题目：实时嵌入式软件体系结构建模及可靠性评估方法研究

软件可靠性是软件质量评估最重要的指标之一，传统的可靠性评估主要集中在软件的测试，运行阶段，运用黑盒测试获得失效数据计算获得。然而随着软件的规模以及复杂程度的提高，软件黑盒测试的难度和成本也在不断加大，传统的可靠性评估也相应耗费更多的人力和物力。

基于体系结构的开发是现代软件开发的重要途径，也是软件工程的要求。软件的体系结构与软件本身的质量和性能息息相关。并且实践表明，越早的发现软件中存在的错误，所花费的开销就会越小，因此近年来基于软件体系结构的可靠性评估已经成为工程研究的热点之一。

本文首先对现有体系结构的可靠性评估模型进行了调研，给出了现有体系结构模型的分类和模型代表，并分析了现有模型的不足。由于petri网具有良好的扩展性并且对异步和并行软件有良好的描述性，因此本文对petri网可靠性评估模型重点研究，首先将变迁划分为时间变迁和瞬时变迁，并给出了常见结构的模型表示。对于时间变迁，引入时间相关的可靠度，包括延时可靠度和时序可靠度。延时可靠度主要描述系统反应延时高于系统要求而发生失效的概率。时序可靠度描述系统由于运行顺序错误发生失效的概率，由此给出了基于时间扩展petri网的软件体系结构建模方法。

获得了体系结构的petri网模型后，通过组件状态与系统可达状态之间的关系，可以创建可达状态转移矩阵，运用马尔可夫模型计算整个系统的可靠度。基于评估模型，本文还提出了一种软件可靠性灵敏度分析方法，利用灵敏度分析可以确定对系统可靠度影响较大的关键组件。

基于以上方法，开发了一套可靠性评估的工具。工具采用java语言开发，能够实现petri网的可视化建模，可靠性信息配置，体系结构的可靠性评估以及灵敏度分析。

最后，本文将所研究的方法应用与某航电嵌入式系统软件中，完成了体系结构建模、可靠性评估以及灵敏度分析，验证了方法的可行性和有效性。