件可靠性设计领域，是一种基于随机Petri网面向综合模块化航空电子系统中分区软件可靠性的分析方法。
技术介绍
随着计算机系统使用的日益广泛，信息技术在生活中无处不在，应用软件所提供的服务使的人们越来越依赖它，目前在航空航天、核电技术等许多重要的特殊工程领域中，软件的使用越来越频繁，在这些领域里，软件的故障可能造成巨大的损失，同时目前软件系统的结构越发复杂，功能越来越多，因此软件使用者对可靠性的要求也愈加迫切。软件可靠性是指在规定条件下，在规定的时间内，软件不引起系统失效的概率。Petri网模型就是一种形式化描述模型，着眼于系统中可能发生的各种状态变化及变化之间的关系。Petri网模型由位所(Place)、变迁(Transition)、弧(Arc)构成。位所用于描述可能的状态，变迁用于描述修改系统状态的事件，弧通过其指向规定了局部状态和事件之间的关系。在Petri网模型中，令牌(Token)包含在位所中，它们在位所中的动态变化表示系统的不同状态。一个Petri网是一个5元的数学模型，即PN＝(P,T,F,W,M0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于随机Petri网的分区软件可靠性分析方法，包括以下步骤：步骤一：确定Petri网模型的位所集M=｛M1,M2,M3...Mi｝和变迁集T=｛T1,T2,T3....Tn｝，i为位所数量，n变迁数量；步骤二：根据步骤一变迁集T获得各个相关联的实施速率步骤三：结合子系统的SPN模型的可达树，确定子系统的失效状态集；步骤四：根据所述可达树构造出随机Petri网同构的马尔可夫链（MC）；步骤五：计算稳态下分区软件处于故障状态的概率；5?1：构造MC的n阶的转移矩阵Q=[qij](1<=i，j<=n)，具体地：在同构的MC中，从状态Mi到状态Mj的转移率qij，也就是从状态Mi到状态...

【技术特征摘要】
1.一种基于随机Petri网的分区软件可靠性分析方法，包括以下步骤：步骤一：确定Petri网模型的位所集M＝{M1,M2,M3...Mi}和变迁集T＝{T1,T2,T3....Tn}，i为位所数量，n变迁数量；步骤二：根据步骤一变迁集T获得各个相关联的实施速率λ＝{λ1,λ2,λ3...λn}；步骤三：结合子系统的随机Petri网模型的可达树，确定子系统的失效状态集；步骤四：根据所述可达树构造出随机Petri网同构的马尔可夫链；步骤五：计算稳态下分区软件处于故障状态的概率；5-1：构造马尔可夫链的n阶的转移矩阵Q＝[qij]，1<＝i，j<＝n，具体地：在同构的马尔可夫链中，从状态Mi到状态Mj的转移率qij，也就是从状态Mi到状态Mj的执行比例，如果没有从状态Mi到状态Mj的弧，则qij＝0；如果有从状态Mi到状态Mj的弧，则qij取值等于从状态Mi输出的各条弧上标注实施速率λi之和的负值；5-2：根据分区软件Petri网模型结合航空电子领域的设计规范和可靠性指标，确定平均无故障时间以及相应的实施速率λi，具体地：操作系统的故障概率与运行操作系统的硬件模块故障率相同，且概率分布服从指数分布：平均的延时即平均无故障时间为：其中的λi也就是变迁Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：王运盛，雷航，韩炫，张靖，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：