具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统技术方案

本发明专利技术提供的一种具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统，包括位于总控制端的可靠性评估器、位于分布式系统中各节点机上的节点机模拟器和分布式软件模拟器。可靠性评估器用于接收配置文件并进行初始配置，控制节点机模拟器对节点机的模拟等。节点机模拟器用于接收从可靠性评估器发来的检测信息，接收从分布式软件模拟器发送来的可执行程序和可用的数据文件等。分布式软件模拟器用于产生程序列表中的程序和文件列表中的数据文件，并将它们随机分配到节点机模拟器中等。本发明专利技术选取可靠度和平均无故障时间作为主要测试指标，具有安装简单、界面人性化、良好的可扩展性、测试参数可控、可连续多次测试和跨平台性等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于软件性能评估领域，为具有时间约束的分布式软件的可靠性评估提供了一种新的模型与方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的快速发展，微电子和计算机技术开始渗透到各个领域，人们对电子信息技术的应用已经处于一个迅猛发展的新时期。由于具有时间约束的分布式软件系统一方面具有时间约束的特性，另一方面又具有程序和数据文件的冗余性，因此被广泛用运到军事、航空航天、航海和能量控制等领域。具有时间约束的分布式软件作为计算机系统的一部分，随着应用范围的扩大，其规模也不断扩大、功能不断增多、复杂性不断加深，在整个计算机技术和信息处理中开始占有重要的地位。具有时间约束的分布式软件规模的增大与复杂程度的提高，其发生差错率会越来越多。分布式软件的失效可能造成灾难性的后果迫使软件工程界和可靠性工程界对具有时间约束的分布式软件的可靠性问题给予充分重视，整个系统的主要问题已经从硬件逐步转向软件。分布式软件的性能评估通常包含实时性、可靠性、稳定性、易用性和准确性等，在评估时，首先评估分布式软件各个子系统的质量。在保证软件子系统质量的基础上，选择一定的度量指标，对各子系统的实时性、可靠性、稳定性、易用性和准确性进行测量、评级和评估。对子系统的性能评估完毕后，再对整个系统的综合性能进行评估，看是否能够真正满足实际的需要。分布式软件可靠性是衡量分布式软件质量最重要的指标，也是分布式软件开发的最终目标。分布式软件可靠性的评估是以可靠性模型为基础对软件的可靠性进行评估，以及对与可靠性直接相关的度量(如故障强度、故障率、故障前平均时间等)进行评估。对分布式软件可靠性评估的研究将会在度量软件的可靠性，评估软件的性能，控制和管理软件产品的研制、软件的生产过程，提高分布式软件的生产率等方面发挥重要的作用。然而，当前分布式软件的评估模型侧重于分布式软件的可靠性，很少反映具有时间约束的特征；同时，可靠性评估所采用的指标通常是单一的，即每次评估时，只是针对软件可靠性的某一性能指标进行评估。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有分布式软件可靠性评估的缺陷，提供一种具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统。该系统改变了将评估指标集中在单个指标上的问题，它能对最能反映具有时间约束的分布式软件可靠性的两个主要指标可靠度和平均无故障时间同时进行评估。本专利技术提供的一种具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统，包括位于总控制端的可靠性评估器、位于分布式系统中各节点机上的节点机模拟器和分布式软件模拟器。可靠性评估器用于接收配置文件并根据配置文件进行初始设置，控制节点机模拟器对节点机的模拟，同时，向节点机模拟器发送所需检测的程序和数据文件信息并接收其反馈信息；控制分布式软件模拟器对分布式软件的模拟并接收其反馈信息；显示所有反馈信息；根据配置信息和反馈信息，利用具有时间约束的分布式软件可靠性评估模型，计算具有时间约束的分布式软件的可靠性值并显示其计算结果。节点机模拟器用于接收从可靠性评估器发来的检测信息；并接收从分布式软件模拟器发送来的可执行程序和可用的数据文件；将接收到可执行程序和可用的数据文件存放在指定的目录；运行接收到的检测命令并进行本机的信息检测；在界面上实时显示本机的信息；将检测的结果信息报告给可靠性评估器中；接收从可靠性评估器中发送来的“Clear”命令，清除本节点机上的可执行程序和可用的数据文件信息。分布式软件模拟器用于产生程序列表中的程序和文件列表中的数据文件，并将它们随机分配到各节点机上的节点机模拟器中；接收从总控制器发送来的“Send”命令并重新随机分发程序和数据文件。上述可靠性评估器包括总控制界面模块、信息收集模块、评估算法模块、结果显示模块和分布式系统重启模块。总控制界面模块用于对系统进行初始化，实现对分布式系统重启模块、信息收集模块、评估算法模块和结果显示模块的控制。分布式系统重启模块用于在评估开始之前，重新启动分布式软件模拟器和所有的节点机模拟器，由分布式软件模拟器和所有的节点机模拟器重新进行程序的随机调度和文件的随机分发。信息收集模块用于接收从总控制界面模块发送来的控制信息并根据控制信息确定其运行方式；向节点机模拟器发送检测信息并接收其反馈信息，并将该反馈信息发送给总控制界面模块和评估算法模块。评估算法模块用于接收从总控制界面模块发送的配置信息和信息收集模块发送来的反馈信息，利用具有时间约束的分布式软件可靠性评估模型，计算具有时间约束的分布式软件可靠性，并将结果发送到结果显示模块。结果显示模块用于显示总控制界面模块和评估算法模块发送来的信息。上述节点机模拟器包括建立套接字模块、信息处理模块和显示模块。建立套接字模块用于建立节点机模拟器与可靠性评估器及分布式软件模拟器之间的端口连接。信息处理模块用于接收从套接字模块发送来的程序、数据文件和检测信息，将程序和数据文件存放在指定的目录，将根据接收的检测信息对当前节点机上的程序和数据文件进行检测，判断其是否为可执行程序或是否为可用的数据文件，并将检测结果发送到建立套接字模块和显示模块，由显示模块加以显示。上述分布式软件模拟器包括初始化模块、建立套接字模块以及程序和文件分发模块。初始化模块用于读入初始化文件，并将信息传送给建立套接字模块，建立套接字模块根据该信息建立节点机模拟器和分布式软件模拟器之间的连接，并将初始化文件转发给可执行的程序和可用的文件分发模块，由程序和文件分发模块将分布式软件的分程序随机地调度到节点机模拟器上运行，将数据文件随机地分发到节点机模拟器上。本专利技术采用模块化的设计方法，以最大限度地降低评估软件系统自身因素对软件评估结果的影响；同时，亦采用了模拟器的设计方法，这样既能保证模拟器真实的模拟分布式软件运行的环境，又能使评估系统独立于被测的分布式软件系统之外，从而实现对具有时间约束的分布式软件可靠性的真实评估。总之，本专利技术具有以下技术效果1、采用了新的评估模型本系统根据原有的分布式软件评估理论，在增加时间约束因子的基础上，推导出了一种新的适合具有时间约束的分布式软件可靠性评估的理论和模型。这种评估模型充分考虑了程序和数据文件的分布对具有时间约束的分布式软件可靠性的影响；采用广度优先、节点逐步扩展等方法，确保生成的文件生成树中没有重复路径。2、良好的可扩展性本系统可以采用从配置文件中读入被测分布式系统的拓扑结构信息，故本系统的配置比较灵活，能够对线性、星形、环形和网状等不同拓扑结构下的分布式系统的可靠性进行评估，同时它还不受分布式系统的拓扑结构和大小没有限制。3、评估参数可控制性本系统可以对配置文件中评估参数进行配置。系统程序员在进行设计前，可以利用该系统先对其可靠性进行评估，并对影响其性能的关键因素进行调整以达到用户要求，避免了由系统设计不合理所带来的不必要开销和麻烦。4、评估的可连续性节点机模拟器和分布式软件模拟器能够共同模拟任何被评估的分布式系统，通过总控制器2对具有时间约束的分布式软件的可靠性进行评估。当一次评估完毕时，可以从本系统软件中的总控制界面中重新启动的节点机模拟器和分布式软件模拟器，进行程序的随机调度和文件的随机分配，为下一次评估做准备。整个操作实现了自动化。5、跨平台性。该系统软件用Java语言编写，适用于Windows操作平台和Linux操作平台。此外，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有时间约束的分布式软件可靠性评估系统，包括位于总控制端的可靠性评估器（５）、位于分布式系统中各节点机上的节点机模拟器（６）和分布式软件模拟器（７）；可靠性评估器（５）用于接收配置文件并根据配置文件进行初始设置，控制节点机模拟器（６）对节点机的模拟，同时，向节点机模拟器（６）发送所需检测的程序和数据文件信息并接收其反馈信息；控制分布式软件模拟器（７）对分布式软件的模拟并接收其反馈信息；显示所有反馈信息；根据配置信息和反馈信息，利用具有时间约束的分布式软件可靠性评估模型，计算具有时间约束的分布式软件的可靠性值并显示其计算结果；节点机模拟器（６）用于接收从可靠性评估器（５）发来的检测信息；并接收从分布式软件模拟器（７）发送来的可执行程序和可用的数据文件；将接收到可执行程序和可用的数据文件存放在指定的目录；运行接收到的检测命令并进行本机的信息检测；在界面上实时显示本机的信息；将检测的结果信息报告给可靠性评估器（５）中；接收从可靠性评估器（５）中发送来的“Ｃｌｅａｒ”命令，清除本节点机上的可执行程序和可用的数据文件信息；分布式软件模拟器（７）用于产生程序列表中的程序和文件列表中的数据文件，并将它们随机分配到各节点机上的节点机模拟器（６）中；接收从总控制器（２）发送来的“Ｓｅｎｄ”命令并重新随机分发程序和数据文件。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金海，李运发，李胜利，韩宗芬，戴志华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]