基于AADL的失效概率分配及安全性评估方法

当代航空系统是复杂的安全关键信息物理融合系统(cyber-physicalsystem,简称CPS).失效概率分配是民用航空系统及设备初步系统安全性评估过程的重要工作,AADL(architecture analysis and design language)适用于航电系统的设计开发,对AADL模型实施失效概率分配和安全性评估是不可或缺的.提出了基于AADL的失效概率分配方法,可将系统失效概率分配给子构件,作为其安全性需求.该方法综合考虑系统架构设计、模型复杂度和严酷度(severity)等级.通过结合失效概率分配方法和确定性随机Petri网(deterministicstochasticPetri-net,简称DSPN),进一步提出了基于AADL的安全性评估方法,将系统的AADL模型转换为DSPN模型,以计算子构件的失效概率,并评估子构件是否满足安全性需求,直到设计出满足安全性目标的架构模型.最后给出了失效概率分配方法与安全性评估方法的实现算法和工具结构,并通过将所提出的方法应用到飞行控制系统,表明所提方法能够有效地完成失效概率分配和安全性评估.     

采用AADL的软件系统可靠性建模与评估方法

结构分析与设计语言(architecture analysis and design language,AADL)是应用于嵌入式领域的体系结构建模、分析和验证的重要手段。针对系统可靠性随着其规模、复杂度和性能需求的不断提升而愈显突出的问题,给出了一个基于AADL的软件系统可靠性建模与评估框架:首先建立AADL可靠性模型,然后将其转换为广义随机Petri网(generalized stochastic Petri net,GSPN)模型后再进行分析,最后根据分析结果判断是否需要进行模型改进。在研究已有的基本转换规则的基础上,重点讨论了系统中组件之间错误传播以及表示系统发生模式转换的Guard_Transition属性到GSPN的转换规则。以某飞行控制系统中数据发送和处理单元为实例,验证了所提转换规则和可靠性建模与评估框架的有效性。     

基于AADL的软件重构工具设计与实现

模态(Mode)表示的是软件可操作配置的状态,在一个或多个模态内可对资源和属性进行重新配置,即重构。目前,在对VxWorks系统下C程序的AADL架构进行模态的提取和蓝图制定过程中,还没有现成的工具。因而,设计一个基于AADL架构的软件重构工具将给软件架构的重构提供更大的帮助。为了搭建起基于AADL架构的软件重构可扩展工具平台,在Eclipse开源开发环境下,设计了SRM2( Software Reconfiguration Middlcware based on Mode)插件工具。SRM2工具主要完成对C程序的AADL架构的扫描进而描述程序架构的静态蓝图信息,以及结合代码(探针设计和植入)在VxWorks系统下的运行信息生成动态蓝图,从而指导软件的重构。     

安全关键软件的AADL模型自动逆向构造方法

近年来,采用模型驱动(Model-Driven)尤其是形式化模型驱动的安全关键软件设计与开发方法逐渐受到重视,并被工业界认为是切实可行的重要手段.AADL(Architecture Analysis and Design Language)是一种广泛应用于安全关键领域的形式化建模语言标准.在安全关键软件系统开发与维护过程中,部分需求与设计信息往往遗留在源代码中,在对已有软件系统架构进行复用或重构的过程中,如何将这部分需求与设计信息从代码中构造到设计模型是一个重要问题.本文基于模型驱动逆向工程,提出一种从C代码到AADL模型的自动构造方法C2AADL.首先分析了源语言结构、行为和运行时性质,并根据分析结果提出了源代码结构、行为和运行时性质到AADL模型的转换规则,然后根据转换规则设计并实现了原型工具,最后基于雷达信息处理子系统案例验证本文所提方法的有效性.     

基于AADL的中断控制设计方法

介绍了结构分析与设计语言(AADL)的应用研究和优点,以某航天器控制分系统部分中断类型为例,针对AADL语言自身直接对中断问题描述能力上的不足,提出了两种基于AADL的中断控制设计方法,并进行了详细阐述和比较,为系统设计阶段对中断控制的抽象描述提供了一种思路和方法,从而有利于实现早期阶段对模型可调度性等方面验证的途径.     

AADL模型可靠性分析评估工具

主要针对AADL(architecture analysis and design language)嵌入式系统体系结构进行可靠性建模,实现AADL可靠性模型到广义随机Petri网(general stochastic Petri net,简称GSPN)可靠性计算模型的转换,并基于GSPN可靠性计算模型对嵌入式系统进行...     

基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法

模型驱动开发方法逐渐应用于航空航天等领域的安全关键软件设计与实现中。体系结构分析设计语言(Architecture Analysis and Design Language, AADL)是一种标准化的嵌入式软件体系结构描述语言,通过建模、验证以及代码自动生成为安全关键软件的设计与实现提供完整支持。然而,工业界实际代码是运行在具有不同特性的目标平台上的,例如不同的软硬件体系结构和编程接口,而现有AADL代码生成研究主要是通过手工将自动生成的代码集成到平台当中,存在工作繁琐且易出错的问题。为此,本文提出一种基于AADL的航天嵌入式软件Ada代码自动生成方法。首先,给出卫星姿轨控系统的AADL建模;其次,给出AADL到平台相关的Ada代码自动转化规则;最后,给出代码生成原型工具,并对卫星姿轨控系统AADL模型所生成的代码进行航天编码规范检查,并运行在相关仿真环境中,验证了本文所提方法的有效性。     

基于限定自然语言需求模板的AADL模型生成方法

随着嵌入式软件系统在汽车、核工业、航空、航天等安全关键领域的广泛应用,其失效将会导致财产的损失、环境的破坏甚至人员的伤亡,使得保障软件安全性成为系统开发过程中的重要部分.传统的安全性分析方法主要应用在软件的需求分析阶段和设计阶段,然而需求与设计之间的鸿沟却一直是软件工程领域的一大难题.正是由于这一鸿沟的存在,使得需求分析阶段的安全性分析结果难以完整详尽地反映在软件设计中,其根本原因是当前的软件需求主要通过自然语言描述,存在二义性与模糊性,且难以进行自动化处理.为了解决这一问题,本文面向构件化嵌入式软件,首先提出了一种半结构化的限定自然语言需求模板用于需求规约,能够有效降低自然语言需求的二义性与模糊性.然后,为了降低自动化处理的复杂性,采用需求抽象语法图作为中间模型实现基于限定自然语言需求模板规约的软件需求与AADL模型之间的转换,并在此过程中自动记录两者之间的可追踪关系.最后,基于AADL开源工具OSATE对本文所提方法进行了插件实现,并通过航天器导航、制导与控制系统（Guidance,Navigation andControl,GNC）进行了实例性验证.     

基于流程图的嵌入式软件能耗模型

采用基于流程图的能耗模型对嵌入式软件的能耗进行估计,首先以流程图分析C语言程序流,对于流程图中无法体现的能耗以修正值的形式进行补偿,最终建立软件能耗模型。为了验证该模型的可行性,给出实际电路测量方法。实验结果表明,在ADSP21375硬件平台下,该模型软件能耗估计值和实际测量值的误差较小。该方法可以使软件设计者在系统开发初期对能耗进行估计,便于设计合理的程序语句对系统能耗进行优化。     

基于NuSMV的AADL行为模型验证的探究

鉴于模型在软件系统开发中日趋重要的地位和AADL模型在嵌入式软件建模中的良好应用前景,为了在嵌入式软件系统开发前期保证AADL模型的质量,提出了一种基于模型测试的AADL架构和NuSMV模型的验证方法。文中首先对当前的AADL发展情况作简单介绍,然后对NuSMV验证模型的结构作大致分析,在随后的文章中对NuSMV的验证过程作详细的介绍。与此同时,使用具体的汽车巡航控制系统作为实例进行具体分析。文中通过测试用例执行输出进行验证来判断该方法的正确性。     

基于AADL的可重配置的DRE软件模型研究

DRE系统广泛应用于现实中,它具有分布、实时、嵌入的特点,通常情况下,这类系统上各种资源是有限的,而系统面对的环境却是复杂多变的,面向使命的计算,要求系统能够根据使命重配置系统软硬资源来完成不同的任务,目前,此项技术已成功运用到国外最新的战机,极大提高系统性能;与此同时,体系结构描述设计描述语言AADL日趋完善,它能够很好地描述系统软硬件体系结构,基于此,提出了一种基于AADL可配置的DRE软件系统模型,探讨了可重配置机制,并由此提出了这类系统软件模型,并使用AADL给予描述;通过使用AADL描述为设计这类软件提供了有益的新思路。     

基于Android系统的智能终端软件行为分析方法

文章主要阐述通过动态监控及静态分析等手段对Android系统智能终端软件进行行为分析,以判断软件是否有恶意吸取话费、恶意订购业务、窃取用户手机隐私、控制手机发送垃圾短信、传播不良信息等恶意行为,并结合实例剖析静态反汇编分析原理及方法。     

基于轨迹受限的移动Sink低能耗数据收集协议

无线传感器网络数据收集的能耗问题一直以来都是研究的热点。本文主要研究基于移动Sink轨迹受限的数据收集协议。首先针对轨迹受限的无线传感网络提出一种通用的系统模 型,将该问题形式化为最大化降低全网总路径长度轨迹设计问题 (Maximizing total length reduction for constrained trajectory, MTRC),并证明了MTRC为NP-Hard问题;然后设计一种轨迹约束低能耗贪心算法 (Trajectory constrain of low energy consumption, TCLEC),通过 TSP近似算法设计最大化降低有效长度的Sink移动轨迹。理论分析和仿真实验结果表明,TCLEC在网络拓扑数据收集树的初始化以及优化方面是高效的,并且相对于同类基于移动Sink的无线传感网络分层数据收集方法,其能耗降低了7%左右。     

基于Java 语言的移动端软件开发研究

移动设备的大量产生,使人们将目光转移到移动端软件开发当中,通过研发出各种各样的移动端软件,能够有效满足人们的生活、学习、生产需求,极大程度地推动了社会经济增长。本文对Java 语言在安卓系统软件开发中的应用优势进行探讨,分析了Java 语言对安卓系统软件架构的影响,并以加密软件的开发为例对基于Java 语言的移动端软件的开发流程进行了探讨。