一、通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法（论文文献综述）
任玮[1]（2021）在《面向物联网的软件定义网络控制技术研究》文中指出近年来,物联网已经发展成为支撑现代生产生活的数字基础设施。软件定义网络作为一种新兴网络模式,是推动物联网进一步发展的关键技术,能够有效提升物联网网络的可管理性、可配置性、可编程性和可复用性,为物联网服务提供动态、灵活和集中式支持。软件定义物联网中相关网络实体的控制技术是实现上述目标的重要保障。但是考虑到软件定义网络是针对传统网络提出的,已有的控制模型、机制和优化方法不能完全适用于物联网这一特殊场景中。特别是由于物联网设备节点的电源、计算、网络和存储等能力通常有限,对于资源的消耗非常敏感,而传统的软件定义控制技术一般需要较大的资源消耗。因此,对面向物联网的软件定义网络控制技术展开深入研究,具有十分重要的理论意义和应用价值。本文针对软件定义物联网数据层-控制层-应用层中的重要控制实体,分别从流表的存储更新、网络功能的组合部署、控制器的选址分配和应用的授权访问展开研究,提出了一系列的新模型和新方法:（1）针对软件定义物联网数据层中的流表存储问题,研究一种基于hash的分布式存储控制机制,包括构建一种基于节点多维信息的存储位置选择算法;一种基于流表匹配域的hash空间构造方法,方便流表的识别、定位与管理;一种基于树结构的流表部署与数据转发机制,避免由流表分布式存储导致的网络消耗。另外,研究一种低消耗流表批量更新机制,将所有待更新节点的更新规则进行打包并按批次进行下发,以减少控制器与节点间的通信消耗;然后按照新数据流从目的节点到源节点的顺序进行更新,以保证网络更新的一致性特征。包括提出一种更新树结构以支持灵活的更新路径规划;一种基于虚拟目的节点的控制包打包算法,能将更新树中的更新规则聚合成最小数量的更新控制包;一种合作传输模式来提升更新控制包在无线不稳定信道下的传输成功率。实验结果验证了所提出的分布式存储和批量更新控制机制的有效性。（2）针对软件定义物联网数据层中网络功能的组合部署问题,研究一种近端编排控制策略。首先设计一种物联网服务功能链抽象定义语言,以完成对物联网服务的全面准确描述;然后利用一种需求感知的网络功能顺序排列算法,确定物联网服务的虚拟转发图;随后将网络功能的部署问题形式化为一个整数线性规划模型,优化目标是在资源约束前提下,将物联网网络功能最大程度地部署在距离数据源更近的位置;并提出一种两阶段的部署优化方法,包括一种改进的遗传算法和一种trade-off效用函数来找到满足用户需求的最佳部署方案。通过分析服务时延和链路消耗等指标,验证了所提出的近端编排控制策略的有效性。（3）针对软件定义物联网控制层中的控制节点选址分配问题,研究一种基于重要性的分层部署控制方法。首先设计一种面向物联网的主从式分层软件定义控制框架,以避免单点失效和性能瓶颈问题;然后提出一种基于层次分析法和模糊积分的物联网设备节点重要性评估模型;随后将子控制器部署问题形式化为一个二进制整数规划模型,并通过一种改进的粒子群优化算法对部署问题进行求解,以获得近似最优的子控制器部署位置和覆盖范围。实验结果表明,与其他传统部署方法相比,所提出的分层部署控制策略使重要物联网节点的控制时延平均降低约30.56%。（4）针对软件定义物联网应用层中的应用授权问题,研究一种基于区块链和属性加密的开放访问控制模型。通过由属性加密的token进行应用授权,而这些token被看作区块链中的货币进行分发和管理。首先提出一种基于区块链的分布式访问控制框架,以解决异构不互信控制器平台间的实体交互问题;然后利用属性加密技术改进基于token的访问控制机制,并通过智能合约整合相关操作,实现对北向接口的自动细粒度授权;同时设计专用的token封装、分发、更新和验证方法,保证对应用的全生命周期安全管理;为了减轻引入区块链和属性加密的复杂性与高时延问题,将应用的授权过程与访问过程进行分离,进一步提升应用的资源访问效率。最后基于安全性分析和原型系统的实验结果表明,所提出的访问控制模型能够以可接受的成本实现应用在异构多控制平台间的有效访问控制。
刘建桥[2]（2021）在《SPAR-H方法行为形成因子相关性分析及改进研究》文中提出标准化核电厂风险分析-人因可靠性分析方法（Standardized plant analysis of risk-human reliability analysis,SPAR-H）以其简单、方便和容易使用等特点,成为目前国际上认可和接受的人因可靠性分析方法,且已广泛应用于我国核电工程领域中。然而,研究人员和使用者已经发现在采用SPAR-H方法分析核电厂内部事件时,其行为形成因子（Performance shaping factors,PSFs）体系存在两方面的缺陷。（1）内容相关:某些PSFs内容存在重叠;（2）因果相关:计算人因失误概率时PSFs间的因果影响关系没有考虑。这两方面的缺陷增加了使用SPAR-H进行人因可靠性分析的不确定性并且造成人因失误概率的重复计算。为了使人因可靠性分析更为可靠,需要对SPAR-H的PSFs体系进行完善,即,解决上述两方面的缺陷。本研究沿以下三个步骤对SPAR-H的PSFs体系进行了改进:（1）研究内容存在相关的PSFs。SPAR-H的八个PSF都包含许多子因素,这些子因素作为指标来确定人因事件中涉及的PSFs及其相应的水平。内容相关的PSFs主要指子因素间存在重叠,导致专家在选择某一事件中的PSFs时产生差异。随着人因事件的增多,这种重叠的PSFs会通过专家分析的结果表现出一定的规律。通过研究人因事件/事故分析报告,可以探究这些规律,进而发现内容重叠的PSFs。基于此,通过统计2007年到2017年219份国内核电厂运行事件报告,筛选出与主控室操纵员运行有关的人因事件/事故报告89份进行PSFs相关性的研究,运用数据挖掘技术（关联规则分析、探索性因子分析、皮尔森相关性分析）对统计结果进行分析,识别出了内容相关的PSFs,包括（1）复杂度、压力职责适宜以及可用时间之间存在相关关系;（2）工作过程、规程、人因工程学/人机界面和经验/培训之间存在关联。且专家在选择经验/培训、人因工程学/人机界面和规程时,很大概率还会选择工作过程。（2）针对“问题”PSFs进行改进并验证。首先,基于（1）中识别出的内容重叠的PSFs,再在文献分析的基础上结合数字化核电厂主控室操纵员的工作环境,对SPAR-H的PSFs进行整体分析。其次,针对PSFs存在的缺陷提出相应的改进方案,采用文献分析法和专家分析法,从以下三个方面进行改进:a.减少PSFs的重叠;b.增加PSFs的可变性;c.考虑数字化情境的PSFs。之后,将改进的PSFs用于数字化核电厂人因事件分析,采用肯德尔协同系数（Kendall’s W test）检验不同专家对同一事件的分析结果,用以验证改进后的PSFs是否减少了内容的重叠;在此基础上将专家的分析结果用于计算相应事件的人因失误概率,采用配对样本T检验（Paired samples test）对计算的人因失误概率与历史数据进行配对分析,以验证改进后的PSFs体系是否合理。结果显示（a）肯德尔协同系数均在0.8以上且具有显着性,说明不同专家对同一事件的分析结果高度一致,表明改进的PSFs内容减少了重叠性;（b）配对样本t检验显示根据修改后的PSFs内容计算的人因失误概率值与历史数据之间不存在显着性差异,说明修改后的PSFs合理。（3）建立PSFs间因果关系的定量模型。将该定量模型归并到SPAR-H方法,可以使得SPAR-H方法在工程应用中能更准确地估计人因失误概率。（1）和（2）的完成为研究PSFs间复杂的因果关系奠定了基础。本研究采用系统动力学（System dynamics,SD）方法对PSFs之间的因果关系进行模拟。首先采用文献分析法和专家判断法定性描述PSFs间的因果关系,建立关系流图。然后,基于互信息（Mutual information,MI）和层次分析法（AHP）确定各PSFs变量的函数关系。使用VENSIMPLE软件执行因果关系的模拟。从以下三个方面对模型的合理性进行验证:（1）以NUREG/CR-6883附录中三个案例为模拟分析对象,将模拟结果与案例的结果进行比较;（2）验证模型对人因失误概率的模拟范围是否在区间[0,1];（3）对模型进行灵敏度分析。验证分析结果表明:（1）考虑了PSF间因果关系得到的HEPs与没有考虑该关系得到的HEPs在统计学上无显着差异,且前者整体上要小于后者;（2）SD模型模拟的人因失误概率处在区间[0,1];（3）灵敏度分析结果表明,规程和人因工程/人机界面是显着影响操纵员绩效的两个PSFs。上述结论可以表明本研究建立PSFs因果关系模型是合理的。本研究成果有助于完善SPAR-H方法的PSFs体系。在定性分析方面,可以更清晰的引导人因专家分析事件中影响因素,减小专家分析的不确定性;在定量方面,考虑PSFs之间的因果关系后,使得人因失误概率的估计更接近真实值,减小了SPAR-H在计算人因失误概率时的保守性。
徐海燕[3]（2021）在《基于源代码和用户评论的代码质量分析方法研究与实现》文中研究指明当前,针对代码质量研究十分重要。基于源代码的代码质量分析技术一般借助于静态分析或动态测试方法对源代码进行度量,具有简单、易实现的优点,有助于代码质量的分析。随着开发者社区和代码托管平台成为程序员获取代码的主要途径,针对代码的用户评论数量急剧增加。用户在使用代码后给出的评论中包含多种代码质量信息,基于用户评论的代码质量分析可以站在用户角度进行代码质量分析,从而帮助开发者在了解用户的代码使用情况和用户关注的代码质量后有针对性地提升代码质量。然而,在当前针对代码质量的相关研究中,研究人员或是以源代码作为代码质量分析的数据来源,或是以与源代码密切相关的非源码信息作为研究对象,仅针对一个或少数几个方面的代码质量进行分析,对于多个方面的代码质量分析和综合考虑源代码和用户评论中的代码质量研究则较少。此外,针对代码的用户评论多为复杂句,且复杂句中包含了多种逻辑关系,导致判断用户评论中的代码质量信息困难。因此,如何针对源代码与用户评论中的代码质量信息进行研究,从源代码和用户评论两个方面对代码质量进行综合分析是本文工作的重点。本文基于源代码和用户评论两个方面对代码质量分析展开研究,论文主要工作如下:（1）定义了基于源代码和用户评论的代码质量模型。结合软件质量模型,给出了代码质量的层次表示和基于源代码和用户评论的代码质量模型结构。此外,针对代码质量,划分出了11个代码质量属性及子属性,并针对11个代码质量属性构建了相应的代码质量属性特征词库。（2）针对源代码中的代码质量信息,提出了一种基于源代码的代码质量分析方法。该方法包括分析源代码中的代码质量信息及结合基于源代码和用户评论的代码质量模型结构获取源代码中的代码质量。（3）针对源代码的用户评论中的代码质量信息,提出了一种基于用户评论的代码质量分析方法。该方法包括分析用户评论中的代码质量信息及结合基于源代码和用户评论的代码质量模型结构获取用户评论中的代码质量。其中,在分析用户评论中的代码质量信息时,提出了一种可适用于复杂用户评论的代码质量信息识别与分析方法,该方法包括构建用户评论的依存句法关系有向图、基于依存句法关系的主题判断规则抽取用户评论中的主题、主题对应代码质量属性识别、基于主题处理规则进行相同主题的合并与不同主题的处理。然后,再对分析的代码质量信息判断其情感倾向,并结合代码质量模型结构获取用户评论中的代码质量。（4）针对源代码和用户评论中的代码质量信息,提出了一种基于源代码和用户评论的代码质量分析方法。结合基于源代码的代码质量有向图和基于用户评论的代码质量有向图,提出了相互补充和相互验证两种分析规则对源代码和用户评论中的代码质量进行综合分析。（5）根据提出的基于源代码和用户评论的代码质量分析方法,开发了一个系统原型。通过基于源代码和用户评论的代码质量综合分析的实验,证明了本文方法的有效性。
唐佳丽[4]（2021）在《面向对象软件测试性度量及应用研究》文中指出随着现代武器装备软件的规模和功能不断扩大,软件测试工作越来越繁杂,软件测试的难度也在不断扩大,这使得软件测试的费用和成本也在逐年增加。造成软件测试困难、费用高的原因有很多,如文档质量差、测试人员的技术水平低、软件编码不符合规范、需求变更等,但究其根本原因是软件本身的测试性较差。本文以此为背景,基于公司积累的大量软件测试数据,对面向对象软件测试性度量技术展开了全面系统的研究。本文的主要研究工作及创新点如下:1.软件测试性影响因素分析在深入分析理解软件测试概念、软件测试性内涵、测试性研究现状的基础上,我们认为:软件测试性就是软件在测试阶段执行相应测试任务时所表现出来的一种外部质量特性,软件测试性的水平可以通过测试工作量的多少或通过软件本身的属性反映出来。进而,通过研究软件测试相关过程,本文将影响面向对象软件测试性的因素划分为五类:源代码因素、文档质量、测试环境、测试工具、管理因素,其中源代码因素和文档因素为重要因素。然后从单元测试、集成测试、系统测试、回归测试四个测试阶段对源代码因素进行分析,从准确性、规范性、可追踪性、完整性等四个方面对文档因素进行分析。2.软件测试性参数确定基于实际测试过程中按功能模块进行测试的特点,结合bug管理工具中的记录,构建测试性参数的工程计算方法,将功能块平均bug检测时间作为表征软件测试性水平的测试性参数,进而指导软件设计,提高了软件测试性参数与软件测试性以及软件测试活动的相关性、工程实用性。3.基于支持向量机的测试性度量模型的构建本文将基于粗糙集理论建立的软件测试性无冗余度量集作为模型的输入样本,使用支持向量机建立测试性度量模型,并利用遗传算法（GA）、布谷鸟搜索算法（CS）实现了测试性度量模型中三个参数C、g、ε的自适应选择。实验结果表明,基于布谷鸟搜索算法构建的测试性度量模型具有更好的预测效果。为了进一步加强测试性度量模型的预测能力,本文对布谷鸟搜索算法的步长缩放因子β及发现概率Pa的计算公式进行了改进,实验结果表明改进后的布谷鸟搜索算法（ICS）在全局搜索能力、收敛速度上均有所提升,可应用于实际工程当中。
庞欣然[5]（2021）在《高安全性与可用性的开关量输出模块研究与设计》文中提出石油化工是国民经济的支柱产业,该行业的生产装置规模大、流程复杂,同时存在高温高压、易燃易爆等特点,安全仪表系统（Safety Instrument System,SIS）作为提高该行业控制安全水平的重要设备,通常用来执行具有高安全性要求的紧急停车功能、灾害缓解措施等。随着国产SIS产品研发水平的提高,开发出满足高安全完整性要求的SIS系统在具有较高研发能力的企业中已不构成难题,但如何在保障高安全性的同时,还能最大程度保障可用性,是面向石油化工行业的SIS产品设计的关键问题。而开关量输出模块（Digital Output,DO）是SIS系统直接对外输出的关键部件,其安全性、可用性的研究具有重要意义。本文围绕流程工业功能安全技术和SIS系统的应用需求,在文献调研和IEC 61508标准研读基础上,对国内外SIS系统的系统架构、安全输出技术、安全性建模技术研究现状进行调研,分析了DO模块的基本架构以及安全性与可用性指标及要求。针对多个影响因子下的多目标量化分析难题,采用可靠性框图与马尔可夫相结合的建模方法,建立双单重化、双两重化、三重化以及双三重化模型。随后,围绕石油化工行业应用特点,在不及时维修的情况下,通过Matlab仿真,论证了双三重化架构综合表现更为优异,提出双三重化为本文研究的安全DO模块最优架构。进而,基于双三重化架构,仿真分析不同诊断覆盖率、维修时间对指标的影响,提出本文DO模块设计要求。随后,本文基于双三重化架构开展DO模块安全设计。针对输出电路安全性要求,提出基于短脉冲的输出状态回检诊断方法、基于时间窗看门狗的CPLD诊断方法以及与负载无关的回路电流诊断方法,并结合诊断控制总开关电路,确保故障导向安全。最后,通过对输出电路的FMEDA（Failure Modes Effects and Diagnostic Analysis失效模式影响和诊断分析）,论证了输出电路的安全失效分数（SFF）超过99%;通过对模块总体安全性与可用性指标计算,论证了本文研究的双三重化架构DO模块,即使在维修非常不及时的情况下,10年内仍能满足平均危险失效概率(PFDavg)低于10-4,满足SIL3等级要求,同时可用率达到99.99%,达到设计要求。
张玉琢[6]（2020）在《列控安全计算机分区软件的形式化建模与验证方法研究》文中研究指明随着通信技术、控制技术和计算机技术在铁路领域的飞速进步和应用,列车运行控制系统（简称“列控系统”）不断向着综合化、模块化的方向发展。安全计算机作为列控系统的核心部件,承载其大部分的安全功能,是一个典型的安全苛求系统。现代安全计算机正由传统的电子机械密集型向着软件密集型逐步过渡,软件所占比例逐步上升,规模也越来越大,由此产生了模块化的概念。为了实现安全计算机的高容错能力,采用分区的方式实现不同分组的软件在时间和空间上互不影响,独立运行。由于分区软件具有并发性和共享性的特征,对系统安全性和可靠性带来了挑战。而形式化方法以形式或逻辑系统为基础,能够支持对计算机系统进行严格的建模和验证,在系统设计开发过程能够分析、处理、证明系统性质,提高和保障其可信性。论文阐述了列控安全计算机综合模块化的发展趋势、分区软件结构特性及管理机制,对列控安全计算机分区软件形式化研究作了梳理,根据安全计算机的建模需求,归纳总结了分区管理需要解决的安全性、实时性和可调度性三方面的研究重点。为了对这些指标进行定性和定量分析,本文从以下几个方面开展了研究:（1）论文针对并行程序安全性的问题,设计了基于事务内存的并发安全控制机制,利用并发分离逻辑设计了推理抽象机,并制订了推理规则。之后采用不变式证明方法对安全机制的可靠性进行推理验证,证明了该机制能保障并行程序的正确性。随后搭建了2乘2取2安全计算机平台,对并行应用操作共享内存的过程进行了安全性测试,验证了该安全控制机制可以保证并发安全地访问共享资源。（2）论文针对实时性的问题,对传统的时间Petri网进行拓展,考虑到非马尔科夫时间参数,提出了基于随机时间Petri网的建模方法,突破了列控系统Petri网模型要求时间参数为指数分布的限制。通过随机时间Petri网的定义和相关参数的引入,能够对非马尔科夫时间参数中的确定性分布、Erlang分布、超指数分布进行区分处理。为了利用随机时间Petri网模型进行实时性验证,提出了基于随机状态类的瞬态分析算法,通过随机状态树的构建和马尔科夫再生点的计算,对含有一般性分布的时间参数的模型进行瞬态分析。之后搭建了分区通信的随机时间Petri网模型,利用所提出的算法进行了实时性分析验证,对过程数据、消息数据和监督数据分别采用不同调度算法的时延进行了分析。随后利用2乘2取2安全计算机平台,结合开源实时以太网技术POWERLINK,对分区通信实时性能进行测试。（3）论文针对可调度性的问题,同样对传统的时间Petri网进行了拓展,提出了带有优先级时间Petri网的建模方法。针对时分多路复用全局调度和抢占固定优先级局部调度策略,克服了非确定性的执行时间和局部资源共享的难题,对包含有周期、偶发、抖动任务的双层调度机制进行了建模。并且提出了基于状态空间枚举的分析算法,识别从任务释放开始到任务结束的所有路径,提取最优完成时间和最差完成时间,检验任务截止时间是否满足,从而实现模型的可调度性分析。随后在2乘2取2安全计算机平台上,利用Vxworks的根任务调度实现了分区软件的调度,并对分区调度时刻信息进行了测试。最后在对全文工作和创新点总结的基础上,提出了下一步需要改进的地方和继续研究的问题。图37幅,表18个,参考文献116篇。
崔凯[7]（2020）在《嵌入式软件形式化建模与测试方法研究》文中研究说明航天软件评测中心统计数据表明航天领域大型实时嵌入式软件故障80%是由中断嵌套引起的,而中断嵌套产生的原子性违背（Atomic Violation）问题至今没得到有效解决;基于多核CPU的嵌入式软件由于多线程交织导致数据竞争（Data Race）问题以及运行结果随机而难以保证其可信性,不得不采用多个单核CPU通过网络通信避免数据竞争问题,这势必影响多核CPU在航天领域的应用;针对这类实时嵌入式软件测试,存在测试用例数量庞大问题,难以评估其可信性。本文从以下几方面开展研究,解决上面提出的几个亟待解决的问题:针对中断嵌套引起的原子性违背问题,本文提出瘦中断处理（Re-Engineering Interrupt Processing）的状态变迁矩阵（State Transition Matrix,STM）模型用于解决中断嵌套引发的原子性违背问题,即把中断处理程序中访问共享变量的程序块移植到主程序STM中,而中断处理程序仅负责将外部中断请求数据存到缓冲区当中,由主程序STM完成中断处理及中断嵌套功能,从而有效解决了原子性违背问题。针对多线程交织引发原子性侵犯和数据竞争问题,提出基于STM的多线程访问控制与访问分离方法:首先建立多线程的STM模型,为了验证多线程模型,通常采用集成的方法进行验证,但容易造成状态空间爆炸,因此,提出控制-访问分离方法,即将各个STM中访问共享变量的控制逻辑集成到一个独立的STM中,最终实现共享变量的控制与访问分离,只需要对控制STM进行验证,这样可以解决多线程验证的状态空间爆炸问题。针对嵌入式软件实时性集成测试用例生成问题,提出层次模型的时间约束和循环约束的集成测试方法。本方法通过对待测系统进行层次化模型的设计,并建立针对规模大结构复杂的软件系统实时性的测试方法,通过增加测试用例的结构复杂度,最终生成比待测模型更为复杂的正则测试用例串,从而找出隐藏较深的软件功能问题。针对复杂软件集成测试的模型划分和用例化简问题,提出模型结构分解方法与测试优化方法。通过对待测软件整体功能的有限状态自动机（FSM）对应的有向图进行结构分解,对分解后的子模型先进行功能测试,根据模型有向图的连通特征以及语义网络的语义特征进行状态聚类,并生成相应的测试用例,然后对系统进行组合测试,进而发现更深层次的错误。最后,利用上述研究方法在航天控制系统中得到实际应用,有效解决数据竞争和原子性违背等问题。在智能电视,电机控制等实际应用中对实时的结构复杂的大型软件进行集成测试,找出隐藏较深的缺陷。经过验证后,发现多状态机模型的验证问题以及对于同类型系统普适性测试问题,将在以后解决。
周鹏[8]（2019）在《可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究》文中认为信息物理系统（Cyber Physical System,CPS）是一种具有松散物理结构和严谨逻辑组织的有机智能系统;其涉及如计算、网络、控制、物理处理和应用领域知识等多学科交叉技术;应用通常对安全性、可信性及合时性有严格的要求。而CPS时刻产生如此大量复杂的数据,以致于管理员无法及时有效地理解数据并给出正确的指令。因此需要构建一种自管理CPS（Self-management CPS,SCPS）,使之在不同情况下都能自主地、灵活地与物理世界进行正确地交互,并能自动的从各种异常中恢复且不影响正常业务实施。随着SCPS规模的不断扩大,系统的复杂性、时延等问题日益失控;自管理决策的不确定性和决策执行的可信性等问题也日渐严峻。迫切需要探索系统性SCPS设计方案和维护方案,以各项模型和技术的有机集成,构建可信SCPS。物理世界高度并行且灵活,同时充满随机性。为匹配并行度,SCPS通常包含大量的（异构）传感器和执行器。为灵活应对动态场景,SCPS需要以不同方式自主按需地组织并协调这些嵌入式子系统。针对这些特点,本文提出可组合的actor元模型建模SCPS服务;使用（随机）活动网络（stochastic activity network）构建服务的交互模型,并提出合约-建议-决策规范。为控制复杂性,本文基于代数运算建模运行时重组的组合模式,研究actor元模型的可组合性约束、属性和需求的可满足性规则;并进一步提出了自愈actor模型改善失效模式下子系统的可组合性。在actor元模型的基础上,本文采用架构分析和设计语言（AADL）探索基于模型驱动工程（Model Driven Engendering,MDE）的SCPS设计方法,并构建相应的actor模型库,硬件模型和错误模型,以及SCPS综合集成模型。采用形式化模型转换方法将元模型转化为现有的FTA、CTMC、自动机等分析模型,利用现有的分析工具对设计开展硬件-软件协同分析、研究故障行为和正常行为的相互影响。同时针对SCPS自管理需要架构和策略动态协同的特点,本文提出了架构-策略协同分析思想,以及带一阶检查点的分层决策-去中心化实施方案。最后分析了4种不同去中心化层程度方案的灵活性,仿真结果显示了分层决策-去中心化决策方案在可靠性和稳定性等指标的改进。为应对自管理决策中的时延和不确定性挑战,本文提出了一种基于合约规范（Contract）的自适应方案协调式子系统间的分布式协作。通过将合约规范中的活动拓扑抽象有向图,将SCPS拓扑抽象为边点带权顶点着色图,本文将合约规范优化过程按反馈循环分为3个阶段,提出合约的多目标渐进优化方案。在合约制定阶段采用改进Dijkstra算法检验合约的可实施性;在建议细化阶段,采用改进NSGA-II算法优化actor的组织;在决策执行阶段,采用组合模式和决策规范指导actor协作,并赋予actor局部随机应变的能力。在此基础上采用等待时间对齐方法协调不同分支的执行时间,降低决策方案的可靠性期望值的波动,提升决策执行方案的稳定性,进而提高SCPS行为的可预测性和可控性。仿真结果揭示了改善行为稳定性和合约优化的主要因素,并显示了渐进优化方案的有效性。进一步本文提出了可组合自适应框架和自相似actor,并证明解耦（架构）控制逻辑能降低系统的全局复杂性,进而提升系统可靠性。同时针对全局绝对参考时间方案无法满足大规模地理分布的SCPS需求的问题,本文提出了一种基于相对参考时间的分布式事件的时序保障方案。针对actor模型故障传播假设的不足,设计了基于轻量级容器隔离方案,为actor提供理想的运行时环境;并在容器上集成基于FDIR的自修复方案以限制故障传播和改善actor自愈能力。最后在实际嵌入式系统上分析验证了容器的FDIR效率和消息管理的效率,以及合约渐进优化和决策执行的可靠性、稳定性。实际测试结果显示本设计方案、系统优化、自管理功能等措施的有效性,以及本方案的可靠性综合保障能力。论文结尾总结了复杂性和不确定性对SCPS设计和维护带来的挑战,并给出驯服复杂性的两个原则,以及用于克服设计和决策中的不确定性的系统性建议。最后针对现有设计中的不足和结合设计中的启发,利用MDE和model@run.time两者的模型和设计原理的相似性,提出自进化CPS（self-evolution CPS）的概念设计。
张捷[9]（2019）在《复杂软件可靠性评估代数方法及其实证研究》文中指出软件可靠性建模与评估是软件工程领域的一个重要研究方向。随着计算机软件进入人类活动的各个领域,对软件质量的要求越来越高,而软件可靠性作为代表软件运行安全性与稳定性的最重要指标,在衡量软件开发质量、保证软件系统可依赖性方面发挥着重要作用,尤其针对应用于交通、电力、航天、国防等领域的一类安全关键软件而言。通过引入代数理论相关新的方法,围绕在软件开发前期如何有效开展可靠性建模与评估问题,论文主要解决了复杂软件的可靠性结构描述与计算困难,并进一步提出适用于软件结构演化过程的可靠性分析方法。同时论文在传统软件可靠性增长模型的改进以及可靠性结构化模型的实证方面也作了深入探讨。论文主要工作如下:（1）阐述了软件可靠性评估的研究背景与研究意义,明确了软件可靠性模型与软件可靠性评估之间的关系,对两类主要模型——软件可靠性增长模型与软件可靠性结构化模型分别从建模思想、主要模型及适用范围等方面进行论述,总结了目前软件可靠性建模方法存在的不足,指出需要进一步解决的问题。（2）针对软件开发后期可靠性预测问题,研究了结合测试工作量与故障检测率对非齐次Poission过程类可靠性模型的改进。首先详细论述了非齐次Poission过程类可靠性模型在引入测试工作量后的基本假设与数学表达,解释测试工作量的建模含义并列举了测试工作量函数的主要形式。其次讨论故障检测率对模型改进的作用,并引入可拟合不同测试阶段的故障检测率函数。在此基础上,构建了兼顾测试工作量与故障检测率两种要素的可靠性数学模型,用以对软件可靠性增长模型作出改进。实验表明,改进模型在预测精度、拟合优度等关键性能指标上整体优于其它代表性可靠性增长模型。（3）针对软件开发前期可靠性估计问题,研究了代数方法在结构化可靠性建模以及计算中的作用。首先通过引入代数工具将软件基本结构风格特征抽象为代数范式形式,并对每种代数范式附加可靠性计算准则,使得范式成为可匹配的一般性模式。然后对复杂软件结构建立由表达式组成的代数模型,表达式可由各基本范式组合、嵌套形成,用以表达软件局部及整体结构的复杂性。在此基础上提出代数模型的解析算法,算法将对诸表达式自动逐层识别并匹配各类型范式,从而完成复杂软件整体可靠性的求解。代数方法相较于其它可靠性结构化建模方法,更好地解决了对复杂软件结构的建模描述问题,并进一步形成一般性的可靠性计算方法。实验表明代数方法的可靠性评估结果是有效的,并在软件开发前期可靠性实时、自动计算方面展现出良好的适用性。（4）针对软件演化过程中的可靠性分析与评估问题,研究了基于代数方法的演化过程描述以及演化行为可靠性实时评估。首先讨论了软件演化问题的实质及其对可靠性的影响,阐明简单增量式演化与结构演化两类问题。然后通过对演化原子操作的定义,将软件演化过程描述为原子操作序列,并基于代数方法跟踪评估、分析演化序列中的每一步操作对整体可靠性的影响,形成面向软件演化的可靠性评估流程。通过实际算例验证,流程可有效分析演化关键环节及整体趋势,适用于反馈和约束演化方案设计以达到提高软件产品质量的目的。（5）针对在实际软件项目开发中可靠性结构化模型因缺少建模参数而不易应用的问题,研究了基于多项式回归和基于循环神经网络的模块可靠性数值估计方法。结合使用代数方法以及上述模块可靠性估计值,完成了对开源项目数个版本的整体可靠性评估。实证研究旨在解决如何有效实施可靠性建模与评估,根据实验阶段性结果与最终结果,并与使用测试失效数据的几种可靠性增长模型作对比验证,说明了从结构分析角度使用代数方法评估实际项目可靠性是可行的。
朱嫄,高建华[10]（2004）在《通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法》文中指出在现有容错技术的基础上，分析了精力、逻辑复杂度和软件可靠性之间的关系， 提出了应该在什么情况下如何使用好现有的容错技术，使得花最小的代价和精力，实现较高 的系统可靠性。这对实践中使用好容错技术，具有一定的理论指导作用。
二、通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法（论文提纲范文）
（1）面向物联网的软件定义网络控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状与问题 |
| 1.3 研究内容和主要贡献 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 第二章 相关研究工作 |
| 2.1 面向物联网的软件定义网络 |
| 2.2 流表存储与更新 |
| 2.2.1 流表存储控制 |
| 2.2.2 流表更新控制 |
| 2.3 网络功能组合部署 |
| 2.4 控制器选址覆盖 |
| 2.5 应用授权访问 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 SDN-IoT流表的分布式存储和批量更新控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于hash的流表分布式存储控制 |
| 3.2.1 存储位置选择 |
| 3.2.2 hash空间构建 |
| 3.2.3 流表部署与数据转发 |
| 3.3 流表低消耗批量更新控制 |
| 3.3.1 更新过程 |
| 3.3.2 更新控制包构建 |
| 3.3.3 更新控制包合作传输 |
| 3.4 实验与性能评估 |
| 3.4.1 流表分布式存储性能评估 |
| 3.4.2 流表批量更新性能评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SDN-IoT网络功能的近端编排控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 物联网服务功能链模型 |
| 4.3 物联网服务功能链组合 |
| 4.3.1 定义描述语言 |
| 4.3.2 网络功能顺序排列 |
| 4.4 物联网服务功能链部署 |
| 4.4.1 问题定义 |
| 4.4.2 基于改进遗传算法的网络功能部署 |
| 4.4.3 Trade-off效用函数 |
| 4.5 实验与性能评估 |
| 4.5.1 实验环境 |
| 4.5.2 实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 SDN-IoT控制节点的分层部署控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 分层主从式控制框架 |
| 5.3 物联网节点重要性评估模型 |
| 5.4 问题定义 |
| 5.4.1 网络模型 |
| 5.4.2 子控制节点部署问题 |
| 5.5 基于二进制粒子群的部署优化算法 |
| 5.5.1 节点分配 |
| 5.5.2 单目标子控制节点部署优化 |
| 5.5.3 多目标子控制节点部署优化 |
| 5.6 实验与性能评估 |
| 5.6.1 实验环境 |
| 5.6.2 实验结果分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 SDN-IoT应用的开放访问控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统框架 |
| 6.3 基本定义与原理 |
| 6.3.1 访问token |
| 6.3.2 基于属性的访问控制 |
| 6.4 访问控制流程 |
| 6.4.1 系统初始化 |
| 6.4.2 SDN-IoT资源注册 |
| 6.4.3 应用安装与授权 |
| 6.4.4 应用资源访问 |
| 6.4.5 应用重授权 |
| 6.4.6 应用权限更新与撤销 |
| 6.5 实验与性能评估 |
| 6.5.1 安全性与性能分析 |
| 6.5.2 实验环境 |
| 6.5.3 实验结果分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目 |
（2）SPAR-H方法行为形成因子相关性分析及改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究内容和方法 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 HRA方法中的PSFs |
| 2.1.1 THERP中的PSFs |
| 2.1.2 SLIM中的PSFs |
| 2.1.3 HEART中的PSFs |
| 2.1.4 CREAM中的PSFs |
| 2.1.5 ATHEANA中的PSFs |
| 2.1.6 IDAC中的PSFs |
| 2.1.7 SPAR-H中的PSFs |
| 2.2 不同领域PSFs研究 |
| 2.2.1 核电 |
| 2.2.2 航空航天 |
| 2.2.3 石油矿井 |
| 2.2.4 铁路 |
| 2.2.5 海运 |
| 2.2.6 机电自动化生产 |
| 2.2.7 医疗 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 PSFs分类理论 |
| 3.1 人员行为模型 |
| 3.2 用户特征 |
| 3.3 PSFs分类的基础理论 |
| 3.3.1 结构理论 |
| 3.3.2 过程理论 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 SPAR-H PSFs体系相关性辨识—基于事件报告分析 |
| 4.1 行为形成因子统计 |
| 4.2 行为形成因子相关性分析 |
| 4.2.1 关联规则分析 |
| 4.2.2 关联规则分析结果 |
| 4.2.3 探索性因子分析 |
| 4.2.4 探索性因子分析结果 |
| 4.2.5 皮尔森相关分析 |
| 4.2.6 皮尔森相关分析结果 |
| 4.3 本章小结与讨论 |
| 4.3.1 小结 |
| 4.3.2 讨论 |
| 第5章 核电厂数字化主控室操纵员界面管理任务特征研究 |
| 5.1 界面管理任务 |
| 5.1.1 界面管理任务与主任务的关系 |
| 5.1.2 与界面管理任务有关的关键行为 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 界面管理任务复杂度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 SPAR-H PSFs体系的改进 |
| 6.1 PSFs改进的方面 |
| 6.2 “问题”PSFs的辨识—基于文献研究 |
| 6.3 “问题”PSFs的改进 |
| 6.3.1 复杂度 |
| 6.3.2 压力 |
| 6.3.3 工作过程 |
| 6.3.4 职责适宜 |
| 6.3.5 经验/培训 |
| 6.3.6 可用时间 |
| 6.3.7 规程 |
| 6.3.8 人因工程/人机界面 |
| 6.4 改进后的PSFs体系 |
| 6.5 案例分析 |
| 6.5.1 案例描述 |
| 6.5.2 案例分析结果 |
| 6.5.3 结果检验 |
| 6.5.3.1 肯德尔协同系数W检验 |
| 6.5.3.2 配对样本t检验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 PSFs因果关系模型 |
| 7.1 系统动力学简介 |
| 7.1.1 系统动力学概念 |
| 7.1.2 变量与方程 |
| 7.1.3 流图 |
| 7.1.4 系统动力学研究问题的方法和步骤 |
| 7.1.5 系统动力学模拟软件—Vensim |
| 7.2 PSFs因果关系模型 |
| 7.2.1 模型系统界限 |
| 7.2.2 模型的结构 |
| 7.2.3 模型定量函数关系式 |
| 7.2.3.1 互信息 |
| 7.2.3.2 层次分析法 |
| 7.2.3.3 PSFs函数表达式 |
| 7.3 PSFs因果关系模型模拟和验证 |
| 7.3.1 模型模拟 |
| 7.3.2 模型验证 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 研究结果 |
| 8.2 创新与贡献 |
| 8.3 研究局限 |
| 8.4 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A核电厂事件报告中PSFs统计 |
| 附录 B PSFs间互信息计算 |
| 附录 C PSFs指标因素权重调查问卷 |
| 附录 D系统动力学模型模拟NUREG/CR-6883报告中三个事件的HEPs |
| 附录 E系统动力学模型模拟HEPs最大值和最小值 |
| 附录 F系统动力学模型灵敏度分析结果 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 在学期间参与的科研项目 |
| 在学期间做的学术会议报告 |
| 致谢 |
（3）基于源代码和用户评论的代码质量分析方法研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 代码质量分析 |
| 1.2.2 用户评论处理 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 代码质量模型 |
| 2.1 代码质量模型结构 |
| 2.2 代码质量属性及子属性 |
| 2.3 代码质量属性特征词库 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于源代码的代码质量分析 |
| 3.1 基于源代码的代码质量信息 |
| 3.2 获取源代码中的代码质量 |
| 3.3 实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于用户评论的代码质量分析 |
| 4.1 基于用户评论的代码质量信息 |
| 4.1.1 识别用户评论中与代码质量属性相关的信息 |
| 4.1.2 分析用户评论中与代码质量属性相关的信息 |
| 4.1.3 判断用户评论中识别出的代码质量信息的情感倾向 |
| 4.2 获取用户评论中的代码质量 |
| 4.3 实验分析 |
| 4.3.1 基于主题判断规则抽取用户评论中的主题 |
| 4.3.2 用户评论中的代码质量属性判断 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于源代码和用户评论的代码质量综合分析 |
| 5.1 代码质量分析规则 |
| 5.2 实验分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 系统原型与实验分析 |
| 6.1 软件需求分析与设计 |
| 6.2 系统原型 |
| 6.3 实验结果及分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 后期展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间参与项目研究及发表成果目录 |
（4）面向对象软件测试性度量及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 基于软件缺陷的测试性度量方法 |
| 1.2.2 基于测试标准的测试性度量方法 |
| 1.2.3 基于信息流的测试性度量方法 |
| 1.2.4 基于影响因素分析的测试性度量方法 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 研究的相关理论 |
| 2.1 软件测试性相关概念分析 |
| 2.1.1 软件测试及测试方法 |
| 2.1.2 软件测试性 |
| 2.1.3 软件测试性与软件测试、软件可靠性的关系 |
| 2.2 软件度量及软件测试性度量 |
| 2.2.1 软件度量 |
| 2.2.2 软件测试性度量 |
| 2.2.3 测试性度量方法选取 |
| 2.3 支持向量机理论 |
| 2.4 遗传算法和布谷鸟搜索算法 |
| 2.4.1 遗传算法 |
| 2.4.2 布谷鸟搜索算法 |
| 2.4.3 改进的布谷鸟搜索算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 测试性影响因素分析 |
| 3.1 软件测试性影响因素分类与选取 |
| 3.1.1 软件测试性影响因素分类 |
| 3.1.2 软件测试性影响因素选取 |
| 3.2 基于文档的测试性影响因素分析 |
| 3.2.1 完整性分析 |
| 3.2.2 准确性分析 |
| 3.2.3 规范性分析 |
| 3.2.4 可追踪性分析 |
| 3.3 基于源代码的测试性影响因素分析 |
| 3.3.1 单元测试分析 |
| 3.3.2 集成测试分析 |
| 3.3.3 系统测试分析 |
| 3.3.4 回归测试分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于SVR的软件测试性度量模型构建及应用 |
| 4.1 测试性度量集确定 |
| 4.1.1 初始度量集 |
| 4.1.2 数据获取 |
| 4.1.3 度量集约简 |
| 4.2 测试性度量模型的要素确定 |
| 4.2.1 软件测试性参数确定 |
| 4.2.2 测试性度量模型的核函数及模型表示 |
| 4.2.3 软件测试性度量模型评价标准 |
| 4.3 样本数据获取与处理 |
| 4.4 实验及结果分析 |
| 4.4.1 基于GA-SVR的测试性度量模型 |
| 4.4.2 基于CS-SVR的测试性度量模型 |
| 4.4.3 基于ICS-SVR的测试性度量模型 |
| 4.4.4 结果分析 |
| 4.5 工程应用 |
| 4.5.1 实例系统的软件测试性水平预测 |
| 4.5.2 工程适用性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
（5）高安全性与可用性的开关量输出模块研究与设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写、术语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 功能安全系统架构研究现状 |
| 1.2.2 开关量安全输出技术研究现状 |
| 1.2.3 安全性建模技术研究现状 |
| 1.3 安全开关量输出模块设计要求分析 |
| 1.3.1 开关量输出模块基本构成 |
| 1.3.2 安全性相关指标与约束 |
| 1.3.3 可用性相关指标与约束 |
| 1.4 课题研究内容及论文安排 |
| 第二章 开关量输出模块系统架构建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用安全性建模方法分析 |
| 2.2.1 可靠性框图 |
| 2.2.3 马尔可夫模型 |
| 2.3 双并联单重化系统建模 |
| 2.4 双并联多重化系统建模 |
| 2.4.1 两重化子系统建模 |
| 2.4.2 三重化子系统建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多影响因子下的安全性与可用性量化分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 安全性及可用性影响因子 |
| 3.2.1 系统架构与降级模式 |
| 3.2.2 故障诊断覆盖率 |
| 3.2.3 故障维修率 |
| 3.2.4 失效率 |
| 3.2.5 共因失效因子 |
| 3.2.6 影响因子分析小结 |
| 3.3 安全性及可用性指标仿真与对比 |
| 3.3.1 系统架构相关性分析 |
| 3.3.2 诊断覆盖率相关性分析 |
| 3.3.3 维修率相关性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 开关量输出电路安全设计与验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统架构设计及指标分解 |
| 4.3 开关量输出电路安全性设计 |
| 4.3.1 逻辑控制电路设计 |
| 4.3.2 现场侧电源电路 |
| 4.3.3 输出表决电路 |
| 4.4 器件故障模式与影响分析 |
| 4.5 输出信号的故障诊断功能设计 |
| 4.5.1 逻辑控制电路诊断与处理设计 |
| 4.5.2 输出表决电路诊断与处理设计 |
| 4.5.3 输出电源诊断及总开关电路设计 |
| 4.6 开关量输出模块安全性可用性设计验证 |
| 4.6.1 输出电路SFF指标验证 |
| 4.6.2 开关量输出模块整体指标验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（6）列控安全计算机分区软件的形式化建模与验证方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 术语表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 安全计算机的综合模块化 |
| 1.2.1 安全计算机简介 |
| 1.2.2 安全计算机发展趋势 |
| 1.2.3 分区的概念及意义 |
| 1.3 形式化方法 |
| 1.3.1 形式化方法分类 |
| 1.3.2 形式化方法选择 |
| 1.4 选题意义 |
| 1.5 论文结构与写作安排 |
| 2 列控安全计算机分区软件研究综述 |
| 2.1 安全计算机分区软件 |
| 2.1.1 分区软件结构 |
| 2.1.2 分区隔离机制 |
| 2.1.3 分区软件特性 |
| 2.2 分区软件形式化研究的需求 |
| 2.2.1 形式化研究的必要性 |
| 2.2.2 分区软件的建模和验证需求 |
| 2.3 研究现状 |
| 2.3.1 形式化证明 |
| 2.3.2 时间Petri网 |
| 2.4 存在的问题 |
| 2.2.1 安全性方面 |
| 2.2.2 实时性方面 |
| 2.2.3 可调度性方面 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于并发分离逻辑的分区并行程序安全性验证 |
| 3.1 并行程序安全性 |
| 3.2 基于事务内存的安全机制设计 |
| 3.3 并行程序安全机制验证 |
| 3.3.1 不变式证明 |
| 3.3.2 并发分离逻辑 |
| 3.3.3 安全性的验证方法 |
| 3.4 抽象机模型设计 |
| 3.5 推理规则的定义 |
| 3.6 可靠性证明 |
| 3.7 实验验证 |
| 3.7.1 平台搭建 |
| 3.7.2 验证结果与分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 基于随机时间Petri网的分区通信实时性验证 |
| 4.1 分区通信 |
| 4.1.1 通信网络 |
| 4.1.2 通信管理机制 |
| 4.1.3 时延分析 |
| 4.1.4 数据类型 |
| 4.2 随机时间Petri网 |
| 4.2.1 随机Petri网相关概念 |
| 4.2.2 连续时间马尔科夫链的求解 |
| 4.2.3 网络性能关键参数的求解 |
| 4.2.4 随机时间Petri的定义 |
| 4.3 随机时间Petri网瞬态分析算法 |
| 4.3.1 随机状态类的定义 |
| 4.3.2 通过枚举类的状态空间分析 |
| 4.3.3 基于马尔科夫再生理论的瞬态概率的计算 |
| 4.3.4 算法实例及验证 |
| 4.4 分区通信模型建立 |
| 4.5 分区通信模型分析 |
| 4.5.1 参数选取及量化指标 |
| 4.5.2 结果分析 |
| 4.6 实验验证 |
| 4.6.1 平台搭建 |
| 4.6.2 验证结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于带有优先级时间Petri网的分区可调度性验证 |
| 5.1 实时调度 |
| 5.1.1 实时系统及相关概念 |
| 5.1.2 实时调度算法 |
| 5.2 分区调度的时域模型 |
| 5.3 带有优先级时间Petri网 |
| 5.3.1 定义 |
| 5.3.2 基于状态空间枚举的分析算法 |
| 5.4 双层调度模型建立 |
| 5.5 双层调度模型分析 |
| 5.5.1 复杂度分析 |
| 5.5.2 验证结果 |
| 5.6 实验验证 |
| 5.6.1 平台搭建 |
| 5.6.2 验证结果与分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）嵌入式软件形式化建模与测试方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.3 本文主要工作与章节安排 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 有限状态自动机与STM形式化定义 |
| 2.1 状态变迁矩阵定义 |
| 2.2 有限状态自动机概念 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于STM并发程序建模研究 |
| 3.1 并发程序的缺陷问题分析 |
| 3.2 中断嵌套引发原子性违背的解决方法 |
| 3.2.1 基于STM的嵌入式软件中断建模 |
| 3.2.2 多级中断嵌套建模方法 |
| 3.3 线程交织引发数据竞争的解决方法 |
| 3.3.1 多线程全局变量读/写规则 |
| 3.3.2 全局变量无关程序语句剪枝规则 |
| 3.3.3 解决原子性违背的信号量通信与访问控制分离方法 |
| 3.4 瘦中断处理模型仿真实验分析 |
| 3.5 解决原子性违背的形式化模型建立 |
| 3.5.1 信号量法与控制-访问分离法对比分析 |
| 3.5.2 建模方法对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 复杂嵌入式软件多属性一体化测试方法 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 正则表达式扩充定义 |
| 4.3 带有闭包循环正则式用例生成策略 |
| 4.3.1 记忆性正则表达式转化方法 |
| 4.3.2 基于圈复杂度的循环边界方法 |
| 4.3.3 状态机网络节点介数的测试入口选择 |
| 4.4 带有时间属性的正则表达式用例生成策略 |
| 4.4.1 基于时间复杂度的函数执行时间估算方法 |
| 4.4.2 测试用例最坏执行时间估算 |
| 4.5 正则表达式用例测试用例优化方法 |
| 4.5.1 函数路径的组合测试方法 |
| 4.5.2 用例文本选取优化方法 |
| 4.6 实例分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于结构分解的嵌入式软件测试方法 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.2 模型的组合测试方法 |
| 5.3 结构模型分解 |
| 5.3.1 非强连通模型分解方法 |
| 5.3.2 强连通模型分解方法 |
| 5.4 最小正则表达式测试用例生成方法 |
| 5.5 实例分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 附录D |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 CPS及可信计算等相关概念 |
| 1.2.1 CPS概念 |
| 1.2.2 CPS服务特征及设计需求 |
| 1.2.3 可信性概念 |
| 1.2.4 可信的自管理CPS |
| 1.2.5 模型驱动工程 |
| 1.2.6 运行时建模技术 |
| 1.3 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.3.1 CPS模型及分析工具研究 |
| 1.3.2 自管理决策及其可信性研究 |
| 1.3.3 不确定性问题和决策差异化研究 |
| 1.3.4 CPS集成技术研究 |
| 1.3.5 CPS国内外研究现状小结 |
| 1.4 自管理模式分析 |
| 1.4.1 SCPS自管理模式 |
| 1.4.2 自管理误差源和故障源 |
| 1.5 论文主要研究内容和章节结构 |
| 1.5.1 论文主要研究内容 |
| 1.5.2 研究内容之间的关系 |
| 第2章 一体化SCPS可组合元模型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SCPS系统建模现状 |
| 2.2.1 SCPS子系统模型 |
| 2.2.2 可组合性定义 |
| 2.2.3 可组合性的相关研究 |
| 2.3 Actor及其组合模型 |
| 2.3.1 可组合时限可写actor模型 |
| 2.3.2 Actor组合交互模型 |
| 2.4 基于合约的决策任务表示规范 |
| 2.4.1 集成控制流和数据流的决策任务模型 |
| 2.4.2 合约-建议-决策规范 |
| 2.4.3 Actor活动组合模式及约束 |
| 2.4.4 Actor活动组合性质 |
| 2.4.5 基于actor元模型的事件推断及决策组织 |
| 2.5 Actor模型可组合性 |
| 2.5.1 功能可组合性 |
| 2.5.2 Actor需求和属性可组合性 |
| 2.5.3 Actor组合约束 |
| 2.5.4 失效模式的actor可组合性 |
| 2.6 合约可组合性及决策的合并约束 |
| 2.7 Actor元模型应用示例 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 面向SCPS的模型驱动工程方法和架构-策略协同验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.1 面向SCPS的模型驱动工程研究现状 |
| 3.2.2 AADL语言和工具简介 |
| 3.2.3 基于AADL面向SCPS的模型驱动工程方法 |
| 3.2.4 Actor元模型和AADL语言描述规则转化 |
| 3.2.5 基于模型驱动工程方法的actor模型可信性分析 |
| 3.3 Actor子系统元模型实现和集成 |
| 3.3.1 AADL软硬件库 |
| 3.3.2 Actor元模型实现 |
| 3.3.3 基于Actor的软硬件协同设计模型 |
| 3.4 SCPS嵌入式子系统软硬协同验证 |
| 3.4.1 基于Actor元模型的设计验证原理 |
| 3.4.2 多actor的嵌入式子系统验证 |
| 3.4.3 子系统可信性的软硬件协同验证 |
| 3.5 架构设计及架构-策略协同验证 |
| 3.5.1 中心式静态控制策略方案 |
| 3.5.2 去中心架构中心化管理方案 |
| 3.5.3 完全去中心化管理方案 |
| 3.5.4 简单分层-去中心方案 |
| 3.5.5 带检查点的分层-去中心方案 |
| 3.5.6 架构-策略协同仿真 |
| 3.6 感知误差对决策可靠性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于合约的SCPS自管理决策多目标渐进优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应反馈循环模式及协作 |
| 4.2.1 通用的自适应反馈循环模式 |
| 4.2.2 前瞻性决策中各反馈循环间的协作 |
| 4.3 运行时自适应的可组合合约 |
| 4.3.1 当前中心式和去中心式自管理方案的不足 |
| 4.3.2 运行时可改进的合约-决策方案 |
| 4.4 基于运行时建模的合约渐进优化 |
| 4.4.1 合约-决策细化问题形式化 |
| 4.4.2 合约的可实施性检测 |
| 4.4.3 基于改进NSGA-II的建议优化 |
| 4.4.4 建议时序约束设置和建议分解 |
| 4.5 去中心式决策运行时优化及补救性恢复 |
| 4.5.1 活动等待时间修正和截止时间对齐 |
| 4.5.2 运行时可靠性修正 |
| 4.5.3 运行时能耗优化 |
| 4.5.4 同步及时间误差消除 |
| 4.5.5 周期性子系统属性更新及反馈 |
| 4.6 合约-决策方案分析及仿真 |
| 4.6.1 建议优化复杂性和仿真分析 |
| 4.6.2 等待时间对稳定性影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 可信SCPS多角色可组合子系统方案与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SCPS自适应架构设计及分析 |
| 5.2.1 分层决策-去中心化执行多角色自适应架构 |
| 5.2.2 自适应架构解耦控制管理逻辑 |
| 5.2.3 可配置自管理嵌入式子系统框架 |
| 5.2.4 自相似actor接口定义及优势 |
| 5.2.5 运行时可编程规范和复合actor的生成 |
| 5.3 基于相对时间的分布式时序可靠性保障 |
| 5.3.1 相对参考时间方案 |
| 5.3.2 相对时间方案中时钟误差消除 |
| 5.3.3 相对时间和绝对时间方案比较分析 |
| 5.4 面向AVR的轻量级可恢复容器设计 |
| 5.4.1 轻量级可恢复的容器设计 |
| 5.4.2 容器性能分析 |
| 5.4.3 容器的故障恢复能力测试 |
| 5.5 SCPS爆发性消息管理优化 |
| 5.6 本地子系统自愈方案设计 |
| 5.6.1 多层次一体化自愈措施 |
| 5.6.2 时间预估及自愈措施选择 |
| 5.6.3 运行时时序可信相关的组合方案 |
| 5.7 SCPS系统实测与分析 |
| 5.7.1 测试平台和相关配置 |
| 5.7.2 建议的多目标组合优化解集 |
| 5.7.3 实际系统可靠性和稳定性测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）复杂软件可靠性评估代数方法及其实证研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 软件可靠性与软件可靠性工程 |
| 1.3 软件可靠性建模研究现状 |
| 1.3.1 SR模型分类及经典模型 |
| 1.3.2 SR结构化模型 |
| 1.3.3 SR评估与SR模型 |
| 1.4 论文研究内容与结构安排 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 结构安排 |
| 第2章 软件可靠性建模相关基础理论 |
| 2.1 软件可靠性增长模型 |
| 2.1.1 SRGM类建模的基本问题 |
| 2.1.2 J-M模型及其推广 |
| 2.1.3 G-O模型及其推广 |
| 2.1.4 Musa执行时间模型 |
| 2.1.5 SRGM类建模方法讨论 |
| 2.2 软件可靠性结构化模型 |
| 2.2.1 SR结构化建模的基本问题 |
| 2.2.2 基于执行路径的SR结构化模型 |
| 2.2.3 基于状态的SR结构化模型 |
| 2.2.4 SR结构化建模方法讨论 |
| 2.3 其它领域理论与软件可靠性建模 |
| 2.3.1 软件体系结构 |
| 2.3.2 软件度量和软件缺陷预测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 结合测试工作量与故障检测率的SRGM |
| 3.1 引言 |
| 3.2 通过测试工作量与故障检测率改进SRGM |
| 3.2.1 考虑测试工作量的NHPP类 SRGM |
| 3.2.2 测试工作量函数 |
| 3.2.3 变点与故障检测率函数 |
| 3.2.4 建立改进模型 |
| 3.3 改进模型的应用与验证 |
| 3.3.1 模型应用方法 |
| 3.3.2 实验设计 |
| 3.3.3 实验结果讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于结构分析的软件可靠性评估代数方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 软件结构分析与可靠性评估的代数方法 |
| 4.2.1 建立代数工具 |
| 4.2.2 基本结构风格的可靠性范式 |
| 4.2.3 代数模型可靠性评估流程 |
| 4.3 有效性验证 |
| 4.3.1 算例描述 |
| 4.3.2 评估结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于代数方法的软件演化可靠性评估与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 面向软件演化的可靠性评估与分析 |
| 5.2.1 DTMC模型与增量式演化 |
| 5.2.2 软件结构的演化 |
| 5.2.3 可靠性评估与分析 |
| 5.3 算例实验与有效性验证 |
| 5.3.1 算例研究一 |
| 5.3.2 算例研究二 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于软件度量的可靠性评估实证研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验设计 |
| 6.2.1 实验项目与度量数据 |
| 6.2.2 基于多项式回归的模块参数聚合方法 |
| 6.2.3 基于循环神经网络的模块参数聚合方法 |
| 6.2.4 使用代数方法评估项目整体可靠性 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.3.1研究问题RQ1 |
| 6.3.2研究问题RQ2 |
| 6.3.3 讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文的创新之处 |
| 7.3 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
四、通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法（论文参考文献）
- [1]面向物联网的软件定义网络控制技术研究[D]. 任玮. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]SPAR-H方法行为形成因子相关性分析及改进研究[D]. 刘建桥. 南华大学, 2021(02)
- [3]基于源代码和用户评论的代码质量分析方法研究与实现[D]. 徐海燕. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]面向对象软件测试性度量及应用研究[D]. 唐佳丽. 河北师范大学, 2021(09)
- [5]高安全性与可用性的开关量输出模块研究与设计[D]. 庞欣然. 浙江大学, 2021(02)
- [6]列控安全计算机分区软件的形式化建模与验证方法研究[D]. 张玉琢. 北京交通大学, 2020(02)
- [7]嵌入式软件形式化建模与测试方法研究[D]. 崔凯. 大连理工大学, 2020
- [8]可信信息物理融合系统的架构设计及自管理优化策略研究[D]. 周鹏. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]复杂软件可靠性评估代数方法及其实证研究[D]. 张捷. 合肥工业大学, 2019(01)
- [10]通过控制逻辑复杂度提高软件可靠性的方法[J]. 朱嫄,高建华. 计算机工程, 2004(01)