一种针对格式文件的符号执行优化方法

为了解决符号执行中路径爆炸、新路径发现率低等问题，提出了针对文件格式数据块约束的符号执行分析方法（FFCBSE，File Format Constraint Based Symbolic Execution）优化框架.文件格式信息的缺失会影响符号执行的效率以及测试用例生成，该方法通过分析程序代码自动分析程序读取的格式文件数据块之间的依赖关系并建立相关约束，随后使用这些约束引导符号执行更关注于核心功能代码区域.在KLEE中实现了上述优化框架，并对Tcpdump、Readelf、Elfdump、File、Zlib等7个常用文件处理程序做了检测.和KLEE以及DASE相比，FFCBSE发现了13个之前未知的缺陷，在指令覆盖率和分支覆盖率有10%~225%不同程度的提升.     

带时间和资源约束的实例化过程模型验证方法

软件过程的性能是由软件过程模型和软件过程实例化两方面因素决定,如果对软件过程进行了不恰当的实例化,会导致成本超支、进度延期、甚至项目失败．已有的过程描述法不足以分析实例化过程模型,由于没有考虑实例化阶段的时间资源约束,语法结构正确的过程模型并不能保证过程执行的正确性．提出一种带时间和资源约束的实例化过程模型验证方法,为目前已有的s-TRISO／ML建模语言增加时间和资源约束属性,然后提出了从s-TRISO／ML模型转换成时间自动机的转换方法和实现算法,利用已有的分析工具Uppaal对转换得到的时间自动机的性质进行验证,得到一个合理的实例化模型,从而为真实的开发流程提供指导．     

基于开发者协作关系和信息检索的需求跟踪系统

目前自动化需求跟踪的研究广泛使用文本信息检索技术。然而信息检索会遗漏一些文本不相似但是实际相关的软件制品,导致自动化跟踪的精度不高。针对上述问题,提出利用开发者协作关系来进行优化,研发了基于开发者协作关系和信息检索的需求跟踪系统。该系统在进行需求跟踪时,首先用信息检索推荐与需求文本上相似的代码,然后从代码提交日志中挖掘开发者协作关系,根据开发者协作关系再推荐相关代码,用户根据两次推荐的结果确定正确的需求代码跟踪关系。试验结果表明该系统能够找到信息检索遗漏的需求跟踪关系,能够提高自动化跟踪的准确性,节省跟踪时间。     

跨组织数据的软件成本估算方法

软件成本估算一直是软件项目管理的重要部分。经过半个多世纪的研究和工业实践,成本估算方法、模型得到了极大的丰富。这些方法、模型也衍生出了各种成本估算工具。但是,成本估算方法和模型的基础是历史项目数据。没有历史项目数据的公司和组织只能利用其他公司或组织的数据来进行自己项目的成本估算。如何利用跨组织数据进行有效的成本估算成为更具现实意义的问题。针对这一问题,提出了一种有效利用跨组织数据进行成本估算的方法,并通过实验说明了方法的有效性。     

双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL

体系结构设计在软件开发过程中扮演着重要角色.工程中常用图形语言为软件体系结构建模,它们有直观、半形式化的优点;但是语义不够精确,难以对它们表示的模型进行分析,在这方面,形式化方法可与之互补.但在工程使用中仅用形式化语言建模又不太现实,所以如何结合二者之长以提高软件的可靠性已成为工业界和学术界共同关心的问题.提出了双重软件体系结构描述框架XYZ/ADL:支持工程中软件体系结构的基本概念,前端用一般的体系结构框图作为结构描述,用UML活动图、状态图作为抽象行为表示;后端用既可表示系统动态语义又可表示系统静态语义的时序逻辑语言XYZ/E作为一致的语义基础.前端的图形语言便于软件工程师的交流和使用,后端的形式语言是进一步的形式化分析验证的基础.     

基于错误根因的Linux驱动移植接口补丁推荐

Linux内核版本变更带来驱动程序调用内核接口的不一致性错误非常频繁,其通过手工修复不仅工作量繁重,还可能引入新的错误.针对这个问题,驱动移植中间库辅助适配和驱动移植辅助信息等方面的已有研究提供了辅助示例,但是还需要人工分析和手工构造补丁,人工修复的工作量依然较大并且效率较低.为此,通过推荐高质量补丁降低人工修复的工作量并提高修复效率.与传统方法通过错误代码形式的相似性识别同类错误不同,提出依据错误发生的相同原因和来源识别同类错误.提出了一种分层搜索算法用于获取待修复错误对应的错误根因,通过错误根因识别同类错误的修复实例,从其中提取并选择针对性修复模板实现同类未修复错误的高质量补丁推荐.在收集的19个真实驱动程序数据集上的实验表明,所提方法相比传统方法的补丁推荐正确率有显著提高.     

基于已有实例的Linux驱动程序前向移植接口补丁推荐

Linux内核版本频繁升级对驱动程序带来的关联影响程度和影响范围都很大,为了修复这种关联影响带来的驱动程序调用内核接口的不一致性错误,不断修改旧版本驱动代码进行前向移植是一个持续和紧迫的问题.驱动演化辅助理解、驱动移植中间库辅助适配和驱动移植辅助信息等方面的已有研究,通过检索语句级别的辅助信息提高了驱动移植的效率.但是已有方法仅关注了检索辅助信息本身却并没有区分其中包含的有效补丁素材,因此还需要人工分析和手工构造适配性补丁.为了克服上述限制,提出了一种全新的方法旨在推荐驱动前向移植中接口错误的高质量补丁.观察发现,依赖相同内核接口服务的多个不同驱动程序之间存在相同或相似的内核接口调用,内核版本升级后其他驱动的历史开发信息中可能存在这种复用接口及其使用变更的已有实例代码.利用出错接口语句和相似已有实例的共性分析错误问题的特点,通过已有实例的辅助作用抽取针对性的接口修改方式和修改内容等细粒度素材生成待推荐补丁.具体结合分界点识别、相似度计算、细粒度差异比较和频度计算确定有效修改方式.提出了一种基于已有实例差异特征的分类算法,通过区分修改内容的不同类型分别从2种数据源提取.最后使用编辑脚本技术生成推荐补丁列表.在9个不同类型的真实驱动程序上的实验表明,该方法能够推荐驱动移植中7类接口错误补丁,有效补丁占比约67.4%,对现有辅助方法形成了有效补充和拓展.     

面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架

物联网是目前国际和国内新兴的一项热门技术,正在给人们的生产和生活方式带来深刻的变革.物联网在带来诸多好处的同时,也给软件乃至整个信息技术领域带来了前所未有的挑战.该文针对物联网传感器采样数据管理中所面临的数据海量性、异构性、时空敏感性、动态流式特性等问题,提出一种面向物联网海量传感器采样数据管理的数据库集群系统框架IoT-ClusterDB.实验结果表明,IoT-ClusterDB具有良好的传感器数据接入与查询处理性能,为物联网海量异构传感器采样数据的存储与查询处理提供了一种可行的解决方案.     

基于硬件分支信息的ROP攻击检测方法

控制流完整性保护技术（control flow integrity,简称CFI）是防御面向返回编程攻击（return-oriented programming,简称ROP）的一种有效途径.针对现有CFI中存在的四大问题：性能开销大、依赖程序代码信息、容易遭受历史刷新攻击以及规避攻击,提出了基于硬件分支信息的ROP攻击检测方法——MIBChecker （mispredicted indirect branch checker）.该方法实时地利用硬件性能管理单元（performance monitor unit,简称PMU）的事件触发机制,针对每个预测失败的间接分支进行ROP攻击检测,规避了历史刷新攻击的可能,同时提出基于敏感系统调用参数的新型检测方法来检测短攻击链（称为gadgets-chain） ROP攻击.实验结果表明,MIBChecker能够不受历史刷新攻击的影响进行ROP短指令片段（称为gadget）检测,可有效地检测出常规ROP攻击和规避攻击,并仅引入5.7%的性能开销.     

S-Bridge:性能非对称多核处理器下负载均衡代理机制

近年来,在移动计算环境中,异构多核处理器已经逐渐成为主流.与传统同构的处理器设计相比,此类异构多核处理器以更低的功耗成本满足设备的计算需求.但是异构环境下CPU核之间的微架构差异,也为操作系统中的一些基本方法提出了新的挑战.面向性能非对称异构多核环境下调度的负载均衡问题,从系统层面提出了一种负载均衡机制S-Bridge,可以减少处理器微架构差异以及任务执行需求差异对传统负载均衡带来的影响.S-Bridge的主要贡献是从系统层提供了通用的、适配异构性的负载均衡相关接口,使任意调度器都能方便地与异构多核处理器系统进行适配.基于CFS和HMP调度器在ARM平台上进行实验,同时在X86平台上进行S-Bridge通用性的验证,结果表明：S-Bridge可以支持不同真实平台和内核版本的快速实现,平均性能提升超过15%,部分情况下可达65%.