本文關(guān)鍵詞：面向航天應(yīng)用軟件的源代碼級軟加固技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：航天應(yīng)用軟件運行在惡劣的空間環(huán)境中,其可靠性受到由空間高能粒子輻照導(dǎo)致的瞬時故障的嚴重影響。為解決該問題,國內(nèi)外相繼對容錯技術(shù)展開了研究。容錯技術(shù)按實現(xiàn)方式可分為硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)。與硬件實現(xiàn)的容錯技術(shù)相比,軟件實現(xiàn)的容錯技術(shù)具有開發(fā)成本低、靈活度高、開發(fā)效率高等優(yōu)勢,因而受到了廣泛關(guān)注。軟件容錯技術(shù)按其實現(xiàn)層次不同,可以分為進程級容錯、線程級容錯、源代碼級容錯和指令級容錯。本文主要針對源代碼級容錯技術(shù)展開研究,主要工作如下:1.提出了一套源代碼級的數(shù)據(jù)流檢測方法。研究了輕量級的可靠性優(yōu)化技術(shù),基于不變式的可執(zhí)行性斷言檢測技術(shù)和基于關(guān)鍵性分析的可配置加固技術(shù)。針對輕量級的可靠性優(yōu)化技術(shù),提出了基于取值范圍的錯誤屏蔽和程序等價性變換兩種方法,可以在不損失性能甚至提高性能的同時,提高程序自身的容錯能力。針對基于不變式的可執(zhí)行性斷言檢測技術(shù),提出了變量和循環(huán)結(jié)構(gòu)的不變式提取方法,提供了對變量和循環(huán)結(jié)構(gòu)進行不變式檢驗的一般思路。針對基于關(guān)鍵性分析的可配置加固技術(shù),提出了一種可定制的變量關(guān)鍵性分析方法,為程序中的變量建立了保護的優(yōu)先級別。2.提出了一種源代碼級的控制流檢測算法SLCED。SLCED能夠檢測函數(shù)間、基本塊間以及基本塊內(nèi)部的控制流錯誤,檢測范圍較廣。該方法的特點在于通過修改參數(shù)表使標簽保存在函數(shù)參數(shù)棧中,能夠解決遞歸調(diào)用、嵌套調(diào)用等特殊控制流的錯誤檢測問題。此外,SLCED在函數(shù)間和函數(shù)內(nèi)部算法的分層次設(shè)計,使其具有良好的可配置性,可以通過優(yōu)選函數(shù)內(nèi)部檢測算法、重新劃分基本塊、函數(shù)分級保護等方法實現(xiàn)優(yōu)化配置。3.利用本文提出的加固方法,對某型號航天器應(yīng)用軟件中的部分核心代碼進行了加固實現(xiàn)。設(shè)計并實現(xiàn)了基于調(diào)試服務(wù)的故障注入工具FIDS,進行了故障注入實驗和性能開銷實驗。性能開銷實驗表明,本文的加固方法平均時間開銷為50.4%,平均空間開銷為201.9%。故障注入實驗表明,本文的加固方法可以將可靠性平均提升41%,加固效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：瞬時故障 軟件容錯 源代碼級 錯誤檢測 故障注入
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP302.8;TP311.5

【參考文獻】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 邢克飛;星載信號處理平臺單粒子效應(yīng)檢測與加固技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：面向航天應(yīng)用軟件的源代碼級軟加固技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：336453