一种求解函数全局优化问题的正交方向法

提出了一种求解函数全局优化问题的正交方向法.该方法通过前三轮大范围的正交设计寻找全局最优解的大体位置,然后通过若干轮小范围的正交设计进行最优解的精确逼近.每一轮正交设计中,探索设计空间的试验点依据正交表围绕一个中心点产生,设计变量的取值范围逐渐减小.而在每一轮正交设计后,采用一维搜索提高搜索精度.一维搜索的方向由每轮正交设计的中心点和最好(或最坏)点决定. 该算法计算量较小且易于编程.采用两个数学优化问题和一个火箭动力、水平发射的单级入轨飞行器的弹道优化问题对算法进行了测试.这些算例表明,当目标函数的极值数少于正交表提供的试验方案数时,正交方向法常常能以较小的计算量获得全局最优解.     

试验设计在软件可靠性测试中的应用

为了有效利用资源、优化测试数据,在软件可靠性测试中引入试验设计:在操作剖面开发过程中应用正交试验设计,选择典型操作;在测试数据生成过程中使用组合设计,结合发生概率得到优化测试数据集.完整的软件可靠性测试过程包括确定系统模式剖面,然后根据正交试验设计确定操作剖面,根据组合设计确定运行分类,最后生成可靠性测试数据执行测试.在此基础上开发了测试数据自动生成工具,进行了实例应用.结果表明该方法不仅能为软件生成可靠性测试数据,还能发现更多的软件缺陷.      

符号执行和测试数据辅助生成的实验系统

本文提出了一个以符号执行方法辅助生成测试数据的实验系统。对于一个给定的源程序,它在对该程序进行静态分析的基础上,自动选择一组逻辑路径使其满足语句覆盖准则、或分支覆盖准则、或逻辑路径覆盖准则。然后,逐条地符号执行这组逻辑路径。对每条路径,它都产生一组以程序输入变量表示的路径限制条件。本系统还产生定义在输入变量上的输出变量(及中间变量)的符号表达式,用户可据此分析路径的计算过程、输入变量与输出变量的关系等。因此,它为验证程序断言、静态分析程序、分析动态测试结果提供了有价值的信息。     

支持并行工程的方案设计研究

并行工程(Concurrent Engineering,简称CE)的关键之一是产品的方案设计.目前多学科优化(Multidisciplinary Design Optimization,简称MDO)领域虽有进展,但未能满足方案设计的特殊要求.针对方案设计的困难,提出一种基于数理统计正交表的正交设计方法来处理产品在方案设计阶段的多设计变量、多目标函数、并涉及到多学科的综合设计问题.由于该方法计算速度快,又能适应多种产品,对快速形成可行的初步方案来说,是一种值得进一步研究的方法.      

空间天气模式集成可视化演示软件设计

空间天气模式集成是空间天气预报业务化的基础, 空间天气模式集成可视化演示软件系统是其中重要的研究内容之一. 空间天气模式种类繁多, 要素多样, 模型复杂, 且各模式可视化形式及方法具有差异性. 本文综合当前中国空间天气模式的特点, 构建了一套空间天气模式集成可视化演示系统. 该系统兼容性好、可扩展性高, 能够集成当前中国空间天气中大多数模式. 讨论了空间数据管理方法, 基于Visual C++ 软件平台和OpenGL可视化软件模块,以动态加载方式初步实现了多个空间天气模式的可视化集成.      

基于JUnit和元模型的模型存储测试设计与实现

在模型驱动测试中,针对测试模型的存储测试问题,提出了单元素、单个测试元模型、组合测试元模型等测试覆盖准则,并通过实例化的方法生成了测试用例,讨论了测试结果的判定方法.在Eclipse平台上,借助于JUnit框架实现了模型存储测试.通过分析不同数量级的测试用例对执行效率的影响以及不同测试覆盖准则和相应的JUnit测试代码规模之间的关系,为测试元模型的设计与存储提供了实践指导,并表明JUnit框架可以用于基于元模型的测试.提出了一个基于JUnit和元模型的自动测试框架——JMetamodel,可以用于模型存储以及模型转换的测试.      

VLIW上的软件旁路与细粒度并行调度

描述并分析了一种新型的VLIW(Very Long Instruction Word)机器模型,为充分利用该模型的并行特性,提出了基于静态单一赋值(SSA)表示的软件旁路方法,以及集成的基于操作的指令调度与寄存器分配算法.与常规的软件旁路方法和基于周期的调度方法相比,该方法可以灵活地进行结果寄存器的分配,并有效减少由重用结果寄存器导致的"危险值"溢出次数,生成高质量的目标代码.      

Web服务组合处理系统的研究与实现

单个Web服务难以满足实际应用的需求,为了解决互联网应用的集成和协作问题,需要把独立的Web服务组合起来以实现复杂的业务逻辑功能.通过分析服务组合的处理机制,基于传统工作流技术,使用IBM的WSFL语言作为服务组合描述语言,设计并实现了一个面向Web服务组合语言的通用的Web服务组合处理系统.这是一个多层结构的系统,它由Web服务平台、服务组合处理引擎、JMX注册管理中心、远程管理控制台以及处理引擎配置工具五部分构成;它为WSFL语言所描述的服务组合流程提供了一个运行引擎,同时提供了一个基于JMX的管理控制台,通过它可以对正在运行的流程实例以及历史数据进行控制和管理.该系统为基于Web服务的应用集成和协作提供了一个统一的运行管理环境.     

气动发动机多参数多目标寻优方法

气动发动机设计需要考虑多个参数间的耦合对性能优化的影响,且对理想功率、工作效率等多个性能指标难以建立客观的综合评价函数.为此以发动机进气压力和进排气机构部分控制参数为设计变量进行正交设计,利用灰色关联度分析法计算贴合期望指标组合的最优参数组合,并结合参数指标趋势图,依据计算结果对参数区间进行调整,通过有限次循环得到最优设计参数.经测试该算法快速有效,且设计参数与性能指标数量可扩展,对气动发动机的样机设计和实验具有重要的理论和工程意义.     

使用贝叶斯网评估基础软件平台的互操作性

互操作性是当前软件最重要的特性之一.通过分析问题域,结合贝叶斯网的特征域,提出使用贝叶斯网来解决基础软件平台的互操作性评估问题.首先根据问题域选取贝叶斯算法,并收集实际数据以引入与问题相关的领域知识.根据所选取的算法构造互操作性的贝叶斯网结构,并且进一步学习此结构的参数.在此过程中,对选取的K2算法进行改进.然后,利用贝叶斯推理来根据互操作性的结构和参数得出评估对象的互操作性等级.最后,一个实例讲述了方法具体的应用过程.实验结果证明了方法的合理性.     

通用ATS软件设计平台研究

通用性是当前ATS的发展方向 ,讨论了通用ATS测试软件设计平台的基本属性、软件结构 ,并重点介绍了IVI特性的基本原理。在平台内核基础上设计的TPS继承了平台内核的属性 ,具有很好的可重用性及硬件无关性。该平台的实现为通用ATS的设计奠定了基础     

嵌入式软件测试开发环境的框架设计

采用软件设计上的复用思想,对嵌入式软件仿真测试环境进行框架的设计,可以使测试环境在不做大幅度修改的情况下适应不同的被测软件,节省设计的时间和费用.论述了由框架开发软件的过程,并把此过程应用于测试环境;对嵌入式软件仿真测试环境进行总体分析,确定了它的3个主要组成部分;归纳出作为测试环境重要组成部分的测试开发环境的基本功能,并使用专门针对框架开发的UML-F建模语言设计了一个框架;对已开发成功的测试开发环境框架,提出了具体的框架适配方案.本设计已在实际工程中得到了应用.     

面向航天型号软件的混成建模语言研究

随着我国航天事业的快速发展，软件在航天器中的作用和地位越来越突出，航天软件逐渐成为航天型号任务成败的关键之一.航天型号软件普遍具有实时性高、可靠性要求高、运行环境复杂以及航天器结构复杂、资源受限等特点，这给航天型号软件的描述、设计、分析和实现带来了巨大的挑战.嵌入式周期控制系统语言(SPARDL)仅关注了离散时间的动力系统，为了描述物理世界的连续行为，希望发展一种面向航天型号软件建模特征的混成描述语言(HSPARDL)，使其能够统一地描述其运行的物理过程与软件的控制行为，以及它们之间的协同交互机制，同时，为其提供严格的形式语义模型确保嵌入式软件设计的正确性和可靠性，最终为航天型号软件的设计和实现提供坚实的理论基础和方法支撑.     

面向可信的航空嵌入式软件开发方法框架

针对航空综合化软件的可信内涵,即可靠性、安全性和实时性,开展了开发方法的研究,提出了针对性的可信内涵模型和相应的开发过程模型,并设计了基于模型的需求分析、组件化设计以及系统配置综合的开发方法框架.在开发方法框架研究过程中,重点分析了航空综合化软件平台的特征,即因为物理资源的限制,软件任务之间存在复杂的交互、资源竞争和共享关系,并分析了这些特征对其可靠性、安全性和实时性的影响.     

卫星综合软件的体系结构研究

分析国内外卫星综合软件的现状和发展趋势,阐述设计软件体系结构的重要性．提出一种卫星综合软件的分层模块化体系结构,对此体系结构进行详细地分析和说明,并对其在软件复用、软件开发和测试方面的应用以及优点进行分析,表明分层模块化软件体系结构是提高卫星软件开发效率的有效途径．     

基于模型架构的航天器控制软件研制方式研究

开展基于模型设计研究，旨在解决当前航天器控制软件研制所面临的需求描述准确性、设计验证充分性以及软件产品可靠性等问题.针对基于模型设计过程中的代码胶合接口复杂且操作繁琐问题，提出一种基于模型架构的航天器控制软件研制方式，搭建软件模型驱动框架，通过模型封装方式将既有代码资产或新编写代码嵌入到软件模型驱动框架，简化代码胶合过程.同时，建设航天器控制领域通用模型库来提高成熟算法模型的复用效率及自动生成代码可靠性.本方法研究为推进航天器控制软件向模型驱动开发方式转变夯实基础.     

软件标准符合性测试

叙述了软件标准符合性测试方法，提供了断言类型判定，测试级别，测试套集，测试工具等关键技术的解决方案，对软件标准测试，软件质量保证均有一定的指导作用。     

Ada软件测试结果分析与可视化（TRAV）

论述了Ａｄａ软件测试结果分析系统的功能，它的方案设计以及界面风格，此系统是集成化的Ａｄａ软件测试与分析系统中的主要工具之一，它不仅能够帮助用户分析与测试软件系统，还能对软件系统的理解和维护提供有力的支持。