关于I/O模拟的讨论

详细分析Windows的I/O机制,提出了分别在用户级、系统级、驱动级的I/O模拟操作,通过实际案例和源代码分享在I/O模拟上的得失,着重介绍鼠标与键盘的模拟。     

实时嵌入式操作系统中核外I/O的实现

传统操作系统核内驱动的I/O结构无法满足嵌入式操作系统的需要，核外I/O技术的实现难点是如何将外部中断从核内引向核外，分析了基于信号机制的核外I/O的实现方法，并提出了一种由系统核心ISR直接跳转到核外驱动程序ISR的核外硬中断方法及其实现方法。     

基于内存网格的磁盘缓存设计与实现

内存对计算机系统的性能具有重要影响,内存网格能够共享跨域的开放网络环境中的内存资源,以磁盘缓存的形式提高系统性能.为实现缓存对应用的透明性,提出了动态修改操作系统内核的二进制代码.实现文件系统读写流程的截获和重定向;并提出了基于内核线程的异步缓存写入方法.提高写缓存的效率.通过原型系统及实验,说明上述方法既不需要修改鹰用程序、也不需要修改操作系统源代码,并且能充分利用共享的内存资源+提高系统的I/O性能.     

一种基于驱动层的文件保护策略

针对提高文件安全级别需要较高安全成本问题,提出了一种低成本高安全的Windows文件保护方法。该方法采用Windows NT驱动框架,基于文件系统过滤驱动技术实现对文件访问权限的控制。通过创建自己的设备对象,并将其挂接到设备堆栈上成为一个过滤器,根据不同用户的访问权限有效地对文件进行保护。分析和应用表明,该方案在增加较少成本基础上,可有效保护文件被非法用户访问和修改。     

μC/OS-Ⅱ内核在FPGA上的硬件化设计与实现

针对操作系统内核占用系统资源的问题,提出了一种新的实时操作系统设计与实现方法。在仔细研究了μC/OS-II后,改进了原μC/OS-II的TCB模块,配合多任务调度状态机构成的硬件调度系统替代了软调度系统,提高了多任务调度性能并将改进的系统内核在FPGA上硬件化。通过修改51内核,设计了多任务映射的堆栈区,解决了51系列微控制器堆栈过小无法运行多任务的问题。     

一种基于虚拟机的高效磁盘I/O特征分析方法

于磁盘系统的机械运动本质,磁盘系统I/O往往会成为计算机系统的性能瓶颈.为了有效地提高系统性能,收集和分析应用系统的磁盘I/O特征信息将成为性能优化工作的重要基础.与以往I/O特征分析方法不同,给出了一种基于Xen 3.0虚拟机系统的磁盘I/O特征在线分析方法.在虚拟机环境下,该磁盘I/O特征采集方法可以透明地应用于任意无须修改的操作系统.该方法可以高效地在线采集多种基本I/O特征数据,其中包括:磁盘I/O块大小、I/O延迟、I/O时间间隔、I/O空间局部性、时间局部性以及磁盘I/O操作热点分布.通过测试和分析,该在线I/O分析方法有着较小的系统开销,并且对应用系统I/O性能的影响很小.此外,还给出了在大文件拷贝、基于Filebench的filemirco和varmail等工作负载下的I/O特征分析结果.     

结合容量伪装和双文件系统的文件隐藏方法

针对现有基于通用串行总线(USB)移动存储设备的文件隐藏方法存在的鲁棒性差及隐藏强度低的问题,提出一种结合容量伪装和双文件系统的文件隐藏方法。在分析Nand flash芯片的特点及其管理机制的基础上,该方法通过篡改命令状态包(CSW)中的设备容量值,实现容量伪装,达到欺骗主机的目的;利用闪存转换层(FTL)存储管理机制,通过在物理块冗余区标记不同的内容把物理块分成两部分,划分隐藏区和普通区,利用格式化功能建立双文件系统;用户通过写特定数据发送切换文件系统请求,设备进行用户认证后完成文件系统切换,实现隐藏区的安全访问。理论分析和实验结果表明,该方法实现了对操作系统透明的文件隐藏;相对于挂接应用程序编程接口(API)、基于文件分配表(FAT)的修改以及加密等实现的文件隐藏方法,该方法不受系统对设备操作的影响,具有更好的鲁棒性和更高的隐藏强度。     

基于VMM的操作系统隐藏对象关联检测技术

恶意软件通过隐藏自身行为来逃避安全监控程序的检测.当前的安全监控程序通常位于操作系统内部,难以有效检测恶意软件,特别是内核级恶意软件的隐藏行为.针对现有方法中存在的不足,提出了基于虚拟机监控器(virtual machine monitor,简称VMM)的操作系统隐藏对象关联检测方法,并设计和实现了相应的检测系统vDetector.采用隐式和显式相结合的方式建立操作系统对象的多个视图,通过对比多视图间的差异性来识别隐藏对象,支持对进程、文件及网络连接这3种隐藏对象的检测,并基于操作系统语义建立隐藏对象间的关联关系以识别完整攻击路径.在KVM虚拟化平台上实现了vDetector的系统原型,并通过实验评测vDetector的有效性和性能.结果表明,vDetector能够有效检测出客户操作系统(guest OS)中的隐藏对象,且性能开销在合理范围内.     

一种嵌入式网络摄像机的设计

本论文设计了一种基于S3C2410嵌入式网络摄像机系统,该系统以裁减后的Linux2.6作为操作系统,采用USB接口摄像头采集视频数据与MJPEG压缩,设计实现了基于复用I/O的并发视频服务器,利用Java Applet实现网页中图像的实时播放,客服端通过Web服务器可以直接用浏览器观看视频服务器发送的MJPEG视频流.     

创新的智能输入／输出技术I2O

一、引言 基于设备驱动程序在操作系统(OS)和主机平台之间的可移植性要求,以及日益增强的对智能分布式I/O处理的要求,导致了智能输入/输出技术规范(I_2O,Intelligent I/O)的产生。I_2O由Intel公司提出,其基本目标在于提供一种I/O设备驱动程序结构,它既独立于受控的特定设备,也独立于主机OS,这可以通过把负责管理设备的驱动程序从它所服务的OS的特定实现细节中逻辑上分离出来实现。这样,管理设备的驱动程序部分变得可在各OS之间移植。I_2O也隐藏了不同机制之间的通信机理,     

基于直接操作内核对象的进程隐藏技术研究

分析直接操作内核对象和调用门的实现机制,提出通过使用调用门,在无驱动情况下提升用户程序的特权级,进而修改内核中的进程双向链表实现进程隐藏。设计并实现一个基于该思路的木马程序,在实验条件下验证该木马的隐蔽性和存活能力,分析应对该类型木马的检测策略。实验证明,该木马可以有效实现进程隐藏,躲过常见安全防护软件的检测与查杀。     

Windows环境下隐秘磁盘的设计与实现

在Windows下创建一个虚拟磁盘，将数据加密后隐藏在文件中。向虚拟磁盘写入数据时，驱动程序使用口令的SHA-1哈希值作为加密密钥，用AES算法加密数据后，密文隐藏在WAV声音文件的16位采样值中的最低4位。和BMP图像文件相比，采用WAV文件作为载体提高了磁盘I/O操作的性能。PESQ测试验证了隐藏数据后声音的音质基本保持不变。     

系统服务Rootkits隐藏行为分析

用挂钩系统服务来实现进程、文件、注册表、端口等对象的隐藏是最常见的rootkits实现方式.然而大量的检测方法并不能将rootkits和其所隐藏的对象对应起来.本文分析了用户层和内核层系统服务rootkits的隐藏行为,建立了6种模型.在检测出系统服务rootkits的基础上,提出了一种分析其二进制执行代码,匹配模型,找出隐藏对象的方法,实现了一个隐藏行为分析原型.实验结果证明这种隐藏行为分析方法能有效分析出隐藏对象.     

VxWorks实时操作系统的USB总线驱动分析与开发

针对VxWorks实时操作系统下USB应用广泛,但USB驱动开发难度高等问题,具体分析了VxWorks下USB总线驱动模型的结构及功能,详细说明了其USBD驱动栈。同时,在此USB总线驱动模型的基础上详细介绍了USB字符设备驱动开发过程,全面展示了VxWorks下的USB内部事件调度机制,对于了解和开发USB驱动有很大帮助。     

海量样本数据集中小文件的存取优化研究

针对Hadoop分布式文件系统（Hadoop Distributed File System,HDFS）在海量样本数据集存储方面存在内存占用多、读取效率低的问题,以及分布式数据库HBase在存储文件名重复度和类似度高时产生访问热点的问题,结合样本数据集的特点、类型,提出一种面向样本数据集存取优化方案,优化样本数据集中小文件的写入、读取、添加、删除和替换策略。该方案根据硬件配置测得大、小文件的分界点,通过变尺度堆栈算法按样本数据集的目录结构将小文件合并存储至HDFS;结合行键优化策略将文件索引存储在HBase数据表中;搭建基于Ehcache缓存框架的预取机制。实验结果表明,该方案降低了主节点的内存消耗,提高了文件的读取效率,实现了对海量样本数据集中小文件的高效存取。     

马尔科夫网络中的隐藏变量学习

吗尔科夫网络中的隐藏变量学习是一个重要而困难的研究课题．关于隐藏变量需要解决三个问题，它们是隐藏变量的位置，维数和取值，局部结构．根据马尔科夫网络中的Clique确定隐藏变量的位置；然后基于依赖结构和Gibbs sampling确定隐藏变量的取值和维数；最后利用MDL标准进行局部打分确定局部结构．试验结果表明，该方法能够有效地进行马尔科夫网络的隐藏变量学习．     

软件黑匣子技术的研究与应用

软件运行过程中的故障迅速定位以及解决是提升软件质量必须关注的一个重要环节。由于传统方式的局限性,使用该方式来进行故障跟踪定位异常困难,从而影响了产品质量的提升。借鉴飞机黑匣子的设计理念,该文提出了软件黑匣子系统。该系统主要通过记录信息（用SBBR）和存取信息（用SBBM）这两大模块来获取故障状态下的软件运行情况,甚至获取故障时系统的内存和堆栈信息。实验结果表明,该技术能使通信设备的故障处理时间缩短并使故障的排除效率大大提高,设备的稳定性也得到增强。     

MATLAB的单机型实时仿真系统的扩展与讨论

MATLAB下的实时视窗目标工具箱能够在一台运行Windows操作系统的微机上执行实时任务,可用于对自动控制系统进行实时仿真分析,但是此功能受限于其驱动程序。针对此问题,讨论了开发实时视窗目标工具箱驱动程序的关键问题,包括寄存器的访问和程序调试,提出了两种方法：（1）在实时视窗目标环境下借助于驱动程序的输出函数mdlOutputs;（2）利用xPC目标工具箱环境。在三台计算机上进行了不同的实验,实验结果表明所提出的方法能够正确地显示中间结果;采用开发的PCI-8360A模拟量输入驱动程序采集15路模拟量信号,结果表明实时视窗目标驱动程序在一定条件下可以和xPC目标驱动程序兼容,实时视窗目标的采样时间为0.18 ms要小于xPC目标的采样时间0.3 ms,这为实时视窗目标的扩展应用提供了新的思路。     

VxWorks下USB驱程栈框架模型及其应用研究

本文对嵌入式操作系统中的技术典范VxWork进行了详尽分析,包括任务控制与调度、任务通信与同步互斥、中断处理和USB驱程栈结构。最后,本文提出了一个通用的VxWork USB驱程栈框架。