网络化作战中通信网络相继故障规模的降低方法研究*

通过研究网络化作战中通信网络的相继故障现象,找到其规模的降低方法。着眼于网络化作战中通信网络相继故障的主要影响因素,从充分利用网络资源的观点出发,采用基于节点剩余容量的负载重分策略,建立了一个网络化作战中通信网络的相继故障模型,并进行了仿真实验研究。结果表明,与基于节点度的负载重分策略相比,基于节点剩余容量的负载重分策略能降低网络相继故障的规模约10％;同时研究还发现当网络中节点的初始负载不同时,初始负载较小的网络首先进入相继故障状态且相继故障规模较大;另外研究还发现了当网络化作战中的通信网络具有社团结构     

一种基于负载局域分配的相继故障模型

为了更好地研究复杂网络抵制相继故障的鲁棒性,在经典的负载-容量模型基础上,提出了一种基于负载局域分配的相继故障模型。结合现实网络特点定义了衡量相继故障程度的指标——网络效率,提出节点对超出负载具有一定的容忍能力。将所提出的相继故障模型应用于经典复杂网络模型均观察到发生了相继故障现象,且通过仿真研究了相继故障传播的影响因素。实验结果表明,不同的节点失效方式、模型参数值以及网络的介数分布都会影响相继故障的传播。     

无尺度网络中降低相继故障规模的策略研究

在复杂网络的相继故障过程中,主要影响因素包括：网络结构、节点负载量、节点容量、负载重分策略等。针对这些因素,建立了一个无尺度网络的相继故障模型。模型采用的基于节点剩余容量的负载重分策略能较充分地利用网络资源。仿真结果表明,与基于节点度的负载重分策略相比,基于节点剩余容量的负载重分策略能降低网络相继故障的规模约10％;研究还发现只提高网络中“关键”节点的容量也能有效降低相继故障的规模。当无尺度网络具有社团结构时,相继故障的规模要减小约30％。这些结论对降低网络相继故障规模、网络结构的设计及以后的研究具有重要意义。     

目的边攻击和防御下的相互依存网络相继故障

许多现实的网络彼此间相互作用与依存,一个或几个网络的故障将导致网络间的相继故障,最终导致相互依存的网络系统整体失效。为解决基于相互依存边目的攻击下的网络间相继故障及其渗流问题,采用一种新的相互依存边的边权定义方法,提出相互依存边在目的攻击和防御下的故障渗流模型,运用生成函数和渗流理论,分析相互依存网络在此攻击和防御下的相继故障渗流过程。以相互依存的随机网络和相互依存的无标度网络为实例,进行实例分析与仿真实验。仿真实验与理论分析相符并表明：基于相互依存边的目的攻防效果均好于基于节点的目的攻防效果。     

基于VB和MATLAB的高压断路器故障诊断系统设计

针对高压断路器发生故障时,故障征兆与故障原因之间复杂的对应关系,提出了一种利用神经网络进行故障诊断的方法。文章介绍了系统的构成、功能、算法及实现,以高压断路器常见的故障为例,基于MATLAB和VB程序构建了高压断路器的故障诊断软件系统。     

便携式滚动轴承故障检测仪的设计

对现有的滚动轴承故障检测仪进行了调查和研究,设计了一种功耗小、成本低的便携式滚动轴承故障检测仪。该检测仪硬件结构及软件系统基于MSP430F149单片机设计与开发,采用时域参数指标诊断滚动轴承故障。实测结果表明,检测仪能快速、自动地诊断滚动轴承故障,验证了该设计的有效性和可靠性。     

面向通信协议故障的分布式软件可靠性测试技术研究

分析了分布式软件系统中的典型通信协议故障,研究了基于API Hook的分布式软件可靠性测试方法,提出了基于通信协议故障注入的应用软件可靠性测试方法,并设计、实现了工具原型,为基于故障注入的分布式软件可靠性测试提供了技术手段.     

云计算背景下分布式软件系统故障检测技术研究

自云计算被大家真正的认可后,越来越多的分布式软件系统部署在公有云计算平台,云计算环境的复杂性、动态性和开放性使得分布式软件系统更易于出现故障,造成服务失效,从而影响大量用户正常使用,甚至造成巨大经济损失.故障检测技术旨在自动及时的检测系统故障的发生,以避免或减少服务失效所带来的损失,是保障分布式软件系统性能与可靠性的关键技术之一,文章中提出了面向云计算环境的基于统计监测的分布式软件系统故障管理参考框架,包括故障检测与恢复能力的测评工具的模块划分;针对当前云计算环境的特点,分析出云计算背景下分布式软件系统故障检测技术展望了未来的研究方向。     

一种针对大型局域网的节点重要性分析方法

本文首先针对大型局域网的特点定义了网络设备的结构负载,并且在此基础上提出了基于负载重新分配的相继故障模型,该模型为每个节点定义了过载函数,使用过载函数值的变化来反映网络拓扑的演化。在该模型基础上,提出了基于相继故障模型的节点重要度排序方法,并通过实验分析了该方法的可行性和有效性。     

一种基于失效费用划分的穿戴计算机软件可靠性模型

根据故障的严重程度对软件系统中潜伏的故障进行了类型划分，并利用传统的G-O模型建立了一个基于失效费用划分的软件可靠性增长模型．无线网络使穿戴计算机的性能得到了很大的提升，根据是否会严重影响穿戴计算机的网络通信能力，将其软件系统的故障分为两类：①一般故障，不影响或较小影响系统的网络通信；②通信故障，严重影响甚至阻断系统的网络通信．利用前面建立的软件可靠性增长模型，建立了一个穿戴计算机软件系统可靠性增长模型，并对一组数据进行了评估．     

常用软件体系结构模型的分析

随着软件规模和复杂程度不断地扩大和增加，软件开发的成功已不再完全取决于数据结构和软件算法的选择，而是在很大程度上取决于软件体系结构，软件体系结构模型是影响软件的关键。分析了几种常用软件体系结构模型的特征、优点、缺点，提出了软件体系结构模型指导软件开发的优点。     

系统软件开发过程中的软件工程技术

因为系统软件的复杂性和特殊性，如何控制和管理系统软件的开发过程是直接关系到开发成败的重要问题。本文认为系统软件不同于应用软件，有其自身的特点和规律。现有的应用软件开发方法和软件工程技术不能完全满足系统软件开发的需要。本文结合一个编译系统开发的实例介绍了系统软件开发过程中的一点经验和体会。     

一种基于国产基础软件平台的软件部署方案

目前国产操作系统主要是基于Linux开发的操作系统,且已经广泛地使用在能源、金融、交通、政府、国防等行业领域。Linux是一个开放的平台。开放平台的软件类型和软件包格式均呈现出多样化。不同类型的软件的部署方式不尽相同,这也严重阻碍了国产操作系统的推广使用。本文研究现存的国产操作系统上的主流软件类型及封装包格式,并在此基础上分析现存的软件部署工具,提出基于国产基础软件平台的软件部署工具的设计方案。     

一种构件化动态软件系统组态模型

在讨论软件构件技术复用现状的基础上,借鉴工业控制领域的组态概念,提出了一种构件化动态软件系统组态模型。其基本思想是：在一定的软件体系结构基础上,用系统的宏观逻辑组态描述联结实现系统具体功能的软件构件,定制组装成完整的应用系统。构件化大大提高软件开发的速度和效率,逻辑和实现的分离明显改善软件系统的灵活性和逻辑可扩充性,系统逻辑组态描述能始终保持软件系统应用和需求的一致性。     

工业嵌入式控制系统软件构件的设计

随着计算机在工业控制领域的迅速扩大,软件规模及复杂性的不断提高,软件危机愈加明显地暴露出来,提高软件生产率成为软件产业的当务之急;基于构件的软件复用是当前复用研究的焦点,被视为实现成功复用的关键因素之一;基于构件的嵌入式系统软件复用技术是文中讨论的核心内容,提出工业嵌入式系统的系统级软件设计方法,以软件构件形式对其进行封装,以标准接口形式暴露给用户级应用软件对其进行操作,方便了系统的集成和维护.     

ABC95阵列机系统软件的研究与实践

本文以通用计算机系统软件为基础,对专用阵列计算机ＡＢＣ９５的系统软件进行探讨与实践,它根据ＡＢＣ９５阵列机体系结构的特点,对通用计算机的系统软件进行适当的修改和扩充,并在保持主机操作系统框架及高级程序设计语言不变的基础上,着重研究了主机－目标机之间的接口软件和目标机的程序设计环境和执行环境．这种借助现有软件为专用机开发系统软件的方法,大大地简化了问题处理,缩短了系统的开发周期．     

软件系统设计中人因工程的研究

设计一个经受起市场检验的软件系统,软件工程师的视野需要从“软件工程”的角度转变成“产品工程”的角度,即充分考虑产品使用者－－人的因素。为达到这个目的,针对软件系统设计中涉及的人的因素进行研究和探讨,重点探讨人因工程和软件系统设计结合的理论,并介绍一种系统设计中结合人的因素的有效工具－－CARMAN。     

无人直升机实时机载和地面站软件架构设计

研究了无人直升机飞行控制系统实时软件系统设计架构,针对机载嵌入式飞控计算机系统和地面站计算机系统,提出了基于VxWorks实时操作系统的多线程任务机载软件设计方案和基于WindowsXP操作系统的地面站软件设计方案,有助于加快完成无人直升机飞行控制系统的设计和验证。机载系统软件设计为数据采集和测量、伺服舵机驱动、飞行控制与发动机控制实现、通信和数据请求存储等功能。地面站系统软件设计为与机载系统的数据通信、终端用户操控,以及实时飞行状态监视等功能。利用组件对象模型设计技术实现了系统软件设计的模块化、软件结构分层组件化,方便了软件系统的集成与扩展。采用多任务线程机制,有效地满足了飞行控制系统实时性要求。利用实时操作系统的定时器任务机制,确保飞行模式的任务管理和调度。依据所提出的软件设计架构完成了实时机载软件和地面站软件组件模块的设计与开发,而且软件集成快捷方便。研究成果已成功应用于某型无人直升机飞行控制系统。     

软件系统中业务特征冲突的分析

随着软件技术的发展,越来越多的软件系统出现了业务特征冲突问题,如何在新的环境下解决该问题成为人们研究的重点。该文通过对软件本身的分析,给出了软件系统中业务特征冲突产生的核心原因,并基于此核心原因,对软件系统的业务特征冲突进行了分类,提出了一种新的分类方法。由于该方法并不针对某个具体的软件系统,而是从软件的角度进行分析,因此具有较好的普遍性,基于此方法的冲突检测和冲突解决也具有广泛的适用性。     

机载PHM系统软件设计与验证

针对现有PHM系统软件开发中存在的软件模块规范性差、复用率低和鲁棒性弱等问题,提出了一种基于OSA-CBM标准的构件化机载PHM系统软件设计方法,描述了机载PHM系统软件的构件化模型定义、功能框架、分层体系结构和软件控制流程;设计了机载PHM系统的构件接口和核心功能构件;实现了符合OSA-CBM规范接口的构件化软件。通过原型系统软件验证了构件化机载PHM系统软件设计和开发方法的正确性,表明了该方法能够提升软件的规范性、复用率、鲁棒性和可扩展性。