【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)硬件性能的不斷提高,嵌入式系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加,軟件可靠性問(wèn)題已成為嵌入式控制系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。傳統(tǒng)的嵌入式軟件可靠性保障技術(shù)主要關(guān)注于系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后期,而在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)階段缺乏有效工具和技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與驗(yàn)證。如今,基于監(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證(MRV:Monitoring-Oriented Runtime Verification)技術(shù)被認(rèn)為是在軟件運(yùn)行時(shí)提高軟件系統(tǒng)可靠性的一個(gè)趨勢(shì)�；诒O(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證方法通過(guò)在軟件系統(tǒng)中加入狀態(tài)監(jiān)視設(shè)施可以有效的提高系統(tǒng)可靠性,但是在傳統(tǒng)的單核處理器架構(gòu)的計(jì)算平臺(tái)上,軟件系統(tǒng)中所加入的狀態(tài)監(jiān)視設(shè)施以及相關(guān)分析與檢驗(yàn)處理過(guò)程將對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的執(zhí)行性能造成較大的影響,從而影響到整體系統(tǒng)的可靠性。隨著多核處理器架構(gòu)的發(fā)展,許多高性能計(jì)算平臺(tái)被用來(lái)解決用戶龐大而復(fù)雜的問(wèn)題,如今,多核處理器架構(gòu)計(jì)算平臺(tái)已經(jīng)成為了驗(yàn)證領(lǐng)域提高驗(yàn)證性能的一個(gè)新的趨勢(shì)。 本文對(duì)基于多核處理器架構(gòu)的MRV方法進(jìn)行了初步研究,分析并設(shè)計(jì)了在線驗(yàn)證、離線驗(yàn)證以及單監(jiān)視器設(shè)計(jì)與多監(jiān)視器設(shè)計(jì)等多種模式的MRV驗(yàn)證框架,進(jìn)一步在Visual Studio平臺(tái)上和Eclipse平臺(tái)上分別給出了C++版本和Java版本的MRV實(shí)現(xiàn)方案,并在幾個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目中進(jìn)行了MRV實(shí)例應(yīng)用。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在不同驗(yàn)證模式下,多核處理器能夠有效的提高系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證的性能。本文工作為進(jìn)一步設(shè)計(jì)有效的多核架構(gòu)下MRV方法提供了基礎(chǔ)。
【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】：2010
【分類號(hào)】：TP368.1
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖 2.1 MRV 工作原理示意圖2.2.2 基于監(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證模式在基于監(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證框架中主要有 2 種不同的運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證模式，即：在線驗(yàn)證模式和離線驗(yàn)證模式。兩種驗(yàn)證模式都有各自的優(yōu)勢(shì)和不足。如圖 2.2 所示，在線驗(yàn)證模式中，目標(biāo)系統(tǒng)和監(jiān)視設(shè)施之間采用的是線程間通信方式。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)在目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)程中創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視器線程，用

圖 2.3 離線模式 MRV 工作原理示意圖2.2.3 基于監(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證的監(jiān)控模式針對(duì)不同的應(yīng)用背景，基于監(jiān)控的軟件運(yùn)行時(shí)驗(yàn)證技術(shù)主要有 4 種不同的監(jiān)控模式。2.4-( a )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:1，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)專門做的一個(gè)監(jiān)視器，此監(jiān)視器只能用于該目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)監(jiān)控，專用性強(qiáng)，不具有移植性。如圖 2.4-( b )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:m，在這種監(jiān)控下，一般是針對(duì)某一類目標(biāo)系統(tǒng)做的一個(gè)監(jiān)視器，此監(jiān)視器能用于符合一定條件的目標(biāo)系運(yùn)行時(shí)監(jiān)控，專用性較強(qiáng)，具有一定的移植性。如圖 2.4-( c )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間例關(guān)系是 m:1，這種模式一般適用于具有極高可靠性和實(shí)時(shí)性需求的目標(biāo)系統(tǒng)，多個(gè)監(jiān)視同用于一個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了驗(yàn)證速度，同時(shí)，由于多個(gè)監(jiān)視器的存在免了某個(gè)監(jiān)視器出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法檢測(cè)的情況，保證了可靠性。如圖 2.4-( d )所示，監(jiān)視器和系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:n，多個(gè)監(jiān)視器共同用于多個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，每個(gè)

如圖2.4-( a )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:1，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對(duì)某個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)專門做的一個(gè)監(jiān)視器，此監(jiān)視器只能用于該目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)監(jiān)控，專用性強(qiáng)，一般不具有移植性。如圖 2.4-( b )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 1:m，在這種監(jiān)控模式下，一般是針對(duì)某一類目標(biāo)系統(tǒng)做的一個(gè)監(jiān)視器，此監(jiān)視器能用于符合一定條件的目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)監(jiān)控，專用性較強(qiáng)，具有一定的移植性。如圖 2.4-( c )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:1，這種模式一般適用于具有極高可靠性和實(shí)時(shí)性需求的目標(biāo)系統(tǒng)，多個(gè)監(jiān)視器共同用于一個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高了驗(yàn)證速度，同時(shí)，由于多個(gè)監(jiān)視器的存在，避免了某個(gè)監(jiān)視器出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法檢測(cè)的情況，保證了可靠性。如圖 2.4-( d )所示，監(jiān)視器和目標(biāo)系統(tǒng)之間的比例關(guān)系是 m:n

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 王源源;嵌入式系統(tǒng)底層軟硬件可靠性保障技術(shù)研究及其應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2012年

2 田泉;基于Cavium多核處理平臺(tái)的流量控制網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2760805