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《計算機仿真雜志》2014年第六期

1大型差異結構下的軟件故障檢測原理

軟件故障檢測技術是通過軟件不同部分提取的異常信號特征，在根據軟件故障的特征類別，進行定位的方法。其原理如下:將全部軟件運行數據分為N個組別，針對其中的任意一組數據進行聚類中心的計算，從而獲取一組規則，根據該規則能夠實現軟件故障檢測。設置軟件故障檢測的聚類中心能夠用Dl進行描述，對應的故障類型能夠用d1進行描述，則能夠得到下述模糊聚類規則:在上述公式中，yjk能夠用來描述軟件運行過程中第k個狀態特征，Blk能夠用來描述第L個模糊規則的第k個運行狀態特征的隸屬度。利用下述公式能夠描述上述軟件運行狀態特征隸屬度函數:在上述公式中，dlk能夠用來描述聚類中心Dl的第l個元素，!lk能夠用來描述上述聚類中心對應的擴展度。針對聚類中心進行差值運算，能夠得到其余的聚類中心，從而獲取模糊聚類的規則。根據模糊聚類規則庫，能夠得到該聚類模型的輸出結果如下所述:根據上面闡述的方法，能夠得到一系列軟件運行狀態特征的模糊聚類規則，對聚類模型進行優化處理，能夠得到軟件故障分類模型。在模糊聚類故障檢測模型中，設置輸入的數據是Yj，軟件故障的類別能夠用d1進行描述，則模糊聚類模型的輸出結果是1，否則，該模型的輸出結果是0。軟件故障類型的檢測誤差分為兩個不同的部分，其中，第一部分能夠用下述公式進行描述。在上述公式中，全部軟件運行狀態特征的數目能夠用pd進行描述。根據上面闡述的方法，能夠建立軟件故障檢測的模糊聚類模型如下所述:根據上面闡述的方法，能夠建立軟件故障檢測的模糊聚類模型。但是，如果軟件結構呈現差異化趨勢越發明顯，軟件集成性使得其整體結構的關聯性呈現淡化。結構接口之間無明顯銜接特征，將造成缺少明確的接口銜接特征進行定位區域指示，導致軟件故障定位不準。

2基于差異結構融合算法的軟件故障檢測方法

利用模糊聚類算法進行軟件故障檢測，如果軟件結構呈現差異化趨勢越發明顯，軟件集成性使得其整體結構的關聯性呈現淡化，由于缺少明確的接口銜接特征進行定位區域指示，造成軟件故障定位不準。為此，提出了一種基于差異結構融合算法的軟件故障檢測方法。

2．1軟件故障檢測信號融合處理利用信號融合技術，對軟件故障檢測信號進行有效的融合處理，從而為軟件故障檢測提供基礎。其詳細內容如下所述:利用窗口函數，能夠對軟件故障檢測信號進行提取，提取公式如下所述:設置軟件故障檢測信號的初始值可以用C和D表示，利用下述公式能夠對上述軟件故障信號進行初步的融合處理:在上述公式中，JB(j，k)能夠用來描述第一個軟件故障信號的能量參數，JC(j，k)能夠用來描述第二個軟件故障信號的能量參數，對應的比率分別是ξB和ξC，而且需要符合條件ξB+ξC=1。KC(k，l)表示軟件故障信號的低頻系數，KD(k，l)是對應的高頻系數。根據軟件故障信號和對應的比率之間的關系，能夠得到下述結果:根據上述方法，可以將軟件故障信號按照對應的比率進行有效的融合處理，從而為軟件故障檢測提供可靠的數據基礎。

2．2實現軟件故障檢測根據分布式協同檢測方法，可以對軟件故障進行有效的檢測。其詳細內容如下所述:在軟件故障檢測過程中，設置軟件故障信號可以用Bk(m)(k=1，2，3)表示，則需要對上述特征進行有效的特征提取，特征提取規則能夠用下述公式進行描述:根據上面闡述的方法，能夠利用信號融合技術，對軟件故障檢測信號進行有效的融合處理，從而為軟件故障檢測提供基礎。利用分布式協同檢測方法，對軟件故障特征進行有效的檢測，從而完成軟件故障檢測。

3實驗結果分析

為了驗證本文提出的基于差異結構融合算法的軟件故障檢測方法的有效性，需要進行一次實驗。在實驗的過程中，需要利用VB++語言進行實驗編程。在實驗的過程中，需要將三種不同功能的軟件構成一個新的軟件，則該軟件具有較強的差異化結構。在軟件故障檢測實驗過程中，實驗數據如下所述:1)軟件故障檢測信號的數量:1000個;2)軟件故障檢測過程中的白色噪聲信號數目:1000個;3)系統噪聲:＜5微伏;在實驗過程中采集的故障信號圖譜能夠用圖2進行描述。利用傳統算法進行差異化結構下的軟件故障檢測，檢測結果能夠用表1進行描述。利用本文算法進行差異化結構下的軟件故障檢測，檢測結果能夠用表2進行描述。對上述兩個表中的數據進行對比分析可以得知，利用本文算法進行軟件故障檢測，在軟件差異化結構相似的情況下，利用本文算法進行故障檢測的準確性遠遠高于傳統算法，能夠為軟件的正常運行提供保障。利用不同方法進行軟件故障檢測，獲取的檢測準確率能夠用圖3表示。根據上圖可以得知，利用本文算法進行軟件故障檢測，在軟件的差異化結構相似的情況下，利用本文算法檢測的準確性高于傳統算法。通過上述實驗能夠得知，在軟件差異化結構比較明顯的情況下，利用本文算法進行軟件故障檢測，能夠極大的提高檢測的準確性，從而保證軟件的安全運行。因此，能夠將本文提出的基于差異結構融合算法的軟件故障檢測方法廣泛應用在軟件故障檢測領域中。

4結束語

本文提出了一種基于差異結構融合算法的軟件故障檢測方法。利用信號融合技術，對軟件故障檢測信號進行有效的融合處理，從而為軟件故障檢測提供基礎。利用分布式協同檢測方法，對軟件故障特征進行有效的檢測，從而完成軟件故障檢測。實驗結果表明，利用本文算法進行軟件故障檢測，能夠在軟件結構差異性較強的情況下，有效提高軟件故障檢測的準確性，從而保證能夠對軟件故障進行實時檢測。

作者：汪偉熊婷詹雪單位：南昌大學科學技術學院