基于构件的嵌入式实时软件可靠性评估模型的研究与应用

论文摘要

随着计算机技术的日益普及,嵌入式软件得到了广泛应用,逐步渗透到国民生活的各个方面。为了提高嵌入式软件的质量和开发效率,人们将构件化技术引入到嵌入式软件工程的领域中。通过重用第三方构件搭建大型软件系统不仅能够降低软件的开发维护成本,提高开发效率,而且也能提高软件的质量。但是,目前的工作更多地集中在构件开发以及构件的复用技术等方面,而对软件可靠性等质量方面关注较少,特别是在嵌入式软件中,实时属性的影响,给构件软件可靠性保证带来了许多新的挑战,如何评估基于构件的嵌入式软件可靠性成为一个亟待解决的问题。本文对构件软件特点及其可靠性保证的原理、技术进行了分析研究。一方面,总结出已有的构件可靠性模型存在的问题,针对其中两点,着重研究了考虑构件间相关性的层次模型和构件再估计问题的路径分析模型,并提出了相应的改进方案;另一方面,通过研究实时软件的可靠性特征,分析任务因运行时间,重要度,失效率等不同对系统可靠性造成的不同影响,结合构件化系统的装配原理——不同的构件负责不同的任务,通过协同合作,实现系统特定功能,因此考虑将任务对整个系统的可靠性影响因素(运行时间、重要度等)映射到各个构件上,用任务中所调度构件的运行路径的可靠性评估任务的可靠性,进而计算系统的可靠性,基于这种思想,建立了一种任务路径映射的构件化实时软件可靠性评估模型。最后本文利用任务路径映射的构件化实时软件评估模型,依托于教研室广东《面向传统家电行业的构件化集成开发平台》项目(863子项目),设计开发了基于MCU的构件软件可靠性评估器,验证了此模型的可行性,为软件的设计开发提供了质量保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 相关概念的澄清
• 1.5 论文结构
• 第二章 基于构件的软件可靠性
• 2.1 软件可靠性相关理论综述
• 2.1.1 软件可靠性定义
• 2.1.2 软件可靠性度量参数
• 2.1.3 软件可靠性评价技术
• 2.1.4 软件可靠性模型研究
• 2.2 基于构件的软件可靠性技术
• 2.2.1 构件与构件软件
• 2.2.2 构件软件可靠性问题分析
• 2.2.3 现有的构件软件的可靠性保证技术
• 2.3 小结
• 第三章 构件软件可靠性评估模型
• 3.1 典型的可靠性模型
• 3.1.1 基于状态模型- Gokhale 等模型
• 3.1.2 基于路径模型- SBRA 模型
• 3.1.3 基于运行剖面模型
• 3.1.4 存在问题
• 3.2 改进的层次模型
• 3.2.1 RBD and Criticality 模型
• 3.2.2 层次型构件软件可靠性模型
• 3.2.3 模型的应用举例
• 3.2.4 模型的特点
• 3.3 改进的路径模型
• 3.3.1 路径分析可靠性评估思想
• 3.3.2 多层路径模型
• 3.3.3 模型的简化及应用
• 3.3.4 模型的特点
• 3.4 小结
• 第四章 基于任务路径映射的构件化实时软件可靠性评估模型
• 4.1 构件化嵌入式实时软件与可靠性
• 4.1.1 嵌入式实时软件
• 4.1.2 嵌入式实时软件的构件化
• 4.1.3 构件化实时软件的可靠性特征
• 4.2 基于任务路径映射的可靠性评估模型
• 4.2.1 建模策略- 路径映射实时任务
• 4.2.2 模型的定义与假设条件
• 4.2.3 可靠性评估模型
• 4.2.4 模型参数的确定
• 4.2.5 模型特点
• 4.3 小结
• 第五章 可靠性评估器的设计与原型实现
• 5.1 项目背景
• 5.1.1 构件化集成开发平台
• 5.1.2 功能系统的简介
• 5.2 可靠性评估器的原型实现
• 5.3 实例验证
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间取得的成果