嵌入式实时操作系统内核混合代码的自动化验证框架

"如何构造高可信的软件系统"已成为学术界和工业界的研究热点.操作系统内核作为软件系统的基础组件，它的安全可靠是构造高可信软件系统的重要环节.为了确保操作系统内核的安全可靠，将形式化方法引入到操作系统内核验证中，提出了一个自动化验证操作系统内核的框架.该验证框架包括：（1）分别对C语言程序和混合语言程序（C语言和汇编语言）进行验证；（2）在混合语言程序验证中，为汇编程序建立抽象模型，并将C语言程序和抽象模型粘合形成基于C语言验证工具可接收的验证模型；（3）从规范中提取性质，基于该自动验证工具，对性质完成自动验证；（4）该框架不限于特定的硬件架构.成功地运用该验证框架对两种不同硬件平台的嵌入式实时操作系统内核μC/OS-II进行了验证.结果显示：利用该框架在对两个不同的硬件平台上内核验证时，框架的可重复利用率很高，高达到88%，虽然其抽象模型需要根据不同的硬件平台进行重构.在对基于这两种平台的操作系统内核验证中，分别发现了10~12处缺陷.其中，在ARM平台上两处与硬件相关的问题被发现.实验表明，该方法对不同硬件平台的同一个操作系统分析验证具有一定的通用性.     

注射充模过程的压力求解方法及其比较

提出了一个LU局部分解方法来求解注射充模过程的压力方程,并与其他迭代方法进行了比较。LU局部分解法是当矩阵在逐渐变大时,保留已经分解的部分,只对新增加的部分进行分解,因此相当于只对最后的稀疏矩阵进行了分解。计算表明,LU局部分解法比预条件共轭梯度法快大约1个量级,而预条件共轭梯度方法又比超松弛迭代法快大约1个量级。     

Aspen Open Solver接口技术研究

以Aspen Open Solver接口集中的非线性代数方程组(NLA)部分作为研究对象,在对接口集进行系统地分析之后,利用AspenTech提供的接口代码将分别基于梯度和非基于梯度的四种求解算法嵌入生成solver组件,并实现用Aspen Plus调用该solver组件观察各种算法嵌入的结果.     

An algorithm and observability research of autonomous navigation and joint attitude determination in asteroid exploration descent stage

In this paper, an autonomous relative navigation and joint attitude determination algorithm in asteroid exploration descent stage is researched based on feature point information of perpendicular asteroid surface image observed by optical navigation camera, distance vectors from spacecraft to asteroid measured by three angled installed lidars and relative velocity increment measured by accelerometer when the relative distance vector to the centroid of asteroid can not be obtained. The inertial attitude of spacecraft is determined by sun vector, star vectors and inertial angular velocity respectively measured by sun sensor, star trackers and inertial reference unit. Also, in order to obtain measurement error model transferred from sensor noise, a covariance matrix solver considering error correlation is presented via the error model of normalized vector to first order. Numerical simulation and improved observability evaluation of filtering are undertaken to discuss the results of complete sensor observation and weak observation of lidars, and verify the effectiveness of the presented relative navigation and attitude determination algorithm.     

利用EXCEL工具率定典型流量数学模型方法探讨

介绍EXCEL【规划求解】功能拟合流量数学模型的操作方法和步骤,并与EXCEL内置图形函数拟合的流量数学模型进行对比分析,说明该功能拟合流量数学模型的优越性。分别以天然河道、水库堰闸、水电站实测流量系列资料为实例,应用该功能拟合不同类型的流量数学模型,结果表明【规划求解】功能拟合流量数学模型均能满足水文资料整编规范要求。     

基于动态符号执行的C代码缓冲区溢出检测

缓冲区溢出是C程序中众多安全隐患的根源之一,以C程序代码为目标对象,提出了一个基于底层虚拟机中间代码的缓冲区溢出检测工具PathChecker.该工具基于动态符号执行方法,使用无量词谓词公式刻画缓冲区操作的安全性质,并利用可满足模型理论求解器技术检验缓冲区操作的安全性.实验结果表明,该工具能有效检测C代码中的缓冲区溢出漏洞,且易于推广至其他高级程序语言代码和其他类型安全漏洞的检测.     

振动设备转速对其支撑结构动力响应的影响

为研究振动设备对其支撑结构的动力损伤情况,以平顶山天安煤业股份有限公司八矿选煤厂生产厂房为研究对象,建立了振动设备及其支撑结构具有连续分布参数的动力分析模型,然后利用能量原理导出其在稳态振动时的控制方程及边界条件,针对结构振动波速不变以及变化的情况,采用常微分方程求解器COLSYS分别对控制方程求其数值解,进而得出设备在不同转速下其支撑结构的动力响应(包括共振响应),最后得到当振动设备在某些转速下会导致其振动频率和支撑结构的某阶固有频相一致从而诱发共振的结论,并以此为选煤厂振动设备与其支撑结构的安全使用提出了一些建议。     

Total-FETI domain decomposition method for solution of elasto-plastic problems

In this paper we present an algorithm for the parallel solution of the rate-independent elasto-plastic problems with kinematic hardening. We assume the von Mises plastic criterion and the associated plastic flow rule. The time discretization is based on the implicit Euler method. The corresponding one-time-step problem is formulated in the incremental form with respect to the unknown displacement and discretized spatially by the finite element method. We use an ‘external’ algorithm based on a linearization of the elasto-plastic stress–strain relation by the corresponding tangential operator and we parallelize the arising linearized problem by the Total-FETI method. The numerical experiments were carried out using our novel C/C++ library FLLOP (FETI Light Layer On top of PETSc) at HECToR supercomputer located at EPCC, UK.     

基于硬件可编程逻辑的SAT求解算法研究与进展

布尔可满足性SAT问题作为第一个被证明的NP完全问题,是计算机理论与应用的核心问题,有着重要的应用价值,因此近年来涌现了各种各样SAT求解器。但是,SAT求解器的运算效率始终是影响其应用的关键因素,所以利用硬件的高性能与并行性来加速SAT求解过程已成为验证领域的一个研究热点。归纳总结了在SAT求解过程中,利用硬件现场可编程门逻辑FPGA的并行性和灵活性加速求解过程的各种算法研究,着重总结分析了应用型SAT求解器的加速策略。通过对各种方法的深入分析,指出它们的优缺点,为未来的研究提供了思路。