组合导航系统应用软件可靠性研究

论文摘要

随着人类进入信息时代，计算机作为最基本的信息获取和处理设备已经深入到人们生活的各个领域，人们对软件的需求越来越大，软件系统的复杂程度越来越高，软件产品的质量已成为越来越被关注的问题。软件可靠性是“软件质量”中一个最重要的固有属性，对整个计算机系统可靠性的影响十分突出。因此，对软件的可靠性设计、可靠性指标分配、软件测试、软件可靠性预测和评估的研究具有重要意义。 现代导航技术是一项涉及精密机械、微电子、计算机技术、无线电技术、自动控制、光学等多种学科的综合技术。不仅在国防领域中占有非常重要的地位，而且在民用航空、航海等领域也有广泛应用。当前，依托计算机的组合导航软件已经成为导航系统的重要组成部分，如何提高组合导航系统软件可靠性、可维性和健壮性是当今导航领域的一个研究重点。 本论文以某型舰艇综合导航系统为研究对象，研究了组合导航系统的组成及需求，针对舰船综合导航系统的特点，提出了组合导航软件的可靠性设计方案及容错设计方法。 软件可靠性指标分配是软件可靠性研究的重要问题之一。通过对软件复杂度、强度及重要度的分析，充分考虑了实时多任务软件的特殊性，提出了基于任务模块的软件可靠性分配模型，并给出了实时多任务嵌入式软件可靠性指标分配工程实现。分析了开发费用与可靠性之间的关系，给出了基于开发费用的软件可靠性指标分配模型，研究了使软件可靠性指标满足设计要求的条件下，利用遗传算法解决开发费用最少的优化问题。并针对组合导航软件的各任务模块进行了可靠性指标分配。 论文对软件测试技术及软件测试方法的检错能力进行了分析，在此基础上进行软件仿真测试环境设计。深入研究了实时嵌入式多任务软件的可靠性测试，设计了实时多任务组合导航应用软件的综合测试平台，构建了模拟仿真测试剖面，对检测出的故障进行了分类确认，通过修改、调试及回归测试完成组合导航应用软件的最终测试。这对提高组合导航应用软件的可靠性具有重要的实际应用意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景、目的与意义
• 1.2 组合导航系统
• 1.3 软件可靠性概述
• 1.3.1 软件可靠性与硬件可靠性的区别
• 1.3.2 软件可靠性的发展历史
• 1.4 国内外研究水平及现状
• 1.4.1 软件可靠性研究的水平及现状
• 1.4.2 软件可靠性研究存在的主要问题
• 1.5 论文的主要工作和章节安排
• 第2章 组合导航系统软件设计及实现
• 2.1 软件的可靠性设计
• 2.1.1 软件概述
• 2.1.2 软件可靠性定义
• 2.1.3 影响软件可靠性的因素
• 2.1.4 软件的可靠性设计
• 2.2 组合导航系统软件设计
• 2.2.1 组合导航系统组成
• 2.2.2 组合导航系统软件的容错设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 软件可靠性分配
• 3.1 引言
• 3.2 软件复杂性分析
• 3.2.1 Thayer复杂性度量
• 3.2.2 Halstead复杂性度量
• 3.3 软件的强度及重要度分析
• 3.4 一种基于任务的可靠性分配模型
• 3.5 基于开发费用的软件可靠性分配模型
• 3.5.1 一种基于开发费用的可靠性分配模型
• 3.5.2 模型参数的确定
• 3.6 组合导航系统软件可靠性指标分配实例
• 3.6.1 基于任务的可靠性指标分配
• 3.6.2 基于费用的可靠性指标分配
• 3.7 本章小结
• 第4章 软件可靠性测试
• 4.1 软件测试概述
• 4.2 软件测试技术
• 4.2.1 软件测试分类
• 4.2.2 软件测试一般方法
• 4.2.3 面向对象软件的测试
• 4.3 软件测试方法的检错能力
• 4.4 软件可靠性测试及测试环境设计
• 4.4.1 软件可靠性测试
• 4.4.2 软件运行剖面构造与测试用例生成方法
• 4.4.3 软件可靠性仿真测试环境设计
• 4.5 组合导航软件测试平台研究
• 4.5.1 随机测试方法
• 4.5.2 测试平台设计
• 4.5.3 组合导航软件的测试应用
• 4.5.4 测试结果分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 组合导航系统软件可靠性评估
• 5.1 引言
• 5.1.1 软件失效机理
• 5.1.2 软件可靠性评估研究现状
• 5.2 软件可靠性参数分析
• 5.2.1 软件可靠性参数
• 5.2.2 可靠性参数选取原则及其指标确定依据
• 5.3 软件错误的类型
• 5.4 组合导航软件可靠性的评估
• 5.4.1 组合导航软件的特点
• 5.4.2 Jelinski-Moranda模型
• 5.4.3 Goel-Okumoto模型
• 5.4.4 一种基于任务模块的可靠性评估模型
• 5.4.5 一种基于神经网络的可靠性评估模型
• 5.4.6 评估模型比较
• 5.5 软件可靠性综合模型
• 5.5.1 软件可靠性模型的不一致
• 5.5.2 一种软件可靠性综合模型
• 5.6 本章小结
• 第6章 冗余组合导航系统软件可靠性分析
• 6.1 引言
• 6.2 冗余组合导航系统应用软件设计
• 6.3 软件容错设计系统的可靠性模型
• 6.4 某组合导航容错软件的可靠性分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历