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第1章 软件健康管理基本内容1

1.1 软件健康管理发展起源1

1.1.1 健康管理技术发展历程1

1.1.2 软件健康管理技术发展动因6

1.2 基本概念9

1.2.1 软件错误、软件缺陷、软件故障、软件失效和软件异常9

1.2.2 故障诊断、失效预测11

1.3 软件健康管理基本问题12

1.3.1 软件健康12

1.3.2 软件健康管理概念12

1.3.3 与现有技术的区别及联系14

1.4 软件健康管理涉及的关键技术16

1.4.1 软件健康管理层次结构16

1.4.2 基于软件传感器的实时监测19

1.4.3 软件故障诊断22

1.4.4 软件健康评估问题23

1.4.5 软件异常减缓策略24

1.5 软件健康管理发展现状25

1.6 小结36

第2章 软件故障模式分析方法37

2.1 安全关键软件概述37

2.1.1 安全关键软件概念37

2.1.2 安全关键软件特点38

2.2 故障模式分析常用方法39

2.2.1 故障树分析法39

2.2.2 事件树分析法41

2.2.3 危险和操作性分析法44

2.2.4 软件FMEA46

2.3 SWHM结构化方法52

2.3.1 方法52

2.3.2 结果分析53

2.4 小结80

第3章 软件健康信息获取技术81

3.1 软件构件技术的发展81

3.2 典型软件构件介绍84

3.2.1 CORBA构件模型（CCM）84

3.2.2 Java Beans／EJB85

3.2.3 COM／DCOM86

3.2.4 模型比较88

3.3 软件健康信号提取89

3.4 软件异常信息获取93

3.4.1 支持健康管理的通用软件构件模型93

3.4.2 异常监测元模型94

3.5 SHMCM在航天型号软件中的应用98

3.6 小结101

第4章 软件性能异常检测技术102

4.1 软件性能异常检测方法102

4.1.1 基于统计方式的异常检测103

4.1.2 基于人工智能的检测方法104

4.2 基于免疫遗传的软件性能异常在线检测106

4.2.1 数据预处理107

4.2.2 编码和度量107

4.2.3 检测子的产生108

4.2.4 进化109

4.2.5 检测111

4.2.6 算法描述111

4.2.7 仿真实验112

4.3 基于ASW-RTS的软件性能异常在线检测117

4.3.1 ASW-RTS算法建模117

4.3.2 在线检测过程及算法分析122

4.3.3 实验验证及结果分析124

4.4 小结129

第5章 基于贝叶斯网络的软件健康管理技术130

5.1 贝叶斯网络基础知识130

5.1.1 基本概念130

5.1.2 推理原理及算法133

5.2 贝叶斯网络建模方法138

5.2.1 手动建模138

5.2.2 自动学习建模139

5.2.3 两阶段建模142

5.2.4 常用工具142

5.3 面向SWHM的贝叶斯网络建模143

5.3.1 节点143

5.3.2 拓扑空间145

5.3.3 节点状态空间147

5.3.4 条件概率分布147

5.3.5 软件传感器及其数据处理149

5.4 基于贝叶斯网络的某飞行控制系统SWHM系统构建152

5.4.1 飞行控制系统概述152

5.4.2 方法步骤154

5.4.3 系统结构158

5.5 实例应用160

5.5.1 具有缺陷的文件系统160

5.5.2 信号处理故障165

5.6 小结169

第6章 基于TFPG推理模型的软件健康管理技术171

6.1 相关工作171

6.1.1 故障传播模型171

6.1.2 故障检测172

6.2 基于TFPG的故障诊断173

6.2.1 TFPG模型173

6.2.2 推理算法176

6.3 基于TFPG的软件健康管理179

6.3.1 ACM中的健康管理179

6.3.2 TFPG故障推理机设计182

6.4 应用实例190

6.4.1 周期性Consumer端口的通用TFPG模型190

6.4.2 GPS集合的TFPG模型193

6.4.3 诊断过程194

6.5 小结195

第7章 软件健康度量方法研究实例197

7.1 软件健康度量相关概念197

7.1.1 软件度量197

7.1.2 软件健康度量199

7.2 软件健康状态划分200

7.3 基于过程的软件健康度量参数选取202

7.4 安全关键软件健康综合度量204

7.4.1 基于可靠性的固有健康度量205

7.4.2 资源健康度量211

7.4.3 功能健康211

7.4.4 软件健康指数计算217

7.5 小结218

第8章 软件故障修复技术研究219

8.1 软件故障修复方法分析219

8.2 基于软件重构的减缓技术研究221

8.2.1 基于反应的减缓技术221

8.2.2 基于推理搜索的减缓技术222

8.3 基于反应和推理搜索的组合式减缓技术229

8.3.1 组合式减缓策略可行性分析229

8.3.2 组合式减缓策略框架229

8.3.3 面向SHMCM的定时状态机231

8.3.4 组合式减缓引擎的重构算法234

8.4 小结240

第9章 软件健康管理应用实例241

9.1 惯性测量单元实例241

9.1.1 GPS子系统242

9.1.2 ADIRU子系统244

9.1.3 PFC子系统248

9.1.4 显示子系统248

9.1.5 生成的TFPG模型249

9.1.6 系统健康管理249

9.1.7 部署251

9.1.8 运行253

9.2 航天测发控软件实例260

9.2.1 框架设计260

9.2.2 功能构件抽取262

9.2.3 系统实现263

9.2.4 健康管理系统测试与分析266

9.3 小结269

参考文献270