9基于聚类分析的软件多故障定位技术

故障定位的思想一般是通过对程序语句及其执行结果的分析，从而定位到存在缺陷的程序语句的位置.目前，软件单故障定位技术研究较多，多故障相关研究较少.本文根据程序语句覆盖执行信息构造程序谱，提出基于聚类分析的软件多故障定位技术方法，在Siemens测试程序集的基础上，和现有的一些基于程序谱的定位方法进行对比，在大部分的情形下，验证了本文提出的基于聚类分析的软件多故障定位技术在软件多故障定位方面的定位效率要优于这些方法，减少测试人员的工作开销.     

基于程序行为累积分析的软件故障定位方法

软件出现失效后,如何根据软件运行时的输入以及运行行为来快速定位引发失效的故障是一个非常有价值的研究问题.提出了故障定位的锥状框架,并基于其将故障定位问题表示为一个分层细化的过程.在软件输入层,利用程序行为累积分析技术对软件的行为进行建模分析,得到了统计故障定位模型,从而解决了软件输入层的故障定位问题.为了检验故障定位模型的效果,选择了5个软件进行实验,对其中4个设计并植入故障,另外1个为真实软件,实验获得了平均0.803的定准率和平均0.697的定全率.在此基础上,如何应用程序行为累积分析技术在软件设计模块层解决故障定位问题得到了进一步的分析.      

基于聚类分析的软件多故障定位技术

故障定位的思想一般是通过对程序语句及其执行结果的分析,从而定位到存在缺陷的程序语句的位置.目前,软件单故障定位技术研究较多,多故障相关研究较少.本文根据程序语句覆盖执行信息构造程序谱,提出基于聚类分析的软件多故障定位技术方法,在Siemens测试程序集的基础上,和现有的一些基于程序谱的定位方法进行对比,在大部分的情形下,验证了本文提出的基于聚类分析的软件多故障定位技术在软件多故障定位方面的定位效率要优于这些方法,减少测试人员的工作开销.     

Jobshop问题中动画仿真模型的 自动生成系统1)

对于给定目标，仿真过程可大致分为仿真建模、程序实现、仿真结果的统计分析三大部分.其中仿真建模是最基础的、关系整个仿真成败的环节.如果能够在仿真建模完成后自动生成相应的仿真程序，不仅可大大减少工作量，还可使工作者集中精力于仿真建模，使模型更准确、更优化.本文以Jobshop问题为例，给出了一种基于SIMAN/CINEMA软件的动画仿真程序自动生成系统，但该系统整体设计思想并不局限于SIMAN/CINEMA软件，只要做少量修改即可应用于其他仿真软件程序的自动生成.该系统可方便地生成标准的Jobshop问题的动画仿真模型程序，并可推广到其他生产管理、交通运输、邮电等领域，具有相当的通用性.     

基于复杂网络的车载自组织网络脆弱性分析

车载自组织网络(VANET)作为智能交通的重要基础应用，其安全稳定地运行是交通系统乃至社会经济可持续发展的需要。以最大连通度、连通分支平均规模、全局网络效率等参数为脆弱性测度指标，基于复杂网络理论，应用车辆仿真软件(VanetMobiSim)建立了VANET网络拓扑模型，详细研究了在随机攻击和蓄意攻击模式下脆弱性量化指标随节点移除比例的变化关系；通过仿真实验分析了节点密度、信号辐射半径及不同攻击策略对VANET脆弱性的影响。仿真结果表明:VANET在蓄意攻击下比较脆弱，基于节点介数的蓄意攻击效能最强；节点密度、信号辐射半径越小，VANET连通性越差，网络越脆弱。所提方法和结果为VANET拓扑控制优化和网络管理决策提供了理论依据。      

利用改进遗传算法的软件故障定位辅助测试用例生成方法

在软件故障自动化定位过程中，如果在给定的测试用例集合情况下故障在故障疑似度列表种排名不高，比较有效的方法为补充新的测试用例。如何在较小的代价下提升故障的可疑度排名是一项具有挑战的工作。提出一种基于改进遗传算法(IGA)的测试用例生成方法，利用软件故障定位的疑似故障排名，来辅助生成软件故障定位过程中的测试用例。依次对所提方法进行阐述和分析，在6个C程序和2个Python程序上开展实验，实验结果表明：所提方法自动生成的测试用例能够有效地帮助提高故障定位的效率。     

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.     

基于动态逆的BTT导弹自动驾驶仪设计

针对BTT(Bank-To-Turn)导弹的复杂非线性特性和冲压发动机带来的飞行姿态限制,在其自动驾驶仪设计问题上,指出了直接应用动态逆方法存在非最小相位特性,提出了基于动态逆的双阶段设计方法:第一阶段采用动态逆方法设计内环控制器实现攻角、侧滑角和滚转角的跟踪;第二阶段分别基于神经网络和动态逆构造攻角和滚转角速度指令生成器,实现外环对法向加速度、侧滑角和滚转角的良好跟踪效果.六自由度数学仿真验证了该方法的三通道的解耦控制能力和鲁棒性,为BTT导弹自动驾驶仪设计提供了一个可行的方案.      

基于非参数假设检验的程序缺陷定位方法

调查了西门子测试集中的程序失败用例的规模和谓词评估偏差的分布.结果表明,中心极限定理的前提和参数假设检验的假设条件无法得到普遍满足.所以,已有的基于参数假设检验的方法存在潜在的问题.针对这一现象,提出了基于非参数假设检验定位程序缺陷的方法.实验结果表明,该方法在非正态分布的样本集上仍具有较好的适用性,且在缺陷定位效率上优于已有的基于程序谓词的缺陷定位技术.同时比较了基于2种常用的非参数假设检验模型的缺陷定位方法的效率.一种方法基于Kolmogorov-Smirnov检验,另一种方法基于Cramér-von-Mises准则.比较结果表明,在西门子测试集上,基于Kolmogorov-Smirnov检验的方法在缺陷定位效率上优于基于Cramér-von-Mises准则的方法.     

自动变速器液压系统设计与动态特性仿真

设计出一个全新的自动变速器液压系统.通过理论计算获得各个阀体的具体参数.采用ITI-SimulationX仿真软件建立了自动变速器液压系统动态仿真模型.对比仿真结果和理论计算结果,确定了仿真模型的正确性.对液压系统的每一个阀体元件的动态特性进行了仿真.对系统压力阀,换挡操纵机构,液力变矩器以及润滑系统作了压力和流量的动态变化分析.在实际的工业应用上,理论算法和动态仿真模型在设计中结合是切实可行的.研究结果可以作为自动变速器液压系统设计和优化的有效依据.     

基于程序建模的网络程序漏洞检测技术

研究和分析了网络程序漏洞检测方法,针对C/S结构下网络程序存在的二进制漏洞提出了一种基于程序建模的漏洞检测方法。该方法针对网络程序架构进行分析,通过抽取不同类型网络程序中的关键性系统函数,进行程序建模和检测系统执行模块开发。采用选择符号执行技术进行检测,通过函数挂钩的方式定制挂钩函数语义和函数执行触发的操作,引入符号化数据和引导符号执行过程。研究过程中基于该技术实现了一套网络程序漏洞检测系统,系统能够识别目标网络程序采用的I/O模型,根据目标网络程序的不同类型调取相应的系统执行模块,利用选择符号执行技术进行自动化漏洞检测过程。实验结果表明,相比于已有的检测工具,该系统在网络程序的漏洞检测方面针对性更强,程序代码的覆盖率更高,同时具有很好的可扩展性。      

航天器C语言软件常见编程错误分析及检测方法研究

基于软件第三方评测发现的问题,梳理并详细分析了在航天器C语言软件中6种常见编程错误.针对其中的软件安全漏洞提出了使用代码分析技术的检测方法,针对编程语言使用错误提出了通过制定编程规则并使用代码分析方法进行检测的解决方法.采用上述方法可以有效检测出上述6种常见编程错误,并可以用于检测软件的其他严重错误.     

机载设备综合 ATE 通用软件平台

针对机载设备综合ATE测试程序的编制及运行,提出一种既可编制测试程序又可运行测试程序的通用软件平台,测试程序以文本文件形式保存,实现了测试参数与测试源程序的分离。     

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.     

Predicting the vulnerability of spacecraft components: Modelling debris impact effects through vulnerable-zones

The space environment around the Earth is populated by more than 130 million objects of 1 mm in size and larger, and future predictions shows that this amount is destined to increase, even if mitigation measures are implemented at a far better rate than today. These objects can hit and damage a spacecraft or its components. It is thus necessary to assess the risk level for a satellite during its mission lifetime. Few software packages perform this analysis, and most of them employ time-consuming ray-tracing methodology, where particles are randomly sampled from relevant distributions. In addition, they tend not to consider the risk associated with the secondary debris clouds. The paper presents the development of a vulnerability assessment model, which relies on a fully statistical procedure: the debris fluxes are directly used combining them with the concept of vulnerable zone, avoiding the random sampling the debris fluxes. A novel methodology is presented to predict damage on internal components. It models the interaction between the components and the secondary debris cloud through basic geometrical operations, considering mutual shielding and shadowing between internal components. The methodologies are tested against state-of-the-art software for relevant test cases, comparing results on external structures and internal components.     

基于正交试验的汽车稳态回转性能仿真

虚拟仿真技术与正交试验设计方法的结合可为汽车产品的开发提供新思路.对汽车稳态回转性能进行研究时,可在多体动力学仿真软件ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)中建立汽车虚拟样机模型,利用正交试验设计方法对试验方案进行合理设计,按照设计好的试验方案在ADAMS中进行仿真,通过对试验数据进行必要的处理与分析可得最优试验方案和各试验因素的影响程度.经分析可知,对汽车稳态回转性能影响较大的4个因素按影响程度排序依次为质心前后位置、前后轮胎的侧偏刚度、质心高度、前螺旋弹簧刚度.      

软件可靠性预计方法研究及实现

软件可靠性评估可以估计和预计软件可靠性水平.为了解决软件可靠性预计过程中存在的问题,提出了一种软件可靠性预计方法.该方法通过分析和改进模型的预计质量来选择模型进行预计,对模型预计质量的分析使用了U图、Y图和对数PLR图,再标定法和组合法被用于改进模型的预计质量.在该方法的基础上开发了软件可靠性分析工具,此工具可以进行多种软件可靠性模型的原始预计、预计质量分析和改进原始模型的预计质量.     

Java程序度量工具的实现及案例分析

介绍了面向对象度量技术,给出针对Java语言的McCabe,Halstead和WMC复杂度的定义,提出了一种新的面向Java语言的度量工具的实现方法,并且通过实例分析说明利用该工具度量Java程序,某些度量值高的模块逻辑复杂、工作量大、易错且难维护,从而引导测试人员重点测试这些模块,同时也使开发人员关注它们,仔细检查程序逻辑,进行合理优化,使整个程序的复杂度降低.确凿实验数据表明,软件度量对改进软件质量具有很大实用价值.本工具采用以下度量标准度量Java程序:针对继承复杂性的DIT(Depth of Inheritance Tree)和NOC(Number Of Children)复杂度;针对模块复杂性的McCabe度量法、Halstead软件科学度量和WMC(Weighted Methods per Class)复杂度;针对类间耦合性、聚集性的RFC(Response for a Class)度量法.每种复杂度从不同方面、不同层次度量Java程序,从而有效全面的评价软件质量,揭示可能隐藏的错误.     

一种IC测试系统的可靠性分析与改进设计

美国ＧＲ系列ＩＣ测试系统采用磁带机作为系统程序的输入设备,由于磁带机故障率较高,因此使用中经常发生程序输入失败的现象,严重影响了该测试系统的可靠性,本文在对ＧＲ１７３２Ｍ型测试系统的组成结构进入深入分析的基础上,应用在线仿真器对主处理器进行实时仿真,跟踪了引导程序的执行流程和系统磁带的输入过程,提出了用ＰＣ微机代替磁带机,通过ＲＳ－２３２串行接口传送所有软件,本文详细阐述了改进设计方法,改进成功后