基于动态描述逻辑和案例推理的软件系统故障检测方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于动态描述逻辑和案例推理的软件系统故障检测方法，其以状态为基础，采用动态描述逻辑的动作理论对问题进行描述，把程序功能模块的执行看作是使状态改变的动作，把状态的转换看作是由动作引起的改变，加入了状态转换之间的语义信息，降低了建模的复杂度。再将动态描述逻辑的描述能力和可推理能力结合案例推理技术，对故障案例进行管理，为系统将要出现的新的故障提供解决方法上的经验支持。加入动作序列匹配的案例检索提高对系统故障的案例检索的查准率。当系统运行的过程中遇到故障之后，利用本发明专利技术的方法能够通过软件运行的状态转换序列找出相似故障案例及提供相应修复措施。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种，其以状态为基础，采用动态描述逻辑的动作理论对问题进行描述，把程序功能模块的执行看作是使状态改变的动作，把状态的转换看作是由动作引起的改变，加入了状态转换之间的语义信息，降低了建模的复杂度。再将动态描述逻辑的描述能力和可推理能力结合案例推理技术，对故障案例进行管理，为系统将要出现的新的故障提供解决方法上的经验支持。加入动作序列匹配的案例检索提高对系统故障的案例检索的查准率。当系统运行的过程中遇到故障之后，利用本专利技术的方法能够通过软件运行的状态转换序列找出相似故障案例及提供相应修复措施。【专利说明】
本专利技术涉及软件系统
，具体涉及一种基于动态描述逻辑和案例推理的软 件系统故障检测方法。
技术介绍
随着软件技术的提升和软件应用领域的不断拓宽，更多的复杂技术系统需要借助 软件来对其进行控制。在当今软件的应用中，更需要注重软件系统的正确性、可靠性、性能、 隐私性、可用性、保密性和安全性等其它的可信性质。软件领域所提出的可信软件系统是指 具有容错功能的稳定的软件系统。即在系统出现错误的情况下，系统依然能够提供正确的 服务。若在系统的开发阶段就实现容错功能，则可W提高了系统的可靠性。可信软件系统在 实现的过程中，主要分为两个阶段：故障检索阶段和故障恢复阶段。但随着复杂技术系统性 能和可靠性要求的进一步增加，并加之系统固有的复杂性，使得故障的检测难度不断增大。 尤其是软件运行时的动态特性，使得软件故障更加难W检测。对于软件系统的可靠性研究， 不能局限于静态的系统，更需关注系统的动态变化。 通过实践表明，网络结构化的软件动态系统的故障检测问题可W抽象成为一个离 散事件系统值iscrete-Event System,简称DE巧的状态转化和推理问题。而现有的一些 基于离散时间系统框架检测方式的主要方法是：将被检测的系统抽象建模成为一个有限状 态机，基于各个状态之间的转换关系，通过对状态的评估可W指出是否有一个故障发生。虽 然在一些研究中通过对时间等信息的引入使得检测效率有所提高，但由于有的软件实体的 行为并没有完全地遵循软件的设计理念，执行了设计者所禁止的行为，违反了系统的语义， 即现有的故障检测方法对于软件系统中的语义信息仍然考虑得不足，因而均不能很好得解 决可信软件系统现在所面临的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有软件系统的故障检测方法对于动态软件系统中的语义 信息考虑不足的问题，提供一种。 为解决上述问题，本专利技术是通过W下技术方案实现的： ，包括如下步骤： 步骤1，采用动态维度的动态描述逻辑对程序运行过程中遇到的问题进行描述，即 把程序的执行看作是状态转换的动作，把状态转换看作是由动作引起的，并将状态转换加 入语义信息； 步骤2,将当前程序运行过程中遇到的问题作为新案例，将新案例的状态和动作序 列作为本次案例检索的输入； 步骤3,将新案例的状态与案例库中的案例进行相似计算，并从案例库中挑选出与 新案例的相似度达到状态相似匹配阔值的案例，将之存入初步结果集合中； 步骤4,依次从初步结果集合中提取一个案例；首先将引起到达该提取案例的最 后一个动作与引起到达新案例的最后一个动作进行相似度计算，初始的相似动作计数变量 为零；若2个动作的相似度达到动作相似匹配的阔值，则相似动作计数变量加1，表示提取 案例与新案例在动作上的相似程度增加，并将比较对象指向更为往前的一个动作，直至提 取案例的动作与新案例的动作未达到动作相似匹配的阔值或动作序列完全匹配为止；然后 读取相似动作计数变量的值，作为该提取案例与新案例的动作相似度； 步骤5,对初步结果集合中的所有案例与新案例的动作相似度进行排序，并将拥有 最大动作相似度值的案例作为与新案例的最相似案例，此时将最相似案例的问题描述和问 题解决方案作为结果输出。 上述步骤3中，若案例库中的所有案例与新案例的相似度均未达到状态相似匹配 阔值，则启动人工专家干预，并将此案例的问题的描述和问题解决方案存入案例库中，更新 案例库使得下次遇到相似问题会提供此方案。 上述步骤4中，当将引起达到提取案例的最后一个动作与引起达到新案例的最后 一个动作进行相似计算后，若2个动作的相似度未达到动作相似匹配的阔值，则不对相似 动作计数变量进行计数累计，直接跳转至步骤5。 与现有技术相比，本专利技术所提出的一种基于动态描述逻辑和案例推理技术的软件 系统故障检测方法，其W状态为基础，采用动态描述逻辑的动作理论对问题进行描述，把程 序功能模块的执行看作是使状态改变的动作，把状态的转换看作是由动作引起的改变，力口 入了状态转换之间的语义信息，降低了建模的复杂度。再将动态描述逻辑的描述能力和可 推理能力结合案例推理（Case-Based Reasoning,简称CBR)技术，对故障案例进行管理，为 系统将要出现的新的故障提供解决方法上的经验支持。加入动作序列匹配的案例检索提高 对系统故障的案例检索的查准率。当系统运行的过程中遇到故障之后，利用本专利技术的方法 能够通过软件运行的状态转换序列找出相似故障案例及提供相应修复措施。使用本专利技术， 在软件系统的功能变化较大时，仍能保持算法的灵活性，不会因为一个状态的转换或功能 的变化而对整个模型的约束关系进行更改，或是去重新设置状态转换的自动机模型。可W 减少案例描述中的兀余度，提高检索算法中的匹配效率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的动态描述逻辑知识库结构。 图2是本专利技术的整体方案示意图。 图3是本专利技术的一个故障检测的系统模型实例。 [001引图4是本专利技术的加入动作序列比较的相似度算法流程图。 【具体实施方式】 一种，包括如下步骤： 步骤1，采用动态维度的动态描述逻辑对程序运行过程中遇到的问题进行描述，即 把程序的执行看作是状态转换的动作，把状态转换看作是由动作引起的，并将状态转换加 入语义信息； 步骤2,将当前程序运行过程中遇到的问题作为新案例，将新案例的状态和动作序 列作为本次案例检索的输入； 步骤3,将新案例的状态与案例库中的案例进行相似计算，并从案例库中挑选出与 新案例的相似度达到状态相似匹配阔值的案例，将之存入初步结果集合中；若案例库中的 所有案例与新案例的相似度均未达到状态相似匹配阔值，则启动人工专家干预，并将此案 例的问题的描述和问题解决方案存入案例库中，更新案例库使得下次遇到相似问题会提供 此方案； 步骤4,依次从初步结果集合中提取一个案例；首先将引起到达该提取案例的最 后一个动作与引起到达新案例的最后一个动作进行相似度计算，并将初始化相似动作计数 变量为零；当将引起达到提取案例的最后一个动作与引起达到新案例的最后一个动作进行 相似计算后，若2个动作的相似度未达到动作相似匹配的阔值，则不对相似动作计数变量 进行计数累计，直接跳转至步骤5 ;若2个动作的相似度达到动作相似匹配的阔值，则相似 动作计数变量加1，表示提取案例与新案例在动作上的相似程度增加，并将比较对象指向更 为往前的一个动作，直至提取案例的动作与新案例的动作未达到动作相似匹配的阔值或动 作序列匹配完成为止；然后读取相似动作计数本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于动态描述逻辑和案例推理的软件系统故障检测方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1，采用动态维度的动态描述逻辑对程序运行过程中遇到的问题进行描述，即把程序的执行看作是状态转换的动作，把状态转换看作是由动作引起的，并将状态转换加入语义信息；步骤2，将当前程序运行过程中遇到的问题作为新案例，将新案例的状态和动作序列作为本次案例检索的输入；步骤3，将新案例的状态与案例库中的案例进行相似计算，并从案例库中挑选出与新案例的相似度达到状态相似匹配阈值的案例，将之存入初步结果集合中；步骤4，依次从初步结果集合中提取一个案例；首先将引起到达该提取案例的最后一个动作与引起到达新案例的最后一个动作进行相似度计算，并将初始化相似动作计数变量为零；若2个动作的相似度达到动作相似匹配的阈值，则相似动作计数变量加1，表示提取案例与新案例在动作上的相似程度增加，并将比较对象指向更为往前的一个动作，直至提取案例的动作与新案例的动作未达到动作相似匹配的阈值或动作序列匹配完成为止；然后读取相似动作计数变量的值，作为该提取案例与新案例的动作相似度；步骤5，对初步结果集合中的所有案例与新案例的动作相似度进行排序，并将拥有最大动作相似度值的案例作为与新案例的最相似案例，此时将最相似案例的问题描述和问题解决方案作为结果输出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常亮，谷宇奇，李凤英，徐周波，古天龙，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45