本文關(guān)鍵詞：基于四變量模型的系統(tǒng)安全性建模與分析方法

  更多相關(guān)文章： 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)安全性分析 四變量模型 AltaRica SCR方法 故障樹(shù)

【摘要】：近年來(lái),隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜度迅速增加以及系統(tǒng)軟件規(guī)模的逐漸增大,確保嵌入式系統(tǒng)及軟件的安全可靠性成為安全關(guān)鍵系統(tǒng)工程領(lǐng)域(如核電站、航空航天、交通等)中的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。由此,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全性分析及驗(yàn)證在安全關(guān)鍵系統(tǒng)工程領(lǐng)域中也顯得極為重要;與此同時(shí),基于模型的系統(tǒng)安全性分析與驗(yàn)證方法成為嵌入式安全關(guān)鍵系統(tǒng)工程領(lǐng)域中的一個(gè)主流方法。在基于模型的系統(tǒng)安全性分析驗(yàn)證的過(guò)程中,如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的需求分析并根據(jù)需求結(jié)果進(jìn)行模型設(shè)計(jì)成為當(dāng)前對(duì)嵌入式安全關(guān)鍵系統(tǒng)進(jìn)行分析研究的一個(gè)重要問(wèn)題。本文的主要工作是分別在系統(tǒng)需求層面以及設(shè)計(jì)層面上對(duì)基于模型的系統(tǒng)安全性分析進(jìn)行研究,提出了一種基于四變量模型的系統(tǒng)安全性建模與分析方法,在利用四變量模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析的基礎(chǔ)上,采用AltaRica建模語(yǔ)言進(jìn)行模型設(shè)計(jì),并對(duì)如何從四變量需求模型到AltaRica設(shè)計(jì)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換這一問(wèn)題展開(kāi)了研究,具體工作如下所示:(1)針對(duì)系統(tǒng)需求分析層次以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)層次的安全性建模問(wèn)題,對(duì)四變量模型與AltaRica建模語(yǔ)言進(jìn)行了分析研究。在系統(tǒng)需求分析層,我們分析了四變量模型中所包含的四類變量以及四類關(guān)系的結(jié)構(gòu),并結(jié)合SCR需求分析方法研究了四變量模型方法的形式化語(yǔ)義。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)層,我們對(duì)AltaRica建模語(yǔ)言也進(jìn)行了分析,包括AltaRica基本語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、語(yǔ)義特征以及用衛(wèi)士轉(zhuǎn)換系統(tǒng)定義的形式化語(yǔ)義。(2)針對(duì)系統(tǒng)需求與設(shè)計(jì)模型之間的轉(zhuǎn)換問(wèn)題,本文研究了四變量模型與AltaRica模型之間的語(yǔ)義映射規(guī)則�；谒淖兞磕Ｐ团cAltaRica模型的形式化語(yǔ)義構(gòu)建了二者之間的語(yǔ)義映射,包括四類變量與AltaRica中的流變量和狀態(tài)變量等之間的映射以及四類關(guān)系與AltaRica中的斷言等結(jié)構(gòu)之間的映射�；谠撚成湟�(guī)則,可實(shí)現(xiàn)從四變量需求模型到AltaRica設(shè)計(jì)模型之間的轉(zhuǎn)換。(3)設(shè)計(jì)了一種從系統(tǒng)需求分析到模型設(shè)計(jì)的安全性分析驗(yàn)證框架。首先,利用四變量模型從需求層面上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析。然后,結(jié)合四變量模型與AltaRica模型之間的語(yǔ)義映射規(guī)則,利用AltaRica建模語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模型設(shè)計(jì),并基于AltaRica規(guī)則構(gòu)建系統(tǒng)安全性屬性,最后對(duì)設(shè)計(jì)出的模型展開(kāi)安全性分析和驗(yàn)證。(4)給出了基于上述方法的民用飛機(jī)中機(jī)輪剎車系統(tǒng)的安全性實(shí)例分析。包括對(duì)其構(gòu)建四變量模型、基于四變量模型與AltaRica模型間的語(yǔ)義映射規(guī)則進(jìn)行AltaRica模型設(shè)計(jì)、基于AltaRica模型構(gòu)建故障樹(shù)、利用相關(guān)工具對(duì)系統(tǒng)安全性進(jìn)行分析并對(duì)安全性屬性進(jìn)行驗(yàn)證等。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)安全性分析 四變量模型 AltaRica SCR方法 故障樹(shù)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V227;TP368.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 當(dāng)前研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容與論文結(jié)構(gòu)15-18
• 第二章 基于模型的系統(tǒng)安全性分析概述18-29
• 2.1 模型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工程18-21
• 2.1.1 系統(tǒng)工程概述18-19
• 2.1.2 模型驅(qū)動(dòng)工程19-21
• 2.2 傳統(tǒng)的安全性分析方法21-24
• 2.2.1 故障樹(shù)分析方法21-23
• 2.2.2 故障模式及影響分析方法23-24
• 2.3 基于模型的系統(tǒng)安全性分析24-27
• 2.3.1 面向需求的四變量模型25
• 2.3.2 面向設(shè)計(jì)的AltaRica模型25-27
• 2.4 從需求分析到模型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)安全性分析驗(yàn)證框架27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 基于四變量模型的系統(tǒng)需求建模29-42
• 3.1 四變量模型概述29-32
• 3.1.1 關(guān)系REQ與關(guān)系NAT29-31
• 3.1.2 關(guān)系IN與關(guān)系OUT31-32
• 3.1.3 需求層面的軟件行為定義32
• 3.2 SCR方法及形式化語(yǔ)義32-38
• 3.2.1 SCR基本結(jié)構(gòu)33
• 3.2.2 基于SCR方法的實(shí)例分析33-34
• 3.2.3 SCR方法形式化語(yǔ)義34-38
• 3.3 四變量模型需求分析實(shí)例38-41
• 3.3.1 機(jī)輪剎車系統(tǒng)中的隔離閥建模39-40
• 3.3.2 機(jī)輪剎車系統(tǒng)中的選擇閥建模40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 面向ALTARICA的模型轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模42-54
• 4.1 AltaRica模型的形式化定義42-44
• 4.2 四變量模型與AltaRica模型的語(yǔ)義映射44-50
• 4.2.1 MV和CV與AltaRica之間的映射44-46
• 4.2.2 IV和OV與AltaRica之間的映射46-48
• 4.2.3 關(guān)系NAT與AltaRica之間的映射48
• 4.2.4 關(guān)系REQ與AltaRica之間的映射48-49
• 4.2.5 關(guān)系IN和OUT與AltaRica之間的映射49-50
• 4.2.6 四變量模型與AltaRica模型之間的映射框架50
• 4.3 模型轉(zhuǎn)換實(shí)例分析50-53
• 4.3.1 隔離閥的AltaRica模型設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.2 選擇閥的AltaRica模型設(shè)計(jì)52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 機(jī)輪剎車系統(tǒng)實(shí)例建模與安全性分析驗(yàn)證54-71
• 5.1 機(jī)輪剎車系統(tǒng)(WBS)概述54-57
• 5.1.1 剎車系統(tǒng)控制單元(BSCU)55-56
• 5.1.2 WBS系統(tǒng)中的部件蓄壓閥56
• 5.1.3 WBS系統(tǒng)中的部件限量閥56-57
• 5.2 WBS系統(tǒng)需求的四變量模型分析57-59
• 5.2.1 BSCU子系統(tǒng)的四變量模型57-58
• 5.2.2 蓄壓閥的四變量模型58
• 5.2.3 限量閥的四變量模型58-59
• 5.2.4 WBS系統(tǒng)的四變量模型59
• 5.3 WBS系統(tǒng)的SCR表設(shè)計(jì)59-62
• 5.3.1 WBS系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換表構(gòu)造59-60
• 5.3.2 WBS系統(tǒng)的事件表構(gòu)造60-61
• 5.3.3 WBS系統(tǒng)的條件表構(gòu)造61-62
• 5.4 WBS系統(tǒng)的AltaRica設(shè)計(jì)模型62-66
• 5.4.1 BSCU子系統(tǒng)的AltaRica模型63
• 5.4.2 蓄壓閥的AltaRica模型63-64
• 5.4.3 限量閥的AltaRica模型64-65
• 5.4.4 WBS系統(tǒng)的AltaRica模型65-66
• 5.5 WBS系統(tǒng)安全性分析與驗(yàn)證66-69
• 5.5.1 構(gòu)建故障樹(shù)66-67
• 5.5.2 安全性屬性總結(jié)及驗(yàn)證67-69
• 5.6 本章小節(jié)69-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 總結(jié)71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

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本文編號(hào)：932906