Publicação: Mixture models applied to failure times modeling: an exploratory study in software reliability
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
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In the software reliability literature, particularly in the modeling of failure times, probabilistic models based on a single distribution are predominant. However, such models are limited when dealing with the complexity of modern software systems, which are characterized by multiple failure causes and variability in operational profiles. Although widely used during development and testing phases, single-distribution models often perform poorly in real operational contexts due to interactions with the operational environment, which lead to a greater diversity of failure patterns. This study investigates the application of mixture models to software reliability analysis based on real operational data. This approach allows representing intra- and inter-group patterns of time between failures, considering groups as approximations of different operational profiles, as well as the relationship between distinct failure causes. The results indicate that mixture models outperform single-distribution probabilistic models by modeling the variability of failure data in real environments and by accounting for the influence of different operational profiles on failure times.
Abstract
Na literatura de confiabilidade de software, em especial na modelagem de tempos de falha, predominam modelos probabilísticos baseados em distribuição única. No entanto, tais modelos mostram-se limitados diante da complexidade de softwares modernos, caracterizados por múltiplas causas de falha e pela variabilidade em seus perfis operacionais. Embora amplamente utilizados nas fases de desenvolvimento e de teste, os modelos de distribuição única apresentam desempenho insatisfatório em contextos reais de operação, devido às interações com o ambiente operacional, que resultam em uma maior diversidade de padrões de falha. Este trabalho investiga a aplicação de modelos de mistura à análise de confiabilidade de software com base em dados reais de operação. Essa abordagem permite representar padrões de tempos de falha intra e intergrupos, considerando grupos como aproximações de diferentes perfis operacionais, bem como a relação entre distintas causas de falha. Os resultados obtidos indicam que os modelos de mistura superam os modelos probabilísticos de distribuição única ao modelar a variabilidade dos dados de falha em ambientes reais, além de capturar a influência dos diferentes perfis operacionais sobre os tempos de falha.
Palavras-chave
Confabilidade de software, Modelos de mistura, Causas de falha, Modelos probabilísticos, Tempos de falha, Software reliability, Mixture models, Failure causes, Probabilistic models, Failure times, Computação
Citação
ALMEIDA, Evelyn Natalie Aguiar de. Mixture models applied to failure times modeling: an exploratory study in software reliability. 2025. 200 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.714
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