面向嵌入式系统的IPSec形式化建模

为了满足嵌入式系统在网络通信环境下的一些安全需求,通过考察嵌入式开发的系统环境,对比现存的一些网络安全问题的解决方法,采用选取适用的IPSec(网络层安全协议)模块,并使用形式化语言对其进行描述,以给有此类安全需求的嵌入式开发提供一个形式化的IPSec模型.同时,在协议的开发过程中引入形式化的方法也有利于保证协议的一致性.     

一种基于进程代数的路由器性能评价算法

性能评价是路由器设计中的一个重要环节，目前有多种方法，提出了一种基于进程代数的形式化方法，它能在系统进行正确性验证的同时得到系统的性能参数．首先定义了描述路由器模型的进程代数方法，然后介绍了建立路由器模型的方法，并给出了一个简单的例子，最后给出了计算路由器两个性能指标吞吐率和延时的算法．     

形式化的协议性能测试框架

随着计算机网络技术和网络应用的迅速发展,网络协议性能测试变得越来越重要本文基于形式化方法,提出了一种协议性能测试的理论框架。首先给出了性能和性能测试空间的定义,然后提出了性能测试的结构框架,并详细描述了各个模块,最后形式化地描述了性能测试的各个阶段。     

嵌入式建模中带有时间扩展的UML状态图的形式化方法

面向对象建模语言UML(Unified Modeling Language)已广泛用于嵌入式系统建模,但它在嵌入式实时系统建模时存在概念模型形式化复杂和状态图对时间约束方面的建模功能不强的问题,针对这些问题,提出一种对UML状态图进行时间扩展的方法,并提出利用"可执行UML"对带有时间扩展的UML状态图形式化的方法.     

基于场景分析的系统形式化模型生成方法

采用形式化方法对系统的安全性进行分析与验证,是构造可靠安全软件系统的一个重要途径。当前的形式化安全分析方法,面临着系统的形式化建模难的问题。以铁路车站联锁系统中基本进路建立为例,提出基于场景分析的系统形式化模型生成方法。该方法首先采用OCL前/后置条件分析法对UML时序场景作一致性分析,然后将UML时序图中对象交互的行为序列转换成FSP进程代数模型,进而得到系统的形式化模型。该方法为系统的形式化建模提供了新思路,从安全质量方面改善了安全苛求软件的设计与开发,丰厚了基于模型的软件形式化开发方法。     

系统模型开发的形式化技术

本文是[1]中内容的继续,讨论系统模型开发的形式化技术。基于多类一阶逻辑设计的概念模型语言CML可用来描述系统模型,并可用CMA对模型描述进行静态一致性和动态时序特性的检查。     

基于UML的嵌入式系统建模及模型验证机制研究

统一建模语言UML在嵌入式系统设计建模中已经获得了广泛的认可,并有很多成功的应用,但UML存在时间约束描述能力不强和所建模型形式化复杂、验证难的问题。针对上述问题,本文提出了使用UML扩展机制对UML状态图进行时间扩展,建立系统状态一约束一事件矩阵来对模型进行形式化描述的方法。该方法解决了UML在嵌入式系统建模时存在的问题。应用实例和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

LOTOS事件结构语义模型的实现

本文以LOTOS为基础,简介了LOTOS进程代数的概念和算子。同时,以事件结构作为进程代数的语义模型,充分展示了形式化方法是如何对一个复杂系统进行静态或动态刻画。本文最后以上述理论为基础,开发出一款辅助软件工具。该软件具有两方面的用途:一是能对给定的一个LOTOS语言层次上的系统刻画,自动生成结构层次上的系统模型;二是进行等价性模型检测。此工具将形式化方法的推理过程可视化、实用化。     

大型复杂协议的形式化分析方法研究

大型复杂协议的形式化分析是目前研究的一个热点和难点.根据所采用技术的特点,将大型复杂协议的形式化分析方法分为基于逻辑推理的方法、基于模型检测的方法、基于定理证明的方法和基于进程代数的方法,并简要介绍了各类方法的代表性方法及验证器,最后对各类方法的特点进行分析和比较.指出迭式大型复杂协议的形式化分析方法未来的一个研究重点,修改原有方法或设计一种新的方法,使其既易自动化实现,又能用于复合协议的分析和验证.     

基于SMT的区域控制器同步反应式模型的形式化验证

在安全关键系统的软件开发过程中,形式化验证是一种经检验的提高软件质量的技术.然而,无论从理论上还是从应用角度来看,软件的验证都必须是完整的,数据流验证应该是对实现层软件模型进行验证的必要体现.因此,环境输入、泛型函数、高阶迭代运算和中间变量对于分析形式化验证的可用性至关重要.为了验证同步反应式模型,工程师很容易验证控制流模型(即安全状态机).现有工作表明,这类工作无法全面地验证安全关键系统的同步反应式模型,尤其是数据流模型,导致这些方法没有达到工业应用的要求,这成为对工业安全软件进行形式化验证的一个挑战.提出了一种自动化验证方法.该方法可以实现对安全状态机和数据流模型的集成进行验证.采用了一种基于程序综合的方法,其中,SCADE模型描述了功能需求、安全性质和环境输入,可以通过对Lustre模型的程序综合,采用基于SMT的模型检查器进行验证.该技术将程序合成作为一种通用原理来提高形式化验证的完整性.在轨道交通的工业级应用(近200万行Lustre代码)上评估了该方法.实验结果表明,该方法在大规模同步反应式模型长期存在的复杂验证问题上是有效的.     

一种嵌入式实时系统软件的形式化开发方法

领域特征突出的嵌入式实时系统软件开发,既需要严格地保证可靠性又要充分反映实时和交互行为特征,针对这种需要,该文提出了一种从需求分析到体系结构建模直至使用组件技术实现软件的形式化开发方法。文章在介绍了目前的各软件工程领域以及各软件开发阶段中的形式化模型和工具的现状和特点后,引入需求分析的模型和体系结构建模的描述语言,分析其长处和不足,最后对该方法与移动组件结合的前景进行了展望。     

面向航天嵌入式软件的形式化建模方法

航天嵌入式软件是航天型号任务成败的关键之一.航天嵌入式软件是一种周期性、多模式的软件.软件的每个模式表示系统处于一定的状态,并进行相应的复杂计算.因此,提出了一种名为SPARDL的形式化建模方法.为了满足型号应用的需求,对这一方法进行了若干改进.为了表达航天器的时序性质,提出了一种基于区间逻辑的性质规范语言.为了支持工业应用,还设计了代码生成方法.这一建模方法已在航天工业领域得到了应用.     

嵌入式系统可生存性分析模型研究

嵌入式系统的安全问题日益凸显,为此,提出一种嵌入式系统可生存性分析模型。借鉴近年来国内外研究成果,给出嵌入式系统可生存性的形式化定义,建立系统威胁、系统可生存性需求、系统可生存性策略3个子模型对嵌入式系统可生存性进行分析,形成一套系统可生存性分析的一般流程。实例分析表明,该模型能定量评估嵌入式系统的可生存性,并通过评估结果得到影响系统可生存性的主要因素。     

嵌入式系统移植问题的研究

在开发嵌入式系统的过程中,由于客户需求变更和操作系统功能局限等原因,经常会遇到系统移植问题。本文以典型的嵌入式应用--磁盘阵列控制软件从Psos平台到VxWorks平台的移植为例,总结了嵌入式系统移植的一般方法。     

一种面向分布式嵌入式计算机的性能评估模型

不同领域的嵌入式计算机的性能评估有很大的差异性,对分布式嵌入式计算机的性能评估需要考虑其自身特点。分析了分布式嵌入式计算机的一般特征,提出了一种结合软硬件的、面向分布式嵌入式计算机的性能评估模型。该评估模型从分布式嵌入式计算机的通用技术特征方面入手,提出了度量系统性能的指标和评估准则,具有指标定义明确、评价过程简便等优点。总结了几种常见的综合评价方法,为分布式嵌入式计算机的性能评估定义了完整的综合评价过程。通过实验表明了该方法的可行性。该研究对分布式计算机系统的体系结构设计、性能分析与改进具有重大的意义。     

可升级的高可信嵌入式系统模型

针对嵌入式系统升级的基本需求及面临的主要问题，提出一种支持高可信嵌入式系统安全的在线升级的模型。详细分析了该模型的理论基础和结构组成，并指出实现该模型需要解决的问题，及其广泛的应用前景。     

基于Windows CE 3.0的嵌入式系统开发

介绍了微软的嵌入式操作系统WindowsCE 3.0的特性和新增功能 ,着重介绍基于WindowsCE 3.0的嵌入式系统的系统结构 ,并详细阐述了构建基于CE的嵌入式平台的过程 ,最后还简要说明了如何在构建的平台上开发嵌入式应用程序     

基于通信的列车控制系统可信构造：形式化方法综述

基于通信的列车控制系统（communication based train control system,简称CBTC）已经成为世界范围内建造轨道交通信号系统的标准制式.CBTC采用更加灵活和精确的列车控制,并提供连续的安全列车间隔保证和超速防护,在很大程度上提高了轨道交通运输的效率和安全性.尽管CBTC能够精确地实施实时控制,但由于CBTC涉及计算、通信与控制这3个方面的实时协同,系统设计与实现异常复杂.由设计缺陷而导致严重的灾难、事故和损失屡见不鲜.作为一个典型的安全攸关系统,如何保证CBTC的可信构造已成为领域研发人员关注的焦点与面临的最大挑战.鉴于在软硬件领域的成功经验,形式化方法目前已被公认为是保障CBTC可信性的一种有效方案.围绕CBTC的可信构造,从其生命周期的3个重要阶段,即系统需求分析、设计建模与底层实现入手,针对CBTC在可信方面的典型特征,梳理分析了CBTC系统在可信构造方面面临的挑战、国内外研究现状和发展趋势,全面介绍了形式化方法在CBTC可信构造中扮演的角色.     

基于比较策略的嵌入式系统性能基准测试研究

嵌入式系统受成本、功耗、芯片体积和开发周期等多种因素的制约,其性能往往难以满足应用需求,充分发挥嵌入式系统的潜能对嵌入式系统设计尤为重要。为此,需要对嵌入式系统进行性能基准测试,指导嵌入式系统设计的技术选型和决策,在满足应用需求的前提下,达到最佳性能/价格比。该文分析了嵌入式系统性能基准测试的基本原理和性能指标,介绍了几种常用的嵌入式系统性能评测基准及其适用范围,提出了一种运用对比策略进行嵌入式系统性能测试的测试方法和测试环境的构成,实现了一种嵌入式性能测试工具,并对相关的嵌入式系统及构件进行了性能测试。最后对嵌入式系统性能基准测试研究存在的主要问题进行了评价。