航天嵌入式软件数组越界缺陷特征研究

根据统计,数组越界是航天嵌入式软件开发过程中出现最多且最容易被遗漏的缺陷类型之一.目前自动化检测数组越界多基于抽象解释、符号执行、程序模型检验等方法,这些方法在误报、漏报、可扩展性等方面的表现依赖于软件及缺陷特征.分析了近三年航天嵌入式软件第三方测试中发现的94个数组越界问题,从缺陷模式和缺陷表现形式两方面分析得出10项航天嵌入式软件数组越界缺陷特征,并提出对设计具体检测方法关键的若干启示.进一步基于这些特征和启示探讨了数组越界检测算法针对中断驱动型程序的改进方向.     

基于知识图谱和自动机器学习的软件缺陷预测

不稳定和召回率低效的软件缺陷预测模型难以在行业领域应用,为解决稳定和高效各项性能评价指标的软件缺陷预测模型在工程实践应用的问题,提出了一种基于知识图谱和自动化机器学习的软件缺陷预测方法AutoKGGAS,首先获取软件缺陷预测模型数据,对知识建模、知识获取、知识融合、知识储存与知识计算等知识图谱构建技术研究,实现知识图谱推荐优质软件缺陷预测模型作为自动化搜索的热启动输入条件,根据不同的软件缺陷预测评价指标,优化不同最佳的模型结构.其次实证研究采用NASA开源数据集实验对象和六种性能评价指标,实验结果表明, AutoKGGAS自动化软件缺陷预测模型在不同数据集不同评价指标方面,性能优于知识图谱推荐的传统经典软件缺陷预测模型.自动化软件缺陷预测模型为航天软件缺陷预测辅助代码审查测试提供了原型,在工程实践应用方面具有重要的意义.     

航天器软件典型缺陷模式的自动检测技术

通过系统分析和总结航天器软件在轨、在研质量问题，开展软件缺陷模式研究，建立航天器软件缺陷模式集；研究缺陷模式的形式化规约和自动检测技术，开发缺陷模式自动检测工具，提高缺陷自动检出率，从而有效规避航天器软件中的典型多发问题，提高航天器软件研制质量、缩短研制周期.     

基于模糊神经网络的软件可靠性早期预计方法

在基于模糊神经网络的基础上,提出了一种新的软件可靠性早期预计方法.通过分析软件缺陷产生的原因,给出了导致软件缺陷产生的因素.同时,深入讨论了软件可靠性早期预计的建模方法.在此基础上,利用模糊神经网络建立了软件可靠性早期预计的模型,并且给出了具体的步骤.      

基于本体的软件需求缺陷模式应用

提出软件缺陷模式的概念,给出其正交属性、说明及需求缺陷模式产生模型.对领域相关需求缺陷模式进行本体描述,并着重分析其发生的直接场景.直接场景能够帮助测试人员熟悉用户的实际使用情况及现实系统的各种行为和目的,并能指导审查和测试过程.通过实例应用证明了基于需求缺陷模式直接场景进行审查和测试的有效性,并通过缺陷模式的正交属性对软件开发及测试质量进行了分析.     

基于仿真器的嵌入式软件单元测试方法

介绍了一种基于仿真器的嵌入式软件测试方法,通过构造链接器分析目标文件,生成内存映像,加载到仿真器执行测试.该方法特别适合嵌入式软件的单元测试,支持对不完整的代码进行测试,同时引入了交互式脚本执行机制,支持采用高级脚本语言而不是嵌入式专用汇编语言设计桩函数和测试用例,降低了测试人员的培训代价.航天某院等单位的应用结果显示,该方法能有效提升嵌入式软件的单元测试效率,有较高的实际推广价值.     

两种混合型软件单元的测试方法

软件测试是保证软件质量和可靠性的重要手段之一,软件单元测试是软件测试中的一个非常重要的阶段.充分的单元测试对发现和排除软件中的缺陷非常有效,并且所花费的成本也小.本文结合航天器嵌入式软件的单元测试具体实践,介绍了白盒技术与黑盒技术相结合的两种混合型的软件单元测试方法,旨在分析如何提高单元测试阶段发现错误的能力而提高单元测试的效率和效果.     

航天嵌入式软件静态分析技术

软件故障已成为航天系统失败的重要因素.源代码级程序错误仍是航天嵌入式软件中最突出的问题之一,数组越界、算术溢出、除以零、指针错误、数据竞争等问题仍经常发生.静态分析能够在编译时通过分析源代码来推断程序运行时性质,是提高航天嵌入式软件安全性与可靠性的一种重要技术.首先将分析航天嵌入式软件的代码特征及常见错误.在此基础上,介绍了适合于航天嵌入式软件错误检测的静态分析技术,包括抽象解释、符号执行、数据竞争检测等.然后,介绍了国内近年来在面向航天嵌入式软件的静态分析技术与工具方面的研究进展.最后,对未来发展方向做了简单展望.     

实时嵌入式软件测试执行引擎的设计与实现

自动化的实时嵌入式软件测试中,测试描述执行系统的设计与实现是需要解决的关键问题之一.基于面向对象的思想,设计和实现了实时嵌入式软件测试描述语言的执行引擎.介绍了测试描述驱动的实时嵌入式软件自动化测试过程,并在此基础上提出了测试描述执行引擎的总体设计方案,阐述了编译过程和执行过程的实现方法,给出了符号表管理中哈希函数及其冲突的解决方法和基于SBRMS(Segment-Based Rate Monotonic Scheduling)调度策略的测试描述执行过程.对引擎的执行效率进行了评估和分析,结果表明,通过合理控制测试描述的规模和并发执行个数,测试描述执行引擎能够满足实时嵌入式软件自动化测试对实时、并发特性的要求,并具有良好的可移植性.     

ABDOM的参数规范化与离散化改进

为了更好利用叠加式双阻尼振荡模型(ABDOM,Accumulative Bi-Damped Oscillation Model)来描述、预测和评估真实软件缺陷发现时序过程,在提出理想软件缺陷发现时序过程范型(ISPSDD,Ideal Sequential Process of Software Defects Discovery)的基础上,对ABDOM中软件缺陷发现阻尼 a 和软件缺陷发现周期阻尼 b 的规范化进行了进一步讨论,提出了软件缺陷发现时序过程质量评价指数 Q ,给出了其典型取值和相关意义,并将其引入ABDOM,最终得到了经过参数规范化和离散化改进后的ABDOM-Q_d,并利用一个真实的工程实践项目数据对ABDOM-Q_d 进行了验证.