基于信息检索的数据库软件可靠性评估技术研究

马辉

摘要：为提高评估数据库软件可靠性的准确率，提出基于信息检索的数据库软件可靠性评估技术研究。引入信息检索技术，确定数据库软件可靠性评估过程，建立数据库软件测试模型，计算可靠性评估估计值，评估数据库软件可靠性。实验结果表明：此次研究的数据库软件可靠性评估技术，评估数据库软件可靠性所需时间短，具有较小的评估误差，较高的可靠性评估准确率、召回率。

关键词：信息检索;数据库;软件;可靠性;评估技术

中图分类号：TP391      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）26-0018-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

数据库在使用的过程中，难免会受到硬件的影响，如磨损、失效率、振动和冲击影响等问题，导致软件不能在硬件上继续运行，此外，还会受到软件本身的失效率、设计缺陷等问题影響，出现数据库软件提前崩溃、失效等现象[1-2]。因此，对数据库进行可靠性评估具有很大的重要性。为此，研究数据库软件可靠性评估技术，实时评估数据库软件可靠性，检测数据库软件的运行情况。

1 研究基于信息检索的数据库软件可靠性评估技术

1.1 基于信息检索的数据库软件可靠性评估过程

评估数据库软件可靠性，需要设计数据库软件测试模型，在测试的过程中，评估数据库软件可靠性。所以，此次设计的数据库软件可靠性评估过程如下：

1）确定可靠性评估目标——数据库软件;

2）引入数据库软件测试工具;分别测试数据库软件负载、功能和缺陷;

3）测试数据库软件;

4）收集该数据库软件运行时间、存储时间、错误数据、存储错误等失效数据;

5）建立数据库软件可靠性模型;

6）在数据库软件可靠性评估模型中，引入信息检索技术，在数据库软件测试工具作用下，测试数据库软件，其测试过程如下：

a.在数据库软件界面，输入检索词，检索数据库中，存储的数据;

b.通过数据库软件中的用户交互界面，连接系统数据库，检索数据库中的数据，并将用户输入的检索词，与数据标签进行对比，筛选相适应的数据;

c.计算用户输入的检索词，与从数据库中，搜索出的数据信息匹配程度;

d.输出最终检索结果，通过用户交互界面，将检索到的数据，传输给用户。

7）评估数据库软件可靠性;

8）判断数据库软件，是否达到可靠性估计值;

9）当数据库软件没有达到可靠性估计值时，进行连续测试;重复步骤4;

10）当数据库软件达到可靠性估计值时，即完成数据库软件可靠性评估，输出评估结果。

此时，即可根据上述步骤，确定的数据库软件可靠性评估过程，评估数据库软件可靠性。

1.2 建立数据库软件测试模型

依据此次研究，确定的数据库软件可靠性评估步骤，做出如下假设：

1）数据库软件的程序中，存在的固有错误个数为[N0]，表示未知常数;

2）数据库软件中的运行程序，错误的发生属于相互独立状态，其引发数据库软件，产生失效的可能性大致相同，但是，由此引起的数据库软件，失效时间间隔，也处于相互独立状态;

3）此次建立的数据库，所使用的数据库软件测试工具，在每一次的测试的过程中，都会排除一个数据库软件中存在的错误，且在错误排除的过程中，不会引入新的错误;

4）数据库软件中，程序运行时的错误发生率相同，且每种错误出现的可能性相互独立，采用测试软件，检测出的数据库软件错误率，与数据库软件运行过程中，存在的错误呈正比;

5）数据库软件所存在的失效率，在每个时间间隔内，都属于常数[3]，与数据库软件中，残留的错误数呈正比;此时，假设时间变量为[p]，第[i]次失效间隔中以第[i-1]失效为起点的时间变量为[pi]，则软件失效率函数[Z]为：

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

式中，[φ]表示数据库软件的失效率与软件中残留的错误数的比例常数。

6）数据库软件的运行方式，为其正常运行状态，不存在运行问题。所以，此次建立的数据库软件可靠性评估模型，所要求的数据，为完全失效数据。为此，假设软件失效时间间隔集合为[X=x1，x2，…，xn]，[n]表示时间间隔次数。实际失效时间为[T=t1，t2，…，tn]，其中，[xi=ti-ti-1]，[i=1，2，…，n]，[t0=0]。

依据上述内容，确定的6条假设，建立的数据库软件评估模型如下：

[fxi=φN0-i+1exp-φN0-i+1xiFxi=1-exp-φN0-i+1xiRxi=exp-φN0-i+1xi]    （2）

式中，[fxi]表示数据库软件密度;[Fxi]表示数据库软件分布;[Rxi]表示数据库软件可靠性[4]。此时，即可确定数据库软件评估模型，评估特征值，作为数据库软件评估估计值。

1.3 计算可靠性评估估计值

此次研究，建立如（2）式所示的数据库软件可靠性评估模型，存在[φ]和[N0]两个未知值，需要针对[φ]和[N0]两个未知值求解，得到[φ]和[N0]两个未知值的估计值，赋予（2）式实际价值。为此，引入统计学中的最大似然估计法，求取[φ]和[N0]两个未知值的估计值。

为此，假设数据库软件在测试过程中，其程序总共出现了[n]次失效，且[n]次失效的失效间隔时间为[x1，x2，…，xn]，则[φ]和[N0]两个未知值的似然函数[Lφ，N0]为：