一种面向形式化表格需求模型的测试用例生成方法

现代安全关键性系统的软件规模和复杂性的快速增长给这类安全关键性软件系统的开发带来了很多挑战。传统文本文档的需求描述方法无法保证此类系统的开发进度和系统可靠性要求。为此文中提出了一种兼具可读性和可自动分析的形式化表格需求建模方法。文中介绍了一种针对这种表格模型测试用例的自动生成方法,工作包括对该形式化需求表格模型展开语义分析,建立需求模型的控制树结构,得到其测试等价类;为了减少不必要的测试,定义了不同安全级别的软件需求模型的测试覆盖标准,并针对不同覆盖率准则分别给出基于控制树结构的测试路径约束选择方法;对于每条路径约束测试等价类,提出了基于域错误的测试用例选择方法,能够自动生成所需的检测域错误的测试用例集。最后,通过一个需求模型实例展示了所提方法的有效性。     

一种面向SCR需求模型的形式化验证方法研究

在需求层级进行建模分析与验证是复杂安全关键软件开发过程中的核心关注点.本论文工作面向航空领域中典型安全关键软件的需求层级,提出了一种基于形式化模型检验技术的需求模型验证方法.首先分析了形式化需求模型(SCR)的建模工具(T-VEC)中所定义的递归结构形式的模型语法与语义,提出了一种对模型变量关系进行平展化的方法,将SCR表格关系模型转换为自动机状态迁移图,然后设计了从SCR模型到模型检验工具(nuXmv)的模型自动转换框架,并对模型转换规则给出了严格的定义证明;最后通过一个航空软件系统的需求实例展示了方法的有效性.     

机载软件自动测试系统的设计与实现

为了提高机载软件测试过程的效率,降低人为错误对测试结果的影响,实现了一种基于VxWorks的自动软件功能测试系统。通过这个系统,机载软件功能测试过程中诸如用例解析编译、加栽、运行、结果输出分析等步骤都可以实现自动执行。通过将其应用在VxWorks 5.5和VxWorks653上的实际测试项目,验证了该自动测试系统的可行性及正确性。     

动态自适应DDS实时中间件的研究与实现

从动态服务发现和容错两个角度对现有DCPS DDS中间件进行了改进。将目前的发布/订阅模型的信息集中存储结构修改为分布式P2P分布式结构,并利用Chord协议实现主题信息的发布和匹配查询,从而实现了自适应能力。在传统心跳检测模型的基础上,提出了加速推拉模型,以提高失效节点的检测效率。最后通过对实现的中间件进行测试,验证了其在相对动态变化不很频繁的情况下,具有实时、容错、自适应的特点。     

结合多目标优化算法的模糊聚类有效性指标及应用

模糊聚类方法可以更有效地对复杂数据集进行分析,由于模糊聚类算法的种类繁多且聚类结果会随着输入的聚类个数的不同而改变,使得模糊聚类算法产生的结果不准确,因此,要获得准确的聚类结果必须确定模糊聚类个数k.目前已有的研究主要是利用多种模糊聚类有效性指标来确定最优聚类个数k,但是诸如SSD,PBM等模糊聚类指标会随着划分的聚类个数k的增加而单调递减,导致聚类个数k不准确.为此,文中提出了一种结合多目标优化算法的模糊聚类有效性指标(A Validity Index of Fuzzy Clustering Combined with Multi-obj ective Optimization Algorithm,OSACF),将模糊聚类度量指标与多目标优化算法(Multi-Obj ective Optimization Algorithm,MOEA)相结合来解决聚类最优个数k的问题.与使用聚类有效性指标不同,OSACF通过建立聚类个数k与聚类度量指标之间的双目标模型并使用MOEA优化该双目标模型来确定最优聚类个数k,避免了聚类有效性指标趋于单调递减的影响.另一方面,OSACF使用形态形似距离替代传统的欧氏距离度量,避免了聚类形状对计算聚类k值的影响.实验结果表明,OSACF结合MOEA得到的最优模糊聚类个数k比已有的聚类有效性指标获得的结果更准确.     

基于堆栈回溯的异常处理

针对异常发生时无法及时有效利用异常发生的上下文信息的问题,在堆栈回溯获得上下文信息的基础上,提出一种能够记录异常信息便于线下分析,同时能够基于预设规则库支持线上对系统应用进行重构的异常处理方法。对PowerPC构架下的堆栈结构进行研究并设计基于堆栈回溯的函数溯源算法;对系统工作状态进行分析抽象,采用有限状态机建立系统异常处理时的状态迁移模型,阐述异常处理的设计实现过程。实验结果表明,该方法能够有效实现对异常的线上线下处理,提升了改进系统应用缺陷的效率,增强了系统应用的容错性和健壮性。     

一个机载软件需求形式化建模与分析实例研究

现代民机机载软件系统的功能与复杂度在快速增长的同时还必须满足更严格的安全标准, 使得在机载软件需求层级必须进行诸如一致性、完整性等分析与验证成为重要的挑战. 工作基于一个自主设计实现的面向机载软件自然语言需求形式化建模与分析工具平台(ART)展开对座舱显控软件子系统(EICAS)需求的建模与分析, 包括: ART工具平...