文献翻译-网络错误分类和使用基于WEB的可靠性改进的模型

0文献翻译1网络错误分类和使用基于WEB的可靠性改进的模型(WEBERRORCLASSIFICATIONANDUSAGEBASEDMODELFORWEBRELIABILITYIMPROVEMENT)出版号：3258042章节二背景和相关工作2.1.软件风险和软件可靠性工程软件开发面临着错过计划，成本超支和低可靠性50的风险。随着计算机的普及，它的可靠性和软件质量对我们的社会有很大的影响。然而，计划总是过紧，而资金在竞争日益激烈的软件市场总是有限的。因此，我们需要提供较大的软件而且它拥有更丰富的功能和更短的时间，但不降低它的可靠性。软件可靠性是重要的软件质量属性之一，它是研究软件可靠性工程（SRE）的关键。软件可靠性被正式定义为一个在特定环境43下的特定时期的软件系统的无故障运行的概率。软件可靠性工程（SRE）是一个以软件的操作行为的定量研究基于系统对于可靠性有关34的用户需求。给定的有限的资源，解决大型软件的每一个细节是不可能的。幸运的是，系统的可靠性不仅依赖于该系统的内在质量，而且还要满足用户的服务需求的概率分布。一个软件系统的缺陷可以无故障运行如果这些缺陷没有被用户激活。因此，在用户对可靠性的观点是不仅取决于软件的内在质量，而是软件被如何使用。此外，研究人员已经发现：使用的分配和软件模块的缺陷是很不平衡的。第4页2在任何给定的软件系统中，该软件的一小部分模块1，32，58导致了大多数的故障，这个观点是被广泛接受的。在网络应用程序中，Pareto原则在最近的文献被确定。41，44发现，记录在网络日志文件中的错误记录显示，不均匀分布来之不同的引荐类型和文件类型的。Padmanabhan55等人的研究表明：90的Web服务器的请求来只有2-4的文件的。因此，这个小组文件，对Web服务器的性能18有很强烈的影响。因此，如果我们可以表征该软件的预期使用情况，和标识关键的几个模块，然后我们可以使用这些信息来指导开发和测试的资源分配，专注于最常用的功能/模块50，在系统可靠性方面获得更好的回报。为了估计软件可靠性，测试案例应该在操作框架的基础上进行选择，以及相应的测试方法被称为统计检验。有关统计检验和操作框架的细节我们接下来讨论。2.2.统计检验和操作简介软件测试是最重要和最广泛使用的软件的质量确保技术。测试过程包括测试案例的生成，测试案例的执行，执行结果的分析，缺陷识别和必要时的校正。要决定何时停止测试，最传统的测试技术使用基于覆盖准则。例如，标准可以覆盖代码中的所有语句或者所有必需的功能。然而，随着软件规模的增长，覆盖面为基础的测试变得昂贵，完整覆盖变得不可能。可替代地，测试案例可根据实际使用情况分配进行分配，从而使测试结果可用于估计可靠性在实际使用环境中的使用。可靠性是用来决定测试结果是否可以停止。这种测试被称为基于使用情况的统计检验50。第5页统计检验被HarlanMills在他的CleanroomSoftwareEngineering46研究中提出。在统计检验中，执行测试在关于这个领域的操作中运行，使试验是成正比的概率分布的实际使用情况。它已被认为在许多环境中是有价值的，以改善软件的可靠性和质量。例如以当今竞争激烈的市场的目标用户和客户为重点，根据自己的实际使用场景和频率测试，有助于确保令我们满意的性能和可靠性。另外，因为现代软件系统规模不断扩大，它们的大小和复杂性有利于选择而不是详尽的测试。基于使用量的统计检验提供了一个很好的方式优先考虑和执行这种选择性测试。通常，统计测试是在三个步骤：1.根据实际使用场景和频率构建的业务应用模式。2.使用这些模型来测试生成案例，选择和执行。3.分析可靠性评估和预测，以及决定决策测试结果。操作框架是一组操作和它们对应的概率使用50。操作框架有助于提高可靠性和缩短通过分配可利用的资源基于软件模块或函数的使用49的相对频率的开发时间。这里有两个重要的类型营运概况。平台操作框架（FlatOP）平台操作框架24，48现状通常用在列表，直方图，或一个树形结构的运算中，以3及相关的发生概率。平台操作框架的主要优势在于它在模型构建和模型用法的简单性。第6页操作框架（马尔可夫OP）马尔可夫运用模型67，74现状通常用马尔可夫链的操作单位，其中状态转移概率是历史性的独立。完整的操作或导航模式可以通过变量项的状态于状态转换（链接）构造，而对于整个路径的概率是其个人的转移概率的乘积。许多面向用户的软件应用程序包括各种组件，阶段，或步骤，可见于用户，并且通常由他们发起的。基于马尔可夫模型的状态转换一般可以捕获这种导航模式，好平台操作框架更稳定。马尔可夫OP的精度不仅影响将要执行的测试，而且还影响交付的软件的可靠性。有几种方法来提取使用不同工具的不同资源来构建一个平台操作框架的适当的信息。首先，专家意见通常是操作框架建设的起点。接下来，客户调查可以提供更客观的和潜在的更准确的信息重新褒贬产品的使用情况。然而，客户调查可能是昂贵的。最后，实际测量提供客户使用场景的最终精度和相关概率，虽然它也是通常上述三种中最昂贵替代品。2.3.缺陷分析和正交缺陷分类（ODC）一般来说，较多的缺陷意味着较差的质量。减少缺陷是的许多品质保证活动的主要目标。然而缺陷易被发现和固定，涉及到的缺陷有关的信息可以被收集作为缺陷数据。缺陷分析活动不直接防止或去除缺陷。他们分析缺陷数据，试图表征缺陷，确定缺陷易发区，或尝试发现缺陷的常见原因。第7页该分析和分类结果用于有效地指导缺陷预防，检测和清除，并遏制活动。目前，有许多的缺陷分类和分析技术，包括以下内容：统计缺陷分析及质量控制一个极端是统计缺陷分析模型，如软件可靠性模型33，51。由表示的数学的缺陷进程近似值，软件产品的可靠性是可以预测的。但是，因为只有缺陷计数注册成立，统计缺陷模型几乎没有洞察过程或产品。定性缺陷分析在另一个极端是像非正式分析的缺陷定性分析16，73。它检查的效果和相应因果关系，并建立一般的非正式关系的逻辑连接。它的目标是找到的共同的原因，然后通过消除所识别的原因防止缺陷。定性分析已被证明改善软件质量16，45是有效地。统计缺陷模型和定性缺陷分析之间存在较大差。正交缺陷分类（ODC）缩短了这一差距通过对系统分类和缺陷数据的分析。它提供了宝贵的进程反馈对于开发或维护过程，并有助于保证和提高了产品质量。开始在IBM20，ODC是在一般框架关于软件缺陷分类和分析中最有影响力。ODC已成功地用于各种各样的工业应用，以确定问题的地方，4提高整体软件产品质量9，17，其中包括早期的试验研究及相关分析66。第8页ODC具有丰富而广泛的缺陷策略能有效的阻止失败视图和故障视图。有关前者的属性通常是通过软件测试人员或最初发现问题的检查人员完成缺陷报告。与后者相关的缺陷的属性通常是由软件开发或制定报告问题的和更新相应的缺陷报告的系统维护人员完成。一个完整的说明这些缺陷的属性和相关值可以在20中找到。丰富的有关缺陷的信息提供了有价值的洞察软件开发和维修过程。属性分类，保证了分类数据变得可以测量。因此，关于缺陷的丰富信息可以科学利用给软件开发和维护19过程中的反馈。缺陷分类可以找出问题的易发区，先协助开发经理选择权的技能组合和人员配备水平，以更好地解决的问题，二来帮助开发人员和测试人员提高缺陷检测和清除的效率。非正式分析助理管理人员和其他项目人员提高开发过程中要防止的常见原因，从而防止产生类似的缺陷。缺陷分类和分析，也有助于预见风险并筹建初期产品支持和服务，更好地管理风险。总之，缺陷分类和分析对于改善效益和其他质量保证活动的效率很重要。2.4.马尔可夫模型及其在软件系统中的应用马尔可夫链是重要的统计模型之一，已在各种应用领域的系统建模中广泛使用。马尔可夫链包括一组状态和状态到状态的转移概率。马尔可夫链最重要的一个性质是无记忆转移。这意味着该结果下一个状态输出不被系统的陈旧历史影响，而是依赖当前状态。第9页马尔可夫链是随机进程的一个重要子类可用于简化许多复杂的系统10的分析。马尔可夫链状态空间1，2，.，N可以被NxN的转换矩阵P表示，这被称为马马尔可夫矩阵。PIJ代表率状态i到状态j的过渡概率。基于马尔可夫矩阵，一组来源可以得到通常意味着系统的马尔可夫链的建模的某些属性。马尔可夫模型已经发现许多在分析计算机系统和网络性能评估应用程序在，并在最近的统计检验和质量保证的通用软件系统和网络应用36，71中得到应用。在马尔可夫模型的软件系统中，每个节点或状态表示功能或结构单元（模块或系统组件）。该状态是相互关联的以反映功能或系统的结构互连，以及状态转换概率给我们装换的统计可能性。这个数字结果来至马尔可夫模型结果可以理解软件制度。例如，在67，马尔可夫模型是用来帮助软件测试，性能评估和可靠性分析。然而，不同的马尔可夫模型有不同的属性，以及具体的推导和对于一个给定的依赖于软件结构的软件系统的解释。对于大型和复杂的系统，层次结构是一个自然的选择对于该系统的设计和实现。此外，还有很多计算机系统在硬件和软件的分层设计的例子。分层设计在计算机硬件方面的例子是计算机CPU设计，超大规模集成电路设计，计算机内存设计，以及计算机控制系统。层次结构也是一种流行的计算机软件的设计模型。被Dijkstra在中28，30提出，分层组织被广泛使用在设计和现代化的软件系统中，特别是对于大规模和高复杂度的系统。第10页在同一时间，该模块化思想和耦合和凝聚力概念在57，62提出，对于规则指导软件编程已经很重要。根据一般规则，一个好的软件结构包括模块与松耦合和高内聚。层级组织5和模块化设计的结合引导了一个分层结构软件，其中一块软件可以通过松散耦合和高凝聚力划分成不同的模块。每个模块本身也可以以相同的方式分割成子模块。注意到，松耦合和高内聚的想法与几乎完全可分解（NCD）马尔可夫模型（见附录A）概念相似，组之间的弱联系和给定组内的强相互作用。几乎完全可分解马尔可夫链捕获这种软件系统的特性，是一个适当的模型来描述分层软件系统的结构。使用几乎完全可分解马尔可夫链来形成分层软件系统模型，耦合矩阵表示顶层的软件模块或者更大粒度的模块的相互关系，然而每个组的子矩阵表示低层次的软件模块和更小粒度的模块的相互关系。我们称此模型为分层马尔可夫模型。该模型提供了明确的说法关于整个系统中的顶层结构，以及有着足够细节描述的相互作用中的低层单位。这对于在不同人员的软件工程的许多方面都是有利的。在