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一种动态加权组合神经网络模型的软件测试方法.docx
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2022-12-01
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一种动态加权组合神经网络模型的软件测试方法 动态加权组合神经网络模型是一种基于人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANNs)的软件可靠性增长模型,是对传统软件可靠性增长模型(Software Reliability Growth Models,SRGMs)的改进和增强。这种模型结合了各种现有模型,使用前馈神经网络结构,输入层和输出层中有单个神经元,隐藏层中有三个神经元,每个神经元从单个输入神经元接收加权输入,隐藏层中每个神经元的输出不同的比例加权,隐藏层的组合加权的输出作为输入馈送到输出层。 该模型的主要优点在于,它可以对软件可靠性进行更准确的评估和预测,且具有更强的非线性运算能力和分布存储及学习能力。与传统的SRGM相比,该模型不需要任何假设条件,仅需要将历史故障数据作为输入,便可以对软件可靠性进行评估和预测。因此,该模型对软件可靠性评估和测试具有重要的参考价值。 在该模型中,隐藏层中的每个神经元都可以看作是一个小型的SRGM,每个神经元的输出都是对软件可靠性的评估结果。隐藏层中的每个神经元的输出不同的比例加权,组合加权的输出作为输入馈送到输出层,这样可以对软件可靠性进行更加准确的评估和预测。 在软件测试中,该模型可以用来对软件可靠性进行评估和预测,从而帮助软件开发者和测试人员更好地理解软件的可靠性,并对软件进行优化和改进。同时,该模型也可以用来对软件测试结果进行分析和评估,从而帮助软件测试人员对软件的可靠性进行更加准确的评估和预测。 动态加权组合神经网络模型是一种非常有价值的软件可靠性增长模型,对软件测试和评估具有重要的参考价值。
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1. 引言
软件可靠性是软件工程领域一个重要分支,它在软件可靠性评估和保障中具有重要作
用[1].软件可靠性是影响软件质量的最重要因素.评价软件可靠性的方法之一就是分析软件
的测试过程[2].为了能够准确评估软件的可靠性,现已开发出上百种应用于实际项目的软件
可靠性增长模型(Software Reliability Growth Models,SRGMs).这些开发出的模型都是基于
各种各样的假设,所以模型的通用性和预测精度不高.由于神经网络具备很强的非线性运算
能力,因此基于 ANN 的软件可靠性增长模型可以获得更高的预测精度和更强的通用性.
人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANNs)是受生物神经系统行为启发而产生的
一种非线性、自适应的信息处理系统
[3]
.其通过构造大量且高度互联的神经元,使它们协同
工作,用于处理和解决复杂全局行为的特定问题.此类全局行为由神经元和连接神经元之间
的参数关系决定.
SRGM(software reliability and growth model)是目前建模可靠性及其过程提高的重要数
学工具, 对可靠性的评测、保证以及测试资源管控和最优发布研究具有重要作用
[5]
.
许多通常表现出非线性模式的行为均是影响软件可靠性增长的因素,如软件开发方
法,软件开发环境,软件复杂性,软件人员等.现有的统计建模方法对实验结果的论证很大
程度上取决于对测试过程的假设
[6]
.
由于神经网络模型仅需要将历史故障数据作为输入且不需要任何假设条件,因此神经
网络模型比现有的软件可靠性模型具有显著的优势.因此,近年来 ANN 软件可靠性模型引
起了众多研究人员的注意.
2. SRGM 的 ANN 建模
传统的 SRGM 本质上是通过一个复合函数来建立可靠性预测模型,神经网络的实质
也是通过构建一个多参数的复合函数来求解问题,因此本文提出了一种基于神经网络的
SRGM,不仅继承了传统 SRGM 的所有属性,而且还具有超强的非线性运算能力和分布存
储及学习能力.
首先用简单前馈神经网络架构的 SRGM(S_SRGM)来说明神经网络方法与传统的
SRGM 的对应关系.S_SRGM 由输入层、隐藏层、输出层和一个神经元组成,如图 1 所示.
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