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1、 基于贝叶斯网络的软件测试人因可靠性评估摘要：在软件测试过程中，人因可靠性是影响测试结果的重要因素。该文建立了基于贝叶斯网络的人因可靠性评估模型，论证了利用该模型进行评估的基本步骤，建立了其评估指标体系，并通过实例对软件测试中人因可靠性进行了评估。仿真结果证明了该模型的正确性和有效性。关键词：软件测试；人因可靠性；贝叶斯网络中图分类号：tp311文献标志码：a 文章编号：1009-3044(2011)30-7437-02软件测试1是软件生存期中的一个重要阶段，是软件质量保证的关键步骤。测试工作主要由人来完成的，所以人的可靠性会直接影响测试效果。因此，对软件测试中人因可靠性进行评估是十分必要的。
2、影响人因可靠性的因素很多，要进行精确的人因可靠性2评估，不能用简单的逻辑判断，需要对观察到的特征进行综合。考虑到贝叶斯网络的特点，本文在确定人因可靠性影响因素的基础上，建立了基于贝叶斯网络的人因可靠性评估模型。1 贝叶斯网络模型贝叶斯网络3是根据各变量间的概率关系建立起来的图论模型，可用来表示，其中拓扑结构g表示一个具有n个节点的有向无环图，p表示一个与每个节点相关的条件概率分布。节点集合v=v1，v2，vn代表变量集合，节点间的有向边t代表了变量间的关联关系。对于有向边(vi,vj)，vi称为vj的父节点，而vj称为vi的子节点。没有父节点的节点称为根节点，没有子节点的节点称为叶节点。显然，
3、vi的父节点为一节点集，在贝叶斯网络中，节点只依赖于它的父节点集。2 人因可靠性评估模型2.1 影响因素的确定从人的失误的观点出发，影响人因可靠性的因素很多，且影响程度差别较大。总体来看，主要包括人的自身因素、环境因素以及组织管理因素，其中人的自身因素又可以分为生理因素和心理因素。2.2 模型的建立针对软件测试人因可靠性的3层贝叶斯网络如图1所示。图1中v1、v3、v4、v5是根节点。对于vi(i=1，3，4，5)，假设vi的优劣程度为p(vi)，p(vi)0,1。那么， p(vi)=0表示各因素处于非常差的状态，此种状态下测试人员可靠度极低；p(vi)=1表示各因素处于非常好的状态，此种状态
4、下测试人员可靠度无限接近于1。假设理想条件下飞行员可靠度定义为p(v6)=1，实际软件测试时测试人员可靠度为r，根据贝叶斯网络理论有：r= p(v6)f(v6| v1) f(v6| v2| v4，v5) f(v6| v3)（1）f(v6| v1)、f(v6| v3)分别表示组织管理因素以及环境因素对测试人员可靠度的影响，f(v6| v2| v4，v5)表示影响条件的叠加，即 v4，v5同时影响了v2，进而v2影响了v6。模型建立以后，需要量化诸如f(v6| v1) 的条件影响函数。1) 组织管理因素组织管理满意度越高， 对测试人员可靠度的条件影响因子越大；反之越小。此处假设条件影响函数为指数函
5、数f(v6| v1)=e-a1.v1+b1。根据经验：v1=1时，f(v6| v1)=1；v1=0时，f(v6| v1)=0.7。由此求得：f(v6| v1)=e0.2624v1-0.3。2) 人的自身因素假设人的自身因素对可靠度的条件影响函数为二次函数f(v6| v2)=a2.v22+b2.v2+c2。根据经验：v2=1时，f(v6| v2)=1；v2=0时，f(v6| v2)=0；v2=0.8时，f(v6| v2)=0.9。由此求得：f(v6| v2)=-0.625v22+1.625v2。假设生理因素对人的自身因素影响函数为指数函数f(v2| v4)=e-a4.v4+b4。根据经验：v4=
6、1时，f(v2| v4)=1；v4=0时，f(v2| v4)=0.4。由此求得：f(v2| v4)=e0.47v1-0.6。假设心理因素对人的自身因素影响函数为指数函数f(v2| v5)=e-a5.v5+b5。根据经验：v5=1时，f(v2| v5)=1；v5=0时，f(v2| v5)=0.5。由此求得：f(v2| v5)=e0.4055v1-0.5。3) 环境因素环境因素越好， 对测试人员可靠度的条件影响因子越大；反之越小。此处假设条件影响函数为一次函数f(v6| v3)=a3v3+b3。根据经验：v3=1时，f(v6| v3)=1；v3=0时，f(v6| v3)=0.6。由此求得：f(v6
7、| v3)=0.4v3+0.6。3 实例分析针对软件测试活动，选取了对该领域比较熟悉的五位专家对v1、v3、v4、v5四个根节点进行了评分，并分别计算了均值，如表1所示。将表1中v4、v5的值带入相应的影响函数得到：f(v2| v4)=0.9925，f(v2| v5)=0.9819。假设在理想状态下测试人员自身因素p(v2)=1，将v1、v3以及f(v2| v4)、 f(v2| v5)的值带入相应的条件影响函数。进一步得到：f(v6| v1)=0.9697，f(v6| v2| v4，v5)= 0.9745，f(v6| v3)=0.944。从而，根据式（1）可以得到实际软件测试中测试人员可靠度为
8、：r=10.96970.97450.944=0.892。综上所述，专家对测试人员可靠度的评估值为0.892，可靠度比较高，可以胜任该项测试工作。4 结论本文在建立软件测试中测试人员可靠度指标的基础上，运用贝叶斯网络理论对测试人员可靠度进行了评价。经过仿真实例，得到了比较好的效果，为评判测试人员水平提供重要参考和依据；同时，基于贝叶斯网络的人因可靠性评估模型具有很好的移植性，可以适用于多个领域。但是，由于条件影响函数的选取存在主观上的片面性，所以结果的真实程度还需要进一步探究，这也是该模型存在的不足。参考文献：1 薛冲冲等.软件测试研究j.计算机系统应用,2010,20(1):15-19.2 张晶晶等.人的可靠性分析j.中国安全生产科学技术,2011,7(1):76-81.3 刘莉等.基于贝叶斯网络的飞行安全人因可靠性评估模型j.空军工程大学学报,2009,10(3):5-9.