發(fā)布時間：2020-08-26 21:22

【摘要】：在現(xiàn)代生活中,軟件扮演著越來越重要的角色,保證軟件的可靠性顯得尤為重要。而在太空中,由于宇宙射線的強輻射作用,存儲數(shù)據(jù)的寄存器或者內(nèi)存中會發(fā)生單粒子翻轉(Single Event Upset,SEU)的現(xiàn)象。這種0、1的躍變會導致存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤,從而引發(fā)軟件發(fā)生錯誤。為了保證數(shù)據(jù)的正確性,減少單粒子翻轉的影響,有基于硬件和軟件的方法。基于的硬件的方法雖然能夠很大程度的避免SEU,但是價格昂貴,通用性差。而通過軟件容錯(Software-basedFault Tolerance,SBFT)增強可靠性的方法雖然簡單、通用性好,但是卻會增加程序的復雜度,導致內(nèi)存開銷和時間開銷增大。本文實現(xiàn)了一個增強軟件可靠性的源源編譯器,對查找程序中的關鍵變量分析研究,提出關鍵變量(Critical Data Model,CDM)的模型,設計并實現(xiàn)反轉數(shù)據(jù)流圖(Invert of Data Flow Graph,IDFG)算法,完成可靠代碼編譯器RECCOP(REliable Code Compiler Plus,RECCOP)。程序中數(shù)據(jù)的關鍵性程度主要有兩個指標來衡量:1.數(shù)據(jù)的生存時間;2.數(shù)據(jù)經(jīng)過反轉數(shù)據(jù)流圖的加權值。經(jīng)過兩個指標算出數(shù)據(jù)的重要性程度,排序后選出需要保護的關鍵數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)冗余技術,對數(shù)據(jù)進行冗余,增強軟件的可靠性。通過源源編譯器,直接將輸入的C/C++源代碼轉換成可靠的C/C++代碼。經(jīng)過實驗,經(jīng)過關鍵變量模型可以有效的提高系統(tǒng)的可靠性,同時降低系統(tǒng)內(nèi)存的開銷和時間的開銷,達到了設計預期。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.5;TP314
【圖文】：

邐７邐８３．７％逡逑對部分數(shù)據(jù)進行冗余的錯誤注入實驗的結果被列在圖６－２中。逡逑ＦＳＶ降低折線圖逡逑0．Ｂ逡逑：：逡逑０．２逡逑ｏ逡逑０％邐ＩＳ％邐５０％邐７５％邐１００％逡逑ＲＥＣＣＯ邋丨部分冗余）灥呡《？邋ＲＥＣＣＯ（ＣＤＭ）逡逑圖６－３邋ＦＦＴ測試對比圖逡逑對于隨機數(shù)據(jù)冗余的可靠性實驗，采用的ｂｅｎｃｈｍａｒｋ程序是ＦＦＴ程序，即逡逑４５逡逑

我們多次運行表６－３中三個ｂｅｎｃｈｍａｒｋ程序，并計算在不同的數(shù)據(jù)逡逑冗余比例下，相應程序的平均運行時間。然后將其和標準化的程序運行時間進逡逑行比較，相應的實驗結果被展示在圖６－２中。逡逑２００．邋００％邋邐邐＾｜｜＂＂｜逡逑１５０．邋００％邋｜邐￣Ｗ￣邋—邋ｆ：；ｊ邋ｆ邐0ｆｉｂ逡逑１００．００％邋＜邐ｉ邋—邋Ｕ邋一邐ａｂｓｏｒｔ逡逑ｊ－ｆｆＴ邋１逡逑５０．００％邋Ｉ邋一邋ＩＩ邋—W一邋ｙ邋ｔ逡逑ｌｌ邋ｒ邋Ｉ逡逑Ｑ邋ＱＱ＾邐＿＿ＬａｓｓＬＭ＿＿ＬｆｅＬ，邐＿＿＆逡逑２５％邐５０％邐７５％邐１００％逡逑圖６－４性能分析圖逡逑在圖６－４中，它顯示了不同的數(shù)據(jù)冗余比率和性能開銷之間的關系。圖中逡逑的縱坐標代表的是程序的執(zhí)行時間相對于源代碼的增加的百分比時間。從圖中逡逑我們可以看出來，程序的性能開銷是和代碼冗余的比例基本一致的。在冗余２５％逡逑的變量時，程序有最小的性能開銷，平均性能開銷是６７％。因為在本文的代碼逡逑冗余中，一個原始變量，會有兩個對應的影子變量。這兩個影子變量在程序運逡逑行中始終通過讀寫一致性，來保證數(shù)據(jù)的一致性。所以盡管只冗余了邋２５％的變逡逑量，程序的性能開銷還是比較大的。從這一點可以看出，為了進行錯誤恢復，逡逑本文引入的兩個影子變量

【參考文獻】

相關碩士學位論文 前2條

1 龍戀;多核處理器存儲資源管理建模與訪存帶寬管理優(yōu)化[D];國防科學技術大學;2014年

2 李宗蕾;Fuzzing工具的設計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學;2010年

本文編號：2805713