【摘要】：安全關(guān)鍵嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)正日益深入地被應(yīng)用到對(duì)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和失效影響有嚴(yán)格要求的若干安全關(guān)鍵領(lǐng)域,如航空航天、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子和核電控制等。這類系統(tǒng)除對(duì)其功能性有正確性要求外,還對(duì)其非功能屬性有嚴(yán)格要求。若其所規(guī)定的非功能屬性不能滿足,同樣可能造成系統(tǒng)失效,給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的損失和災(zāi)難。因此,如何有效地分析和評(píng)估安全關(guān)鍵嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的非功能屬性是否被滿足是一個(gè)重要的研究方向,其結(jié)果可以給系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供所需要的系統(tǒng)信息和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。 本學(xué)位論文正是針對(duì)上述問(wèn)題,以實(shí)時(shí)性和可靠性兩個(gè)主要的非功能屬性為研究對(duì)象,從軟件工程開(kāi)發(fā)技術(shù)和軟件計(jì)算模型兩個(gè)方面系統(tǒng)和全面地分析當(dāng)前重要的非功能屬性保證技術(shù)及理論分析方法,針對(duì)現(xiàn)有問(wèn)題,從軟件計(jì)算模型角度提出了兩種實(shí)時(shí)性分析方法和一個(gè)可靠性模型,使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在軟件設(shè)計(jì)階段可以盡早分析與評(píng)估系統(tǒng)的性能,并在一個(gè)航空電子系統(tǒng)原型實(shí)例中說(shuō)明其實(shí)際具體分析過(guò)程。本學(xué)位論文主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新之處有: 1.針對(duì)小規(guī)模分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的嵌入式實(shí)時(shí)軟件(Embedded Real-Time Software, ERTS),提出了一種基于自動(dòng)機(jī)理論的實(shí)時(shí)性分析技術(shù),建立了分布式系統(tǒng)上的任務(wù)形式化模型,提出了行為自動(dòng)機(jī)和環(huán)境自動(dòng)機(jī)來(lái)分別描述任務(wù)的執(zhí)行語(yǔ)義及其外部到達(dá)關(guān)系,把任務(wù)的調(diào)度性分析轉(zhuǎn)換為對(duì)自動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)的位置的可達(dá)性進(jìn)行分析,證明了在某些調(diào)度策略下的調(diào)度性的可判定性,并給出了滿足調(diào)度的可判定性的調(diào)度策略的條件和范圍,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持分布式系統(tǒng)任務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度分析工具SCT,解決了傳統(tǒng)基于最壞響應(yīng)時(shí)間的分布式系統(tǒng)調(diào)度分析方法往往所包含的實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法達(dá)到的最壞情況。分析結(jié)果顯示,SCT能夠被方便地使用建模和分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)性,同時(shí)提供最精確的分析結(jié)果; 2.針對(duì)中大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的ERTS,從一類特殊系統(tǒng):研究雙向多階段多階段流水線系統(tǒng)上任務(wù)的實(shí)時(shí)性分析入手,考慮任務(wù)在相鄰節(jié)點(diǎn)間執(zhí)行重疊的情況,推導(dǎo)出任務(wù)實(shí)例的端到端最壞延遲公式,然后將系統(tǒng)模型擴(kuò)展到一般性中大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)系統(tǒng)上。實(shí)驗(yàn)顯示,與其他幾種重要分析技術(shù)相比,在大多數(shù)情況下該技術(shù)能夠推導(dǎo)出更低的任務(wù)端到端的延遲上界,從而允許更多的任務(wù)進(jìn)入系統(tǒng); 3.針對(duì)一般性ERTS,在其設(shè)計(jì)階段第一次利用實(shí)時(shí)性和錯(cuò)誤處理時(shí)間開(kāi)銷之間的敏感關(guān)系定義任務(wù)執(zhí)行模型的可靠性。在該可靠性模型中,對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)定義錯(cuò)誤發(fā)生率及相應(yīng)的容錯(cuò)機(jī)制以建模硬件和任務(wù)本身設(shè)計(jì)缺陷所導(dǎo)致的非永久失效及錯(cuò)誤處理開(kāi)銷,通過(guò)分析錯(cuò)誤最壞出現(xiàn)情況下任務(wù)仍然可調(diào)度的概率,將實(shí)時(shí)性和容錯(cuò)性融合在同一分析模型框架下,并給出了在靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略下的可靠度定量計(jì)算算法及其一種改進(jìn)算法。當(dāng)任務(wù)模型無(wú)出錯(cuò)假設(shè)時(shí),該可靠性模型退化為一般性調(diào)度分析模型; 4.選取一類典型的安全關(guān)鍵實(shí)時(shí)系統(tǒng):航空電子系統(tǒng)進(jìn)行抽象,研究了該類系統(tǒng)中另一個(gè)重要的非功能屬性:分區(qū)配置策略,同時(shí)分析并定義了最優(yōu)分區(qū)配置策略,給出了ENATF為最優(yōu)分區(qū)配置策略的證明過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分區(qū)配置仿真工具PCT,然后建立了一個(gè)航空電子系統(tǒng)的原型實(shí)例,詳細(xì)說(shuō)明本學(xué)位論文所提出的實(shí)時(shí)性分析方法、可靠性分析方法及最優(yōu)分區(qū)配置策略在該實(shí)際系統(tǒng)中的使用。 目前,安全關(guān)鍵實(shí)時(shí)系統(tǒng)的非功能屬性領(lǐng)域的研究仍然存在許多挑戰(zhàn),本學(xué)位論文所提出的方法和技術(shù)對(duì)廣大研究者提供了一種新的思路,為增強(qiáng)我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的研發(fā)提供理論和技術(shù)支持。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP368.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓競(jìng)鋒;;企事業(yè)單位局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)信息安全關(guān)鍵技術(shù)分析[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2011年07期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王躍飛;韓江洪;胡慶新;張本宏;;具有性能約束的安全關(guān)鍵DCS設(shè)計(jì)與仿真[A];全國(guó)第19屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

2 韓文杰;;非功能胰島細(xì)胞瘤的CT診斷(摘要)[A];2001年全國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2001年

3 謝瑞紅;孟欣;劉大立;姜斌;范永春;;對(duì)腦卒中患者功能側(cè)與非功能側(cè)大腦半球發(fā)病規(guī)律觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第九次全國(guó)物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

4 楊仕平;熊光澤;桑楠;;基于雙超時(shí)檢測(cè)機(jī)制的三維容錯(cuò)實(shí)時(shí)系統(tǒng)[A];第十屆全國(guó)容錯(cuò)計(jì)算學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

5 王中堂;孫洪福;李寶生;楊國(guó)仁;盧潔;;肺灌注顯像在Ⅲ期非小細(xì)胞肺癌優(yōu)化放療計(jì)劃的相關(guān)因素研究[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射腫瘤治療學(xué)分會(huì)六屆二次暨中國(guó)抗癌協(xié)會(huì)腫瘤放療專業(yè)委員會(huì)二屆二次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

6 鄭秀玨;李谷;黃欣;曹飛;龔江標(biāo);;非功能區(qū)惡性腦膠質(zhì)瘤行擴(kuò)大手術(shù)切除的臨床效果分析[A];2009年浙江省神經(jīng)外科學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2009年

7 侯星延;;砭石療法在前列腺增生的臨床應(yīng)用[A];2006全國(guó)砭石與刮痧療法學(xué)術(shù)研討會(huì)論文匯編[C];2006年

8 康增壽;朱立;歐陽(yáng)萌;;Plummer甲亢的診斷與~(131)Ⅰ治療[A];第三屆全國(guó)核素治療學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文摘要匯編[C];2003年

9 王晡;;和聲教學(xué)的階段性、指向性和科學(xué)理念[A];全國(guó)和聲復(fù)調(diào)教學(xué)研討會(huì)論文匯編[C];2010年

10 鄭小艷;蔡丹英;滕元文;;DMSO對(duì)梨屬植物ITS區(qū)擴(kuò)增及測(cè)序的影響[A];中國(guó)園藝學(xué)會(huì)第七屆青年學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 鐘慧;彩電并非功能越多越好[N];山西科技報(bào);2000年

2 ;系統(tǒng)的安全關(guān)鍵在哪里[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

3 石敬濤;講安全關(guān)鍵是珍視生命權(quán)[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2003年

4 記者董映璧;胚胎干細(xì)胞并非功能廣大[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

5 雨泉;電話機(jī)并非功能越多越好[N];衛(wèi)生與生活報(bào);2007年

6 南京總醫(yī)院教授 壽柏泉;爛牙是舌癌禍?zhǔn)譡N];大眾衛(wèi)生報(bào);2005年

7 王蔚 史建婷;佑安醫(yī)院治療控制 “非典”效果好[N];保健時(shí)報(bào);2003年

8 羅金保;實(shí)踐“三個(gè)代表”做到“三個(gè)造�！盵N];中國(guó)企業(yè)報(bào);2004年

9 萬(wàn)里;看病時(shí)哪些費(fèi)用需自付[N];醫(yī)藥養(yǎng)生保健報(bào);2006年

10 羅廣明 吳鐘文 李靜靜;檢企合力攀高峰[N];中國(guó)國(guó)門時(shí)報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 崔展齊;若干軟件非功能屬性相關(guān)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2011年

2 周睿;面向安全關(guān)鍵的虛擬化與分區(qū)操作系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];蘭州大學(xué);2010年

3 陳宇;高可靠容錯(cuò)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的支撐技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2001年

4 奚s

本文編號(hào)：2785799