论文研究-面向可信软件的风险管理模型研究.pdf
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收 稿日期 : 2007-12-14; 修 回日 期: 2008- 03-12 基 金 项 目: 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 70601037) ; 重 庆 市 科 技 攻 关 基 金 资 助 项 目
( CSTC, 2007AC2039) ; 重庆 市自然 科学基 金资 助项目 ( CSTC, 2007BB6106)
作 者简介 : 杨洁( 1973- ) , 女 , 博士研 究生 , 主要 研究 方向 为 生产 制造 管理 、风险 管理 ( yangjie5581@ 163. com) ; 杨育 ( 1971- ) , 男, 教 授, 博 导, 主
要研究 方向为 系统 建模与 仿真 、制 造系统 工程 等 .
面 向 可 信 软 件 的 风 险 管 理 模 型 研 究
*
杨 洁
1, 2
, 杨 育
1
, 王小磊
1, 3
( 1. 重庆 大学 机 械工 程学 院, 重庆 400030; 2. 重庆通 信学 院, 重庆 400035; 3. 华北 电力 大学 , 河 北 保定 071003)
摘 要: 进 行了 面向 可信 软件 的风 险管 理模 型的研 究。 首 先采 用 贝 叶 斯 信仰 网 络 对 影 响 软 件 可信 性 的 风 险 进
行了 分析; 其 次, 建立 了基 于约 束满 足的风 险控 制模 型。 该软 件项 目风险 管理 研究 为提 高软 件 质量 , 实 现软 件 的
可信 性提 供了 新思路 。
关键 词: 软 件可 信性 ; 风险 管理 ; 贝叶 斯信 仰网 络; 约 束满 足
中图 分类 号: TP311 文 献标 志码: A 文 章编 号: 1001-3695( 2008) 10-3010-02
Research for model of risk management oriented to reliability soft
YANG Jie
1, 2
, YANG Yu
1
, WANG Xiao-lei
1,3
( 1. College of Mechanical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400030, China; 2. Chongqing Communication College, Chongqing
400035, China; 3. North China Electric Power University, Baoding Hebei 071003, China)
Abstract: This paper suggested arisk management model oriented to reliability soft. Firstly, used the Bayesian belief networks
( BBN) , the risks which had influenced the reliability of soft were analyzed. Secondly, established a risk control model based
on constraint satisfaction. The research on soft project risk management provided a new method for improving the quality and
reliability of soft.
Key words: soft reliability; risk management; Bayesian belief networks ( BBN) ; constraint satisfaction
目前, 软件质量还不能完全达到软件可信性的要求。可信
软件的研究工作大多从安全性 分析等 技术方 面保障 和提高 软
件的可信性
[ 1]
。但是, 当软件开 发规模 大幅度 增加、软件开 发
环境复杂化以及软件运行环境急剧恶化时, 软件可信性面临着
更加严峻的挑战, 通过技术手段来提高软件的可信性变得非常
困难。开发高质量可信软件的 根本问 题不仅 在于是 否使用 新
的技 术, 更 在 于 开 发 过 程 中 是 否 采 用 科 学 的 风 险 管 理 标
准
[ 1 ～3]
, 尤其还需要解决可信软件开发过程中的风险管理 与过
程优化问题。因此, 加强可信软件开发过程中的风险管理以提
高软件质量与可信性是亟待解决的重要问题。
1 贝叶斯信仰网络(BBN)
在不确定性的 决策 支 持研 究领 域, BBN 近 年来 受到 了 极
大的关注
[ 4,5]
。BBN的基本 理论( 如贝叶斯 概率 ) 已存 在较 长
时间, 而其算法和相关软件工具在近年来才被运用起来。贝叶
斯信仰网络由具 有 一系 列条 件 概率 表的 非 周期 性图 表 组成。
BBN中的节点代表 随机 变量, 它 的 状态 通常 用 离散 数字 或 数
据段 来 表 示。 弧 代 表 变 量 之 间 的 因 果 关 系。 条 件 概 率 表
( CPT) 与每个节点相联系, 并表示出节点间的相互作用而 产生
对某 个 指标 的影 响 概率。其 中, 如 果变 量 A 具有 父节 点 B
1
,
B
2
, …, B
n
, 在 CPT中其节点将 被赋 值为 P( A|B
1
, B
2
, …, B
n
) 。
同时可 以 利 用 专 家 的 经 验 来 填 写 CPTs 中 的 数 据。 例 如 当
BBN的根节点是未 知数 时, 专家 们 通常 对这 些 根节 点均 匀 分
配以分布概率。而不确定性决策支持过程中获得新数据时, 将
新数据加入 BBN网络, 重新计算和更新节点数值, 数值更新 过
程从父 节 点 传 递 到 子 节 点。 并 且, BBN 中 的 图 表 能 扩 充 成
BBN影响图, 其最基本的形状分别用长方形和菱形表示。
以考虑影响软件可信性的风险为例, 建立软件产品质量风
险的 BBN影响简图, 如图 1 所示。在图 中可以看出, 管理者 能
力和开发者能力影响着软件产品的可信性质量; 训练节点是决
策节点, 它与作为通用节点的训练成本节点相连。同时运用专
家经验, 得到软件产 品质 量的 CPT, 如表 1 所 示。BBN 能模 拟
网络构造者的信仰, 基于该信仰, BBN 可提供 软件开 发项目 中
风险的相关数学运算、预测; BBN也能 用于支 持可视 和可重 复
的风险管理决策的制定以及复杂软件项目风险管理的度量。
表 1 软 件产品 质量的 CPT
管 理 者 能 力
开 发 者 能 力
高
高 低
低
高 低
概 率 ( 产 品 质 量 高 ) 0. 9 0. 85 0. 35 0. 15
概 率 ( 产 品 质 量 低 ) 0. 1 0. 15 0. 65 0. 85
2 基于 BBN 的软件项目风险管理系统框架
本文采用 BBN来支持可信软件开发项目风 险评估和风 险
控 制策略的制定。建立基于 BBN的风险管理系统框架, 如图 2
所示。从该系统框架图中 可以 看出, 运 用 BBN能 分析 风险 并
产生管理者的风险控制决策信息; 同时管理者输入风险信息数
据或管理决策数据到 BBN 中, 以进 行下 一步 的风 险评 估和 预
测
[ 6]
。为实现动态可 持 续的 风险 管 理, 在风 险 管理 系统 中 需
要反馈环路, 同时在 反馈 环路 中 使用 BBN。BBN在 每次 迭 代
第 25 卷第 10 期
2008 年 10 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol. 25 No. 10
Oct. 2008
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