可靠性评估的三种模型及其局限

架构质量属性研究由于对模型要求严格、数据采集难度大，目前集中在可维护性和可靠性两方面。可靠性评估在给定时间内、特定环境下衡量信息系统无错运行的概率，主要有三种模型，各自依赖的假设不同、也各自有相应的局限。基于操作剖面的模型：根据用户使用软件的操作习惯及频率定义”操作剖面”，通过统计不同组件在运行过程中的使用概率、概括组件使用情况和组件迁移概率、计算不同剖面出现概率来得到系统可靠性；其不足在于操作剖面本身难以确定，这直接影响可靠性评估的准确性——换句话说，这类模型的精度上限，取决于你多准确地知道”用户到底会怎么用这个系统”，而这件事本身往往很难预先掌握。基于状态的模型：通常假设各组件间的控制转移具有Markov性质（下一状态只依赖当前状态、与历史无关），用控制流图描述架构，但实际软件系统中很难满足Markov模型所要求的”组件独立性”假设——组件之间几乎总是存在某种历史依赖或共享状态，这与Markov性质的核心前提直接冲突。基于路径的模型：假设组成系统的组件是独立运行的，通过计算各路径上组件间的迁移概率来计算各路径可靠性，进而得到系统可靠性；同样依赖”组件独立运行”这一在真实系统中往往不成立的假设。三种模型的共同弱点揭示了一个规律：可靠性建模天然需要对”组件如何相互影响”做出简化假设（操作剖面的静态频率、Markov性质、组件独立性），而这些简化假设恰恰是真实复杂系统最容易违反的地方——这也是为什么可靠性度量至今没有一种被广泛认可为”足够准确”的主流方法，模型的实用性和它对现实的简化程度之间始终存在张力。