馬輝

摘要：為提高評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性的準(zhǔn)確率，提出基于信息檢索的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估技術(shù)研究。引入信息檢索技術(shù)，確定數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估過程，建立數(shù)據(jù)庫軟件測試模型，計(jì)算可靠性評估估計(jì)值，評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：此次研究的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估技術(shù)，評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性所需時(shí)間短，具有較小的評估誤差，較高的可靠性評估準(zhǔn)確率、召回率。

關(guān)鍵詞：信息檢索;數(shù)據(jù)庫;軟件;可靠性;評估技術(shù)

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0018-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

數(shù)據(jù)庫在使用的過程中，難免會(huì)受到硬件的影響，如磨損、失效率、振動(dòng)和沖擊影響等問題，導(dǎo)致軟件不能在硬件上繼續(xù)運(yùn)行，此外，還會(huì)受到軟件本身的失效率、設(shè)計(jì)缺陷等問題影響，出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫軟件提前崩潰、失效等現(xiàn)象[1-2]。因此，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行可靠性評估具有很大的重要性。為此，研究數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估技術(shù)，實(shí)時(shí)評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性，檢測數(shù)據(jù)庫軟件的運(yùn)行情況。

1 研究基于信息檢索的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估技術(shù)

1.1 基于信息檢索的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估過程

評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性，需要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫軟件測試模型，在測試的過程中，評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性。所以，此次設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估過程如下：

1）確定可靠性評估目標(biāo)——數(shù)據(jù)庫軟件;

2）引入數(shù)據(jù)庫軟件測試工具;分別測試數(shù)據(jù)庫軟件負(fù)載、功能和缺陷;

3）測試數(shù)據(jù)庫軟件;

4）收集該數(shù)據(jù)庫軟件運(yùn)行時(shí)間、存儲(chǔ)時(shí)間、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)錯(cuò)誤等失效數(shù)據(jù);

5）建立數(shù)據(jù)庫軟件可靠性模型;

6）在數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估模型中，引入信息檢索技術(shù)，在數(shù)據(jù)庫軟件測試工具作用下，測試數(shù)據(jù)庫軟件，其測試過程如下：

a.在數(shù)據(jù)庫軟件界面，輸入檢索詞，檢索數(shù)據(jù)庫中，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù);

b.通過數(shù)據(jù)庫軟件中的用戶交互界面，連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，檢索數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，并將用戶輸入的檢索詞，與數(shù)據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行對比，篩選相適應(yīng)的數(shù)據(jù);

c.計(jì)算用戶輸入的檢索詞，與從數(shù)據(jù)庫中，搜索出的數(shù)據(jù)信息匹配程度;

d.輸出最終檢索結(jié)果，通過用戶交互界面，將檢索到的數(shù)據(jù)，傳輸給用戶。

7）評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性;

8）判斷數(shù)據(jù)庫軟件，是否達(dá)到可靠性估計(jì)值;

9）當(dāng)數(shù)據(jù)庫軟件沒有達(dá)到可靠性估計(jì)值時(shí)，進(jìn)行連續(xù)測試;重復(fù)步驟4;

10）當(dāng)數(shù)據(jù)庫軟件達(dá)到可靠性估計(jì)值時(shí)，即完成數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估，輸出評估結(jié)果。

此時(shí)，即可根據(jù)上述步驟，確定的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估過程，評估數(shù)據(jù)庫軟件可靠性。

1.2 建立數(shù)據(jù)庫軟件測試模型

依據(jù)此次研究，確定的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估步驟，做出如下假設(shè)：

1）數(shù)據(jù)庫軟件的程序中，存在的固有錯(cuò)誤個(gè)數(shù)為[N0]，表示未知常數(shù);

2）數(shù)據(jù)庫軟件中的運(yùn)行程序，錯(cuò)誤的發(fā)生屬于相互獨(dú)立狀態(tài)，其引發(fā)數(shù)據(jù)庫軟件，產(chǎn)生失效的可能性大致相同，但是，由此引起的數(shù)據(jù)庫軟件，失效時(shí)間間隔，也處于相互獨(dú)立狀態(tài);

3）此次建立的數(shù)據(jù)庫，所使用的數(shù)據(jù)庫軟件測試工具，在每一次的測試的過程中，都會(huì)排除一個(gè)數(shù)據(jù)庫軟件中存在的錯(cuò)誤，且在錯(cuò)誤排除的過程中，不會(huì)引入新的錯(cuò)誤;

4）數(shù)據(jù)庫軟件中，程序運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤發(fā)生率相同，且每種錯(cuò)誤出現(xiàn)的可能性相互獨(dú)立，采用測試軟件，檢測出的數(shù)據(jù)庫軟件錯(cuò)誤率，與數(shù)據(jù)庫軟件運(yùn)行過程中，存在的錯(cuò)誤呈正比;

5）數(shù)據(jù)庫軟件所存在的失效率，在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，都屬于常數(shù)[3]，與數(shù)據(jù)庫軟件中，殘留的錯(cuò)誤數(shù)呈正比;此時(shí)，假設(shè)時(shí)間變量為[p]，第[i]次失效間隔中以第[i-1]失效為起點(diǎn)的時(shí)間變量為[pi]，則軟件失效率函數(shù)[Z]為：

[Zpi=φN0-i+1]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，[φ]表示數(shù)據(jù)庫軟件的失效率與軟件中殘留的錯(cuò)誤數(shù)的比例常數(shù)。

6）數(shù)據(jù)庫軟件的運(yùn)行方式，為其正常運(yùn)行狀態(tài)，不存在運(yùn)行問題。所以，此次建立的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估模型，所要求的數(shù)據(jù)，為完全失效數(shù)據(jù)。為此，假設(shè)軟件失效時(shí)間間隔集合為[X=x1，x2，…，xn]，[n]表示時(shí)間間隔次數(shù)。實(shí)際失效時(shí)間為[T=t1，t2，…，tn]，其中，[xi=ti-ti-1]，[i=1，2，…，n]，[t0=0]。

依據(jù)上述內(nèi)容，確定的6條假設(shè)，建立的數(shù)據(jù)庫軟件評估模型如下：

[fxi=φN0-i+1exp-φN0-i+1xiFxi=1-exp-φN0-i+1xiRxi=exp-φN0-i+1xi]? ? （2）

式中，[fxi]表示數(shù)據(jù)庫軟件密度;[Fxi]表示數(shù)據(jù)庫軟件分布;[Rxi]表示數(shù)據(jù)庫軟件可靠性[4]。此時(shí)，即可確定數(shù)據(jù)庫軟件評估模型，評估特征值，作為數(shù)據(jù)庫軟件評估估計(jì)值。

1.3 計(jì)算可靠性評估估計(jì)值

此次研究，建立如（2）式所示的數(shù)據(jù)庫軟件可靠性評估模型，存在[φ]和[N0]兩個(gè)未知值，需要針對[φ]和[N0]兩個(gè)未知值求解，得到[φ]和[N0]兩個(gè)未知值的估計(jì)值，賦予（2）式實(shí)際價(jià)值。為此，引入統(tǒng)計(jì)學(xué)中的最大似然估計(jì)法，求取[φ]和[N0]兩個(gè)未知值的估計(jì)值。

為此，假設(shè)數(shù)據(jù)庫軟件在測試過程中，其程序總共出現(xiàn)了[n]次失效，且[n]次失效的失效間隔時(shí)間為[x1，x2，…，xn]，則[φ]和[N0]兩個(gè)未知值的似然函數(shù)[Lφ，N0]為：