基于信息檢索的數據庫軟件可靠性評估技術研究

馬輝

摘要：為提高評估數據庫軟件可靠性的準確率，提出基于信息檢索的數據庫軟件可靠性評估技術研究。引入信息檢索技術，確定數據庫軟件可靠性評估過程，建立數據庫軟件測試模型，計算可靠性評估估計值，評估數據庫軟件可靠性。實驗結果表明：此次研究的數據庫軟件可靠性評估技術，評估數據庫軟件可靠性所需時間短，具有較小的評估誤差，較高的可靠性評估準確率、召回率。

關鍵詞：信息檢索;數據庫;軟件;可靠性;評估技術

中圖分類號：TP391? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0018-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

數據庫在使用的過程中，難免會受到硬件的影響，如磨損、失效率、振動和沖擊影響等問題，導致軟件不能在硬件上繼續運行，此外，還會受到軟件本身的失效率、設計缺陷等問題影響，出現數據庫軟件提前崩潰、失效等現象[1-2]。因此，對數據庫進行可靠性評估具有很大的重要性。為此，研究數據庫軟件可靠性評估技術，實時評估數據庫軟件可靠性，檢測數據庫軟件的運行情況。

1 研究基于信息檢索的數據庫軟件可靠性評估技術

1.1 基于信息檢索的數據庫軟件可靠性評估過程

評估數據庫軟件可靠性，需要設計數據庫軟件測試模型，在測試的過程中，評估數據庫軟件可靠性。所以，此次設計的數據庫軟件可靠性評估過程如下：

1）確定可靠性評估目標——數據庫軟件;

2）引入數據庫軟件測試工具;分別測試數據庫軟件負載、功能和缺陷;

3）測試數據庫軟件;

4）收集該數據庫軟件運行時間、存儲時間、錯誤數據、存儲錯誤等失效數據;

5）建立數據庫軟件可靠性模型;

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

a.在數據庫軟件界面，輸入檢索詞，檢索數據庫中，存儲的數據;

b.通過數據庫軟件中的用戶交互界面，連接系統數據庫，檢索數據庫中的數據，并將用戶輸入的檢索詞，與數據標簽進行對比，篩選相適應的數據;

c.計算用戶輸入的檢索詞，與從數據庫中，搜索出的數據信息匹配程度;

d.輸出最終檢索結果，通過用戶交互界面，將檢索到的數據，傳輸給用戶。

7）評估數據庫軟件可靠性;

8）判斷數據庫軟件，是否達到可靠性估計值;

9）當數據庫軟件沒有達到可靠性估計值時，進行連續測試;重復步驟4;

10）當數據庫軟件達到可靠性估計值時，即完成數據庫軟件可靠性評估，輸出評估結果。

此時，即可根據上述步驟，確定的數據庫軟件可靠性評估過程，評估數據庫軟件可靠性。

1.2 建立數據庫軟件測試模型

依據此次研究，確定的數據庫軟件可靠性評估步驟，做出如下假設：

1）數據庫軟件的程序中，存在的固有錯誤個數為[N0]，表示未知常數;

2）數據庫軟件中的運行程序，錯誤的發生屬于相互獨立狀態，其引發數據庫軟件，產生失效的可能性大致相同，但是，由此引起的數據庫軟件，失效時間間隔，也處于相互獨立狀態;

3）此次建立的數據庫，所使用的數據庫軟件測試工具，在每一次的測試的過程中，都會排除一個數據庫軟件中存在的錯誤，且在錯誤排除的過程中，不會引入新的錯誤;

4）數據庫軟件中，程序運行時的錯誤發生率相同，且每種錯誤出現的可能性相互獨立，采用測試軟件，檢測出的數據庫軟件錯誤率，與數據庫軟件運行過程中，存在的錯誤呈正比;

5）數據庫軟件所存在的失效率，在每個時間間隔內，都屬于常數[3]，與數據庫軟件中，殘留的錯誤數呈正比;此時，假設時間變量為[p]，第[i]次失效間隔中以第[i-1]失效為起點的時間變量為[pi]，則軟件失效率函數[Z]為：

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

式中，[φ]表示數據庫軟件的失效率與軟件中殘留的錯誤數的比例常數。

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

依據上述內容，確定的6條假設，建立的數據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]表示數據庫軟件密度;[Fxi]表示數據庫軟件分布;[Rxi]表示數據庫軟件可靠性[4]。此時，即可確定數據庫軟件評估模型，評估特征值，作為數據庫軟件評估估計值。

1.3 計算可靠性評估估計值

此次研究，建立如（2）式所示的數據庫軟件可靠性評估模型，存在[φ]和[N0]兩個未知值，需要針對[φ]和[N0]兩個未知值求解，得到[φ]和[N0]兩個未知值的估計值，賦予（2）式實際價值。為此，引入統計學中的最大似然估計法，求取[φ]和[N0]兩個未知值的估計值。

為此，假設數據庫軟件在測試過程中，其程序總共出現了[n]次失效，且[n]次失效的失效間隔時間為[x1，x2，…，xn]，則[φ]和[N0]兩個未知值的似然函數[Lφ，N0]為：