基于非线性多参数模型的软件老化检测

提出了一种软件系统的非线性有源自回归(Nonlinear AutoRegressive models with eXogenous Inputs,NARX)网络模型的老化检测方法。解决了目前软件老化方法未考虑多变量间关联性及历史数据的延迟影响的问题。该方法首先通过对实验采集的HelixServer-VOD服务器性能数据进行主成分分析,确定网络的输入维数,根据AIC准则确定最佳模型阶数,最终选取合理的网络模型结构;使用已知的未老化状态样本对NARX网络进行训练,建立系统的辨识模型;然后运用序贯概率比检验(Sequential Probability Ratio Test,SPRT)对NARX辨识模型的残差进行假设检验,判断系统的老化状态。实验分析表明,基于NARX网络模型的故障检测方法能够有效地应用于软件老化的检测。     

集成电路老化及老化检测技术研究

数字集成电路老化会对电路的稳定性与可靠性造成一定的影响,甚至会对电路的安全性造成一定的威胁。针对此问题,对集成电路老化的概念进行了解释,分析了集成电路老化的影响因素,研究了数字集成电路两种常用的老化测试技术,即老化检测技术与老化预测技术,并对两种技术进行了对比分析,根据数字集成电路具体情况的不同,运用不同的检测技术。对集成电路老化问题的有效预防与处理提供了有效的帮助与参考。     

软件老化与再生研究综述

软件老化已经成为造成软件可靠性降低的主要因素。为了缓解软件老化对软件的不利影响,研究人员提出了软件再生技术,在软件性能恶化到一定程度时主动停止正在运行的服务或程序,清理内部状态,释放系统资源,使软件性能恢复到比较健康的状态,预防软件发生意外的崩溃。软件再生技术已经成为应对软件老化的方法,自提出以来研究人员围绕老化状态识别预测与提高再生效益展开研究。随着软件复杂度的提高和预测、监测等理论技术的发展,越来越多研究人员综合运用状态预测方法和再生策略研究方法来提高预测精度和再生效益。该文梳理总结了软件老化与再生的相关研究,首先根据研究的老化参数的不同将软件老化划分为资源消耗型和性能退化型老化;然后重点分析了软件老化状态预测研究和再生策略研究方法,并对软件再生实施技术进行分析梳理;最后,在总结近期研究特点的基础上,对下一步工作提出了几点展望。     

基于双格的软件产品线模型检测

软件产品线在保留每个产品的可变性前提下通过最大化产品间的共性实现资源的再利用,从而提高生产效率和节约生产成本。近年来,基于特征的状态迁移系统应用于软件产品线的建模和验证中。然而现有的方法不能很好地支持软件产品线中存在的信息不确定和不一致的情况。为此,首先提出一种基于双格的特征迁移系统,用于软件产品线的行为建模,采用投影的方法定义产品的行为模型;然后采用动作计算树逻辑描述系统的时序属性,并且给出它在新系统上的语义,用于支持基于双格的模型检测;最后,采用多值模型检测工具χchek对方法的有效性进行实验分析。     

视频点播系统的软件老化估计和预测

针对视频点播系统,研究其软件老化模式.对系统资源和视频点播服务器的实时参数,采用Mann-Kendall方法来检测老化趋势以判断系统是否存在软件老化现象,并采用Sen的斜率估计方法来估计老化衰退速率;提出了基于径向基网络的软件老化预测模型,对老化趋势进行预测,并采用主成分分析方法来减少径向基网络的复杂度以提高效率.实验结果表明:视频点播系统中存在软件老化现象;基于径向基网络的软件老化预测模型预测效果优于时间序列模型.基于提出方法以及对视频点播系统的老化分析,可为进一步研究相应的软件再生策略提供理论依据.     

软件模型检测新技术研究

软件模型检测以其潜在的商业价值一直为学术界和工业界关注．本文通过剖析模型检测工具SLAM，探讨软件模型检测的机理、方法及若干核心技术，并总结出软件模型检测的一些新策略．     

J2EE应用服务器的软件老化测试研究

软件老化现象是影响软件可靠性的重要因素,长期运行的软件系统存在软件老化现象,这将影响整个业务系统的正常运行,给企事业单位带来无可估量的经济损失。软件老化出现的主要原因是操作系统资源消耗殆尽,导致应用系统的性能下降甚至崩溃或宕机。文中监测J2EE应用服务器系统资源的使用情况,考虑外界的负载变化,检测系统中软件老化现象,分析系统资源消耗何时达到临界值,从而帮助软件工程人员及时采取预维护手段,预防运行时系统中重大故障的发生。     

并行软件模型检测

并行化是提高模型检测效率的重要手段。该文研究了基于标号迁移系统的C程序模型检测,提出一种软件模型检测并行化的方法。该方法利用软件模型检测工具模块化验证(MAGIC)的模块化特性对C程序进行组件分解,将各组件均衡地分发到若干计算节点,由节点调用MAGIC完成验证。由于保证节点间只有少量的通信与同步,该方法能达到较好的并行加速比,具有良好的可扩展性。实验结果显示,该方法大幅压缩了检测时间,有利于大规模软件的形式化验证。     

基于时间与检测的软件恢复策略及成本分析

为了对抗软件在运行过程中出现的老化现象,需要实施合适的软件恢复(software rejuvenation)策略。该文将单纯基于时间的和基于检测的软件恢复策略相结合,提出了基于时间与检测的软件恢复策略,弥补了前者确定的恢复时间间隔较为保守和后者引发过高的监控成本的缺陷。对3种策略的成本分析和比较表明,文章在引发较小监控成本的前提下,进一步延长了恢复时间间隔,从而降低了恢复策略的总的实施成本。     

面向组件的软件老化抗衰策略的研究

随着软件应用系统的复杂性不断提高,系统性能衰退的现象也日益普遍,研究表明计算机应用系统性能的衰退现象主要是由于软件的老化产生的.为了缓解软件老化问题、减少软件性能衰退造成的损失,最终实现一种可准确对系统当前老化状态的预测模型,本文提出一种面向组件的软件老化抗衰策略.该策略在以往研究的基础上,细化了软件再生粒度,将老化的预测和再生扩展到应用组件级.使用灰色预测方法实现在可利用的系统资源不足的情况下的老化状态的预测.还应用Matlab对该模型进行了模拟实验.实验结果表明该策略具有良好的可用性和有效性,延长了软件系统的运行时间,提高了用户的访问成功率,并进一步增强了系统稳定性.     

基于排队模型的包链测量方法特征分析

基于单跳路由器的排队模型,研究了受背景流量影响下的探测包链排队行为。随着背景流量影响程度的不同,分析得出无背景流量排队、短背景流量排队、长背景流量排队和多背景流量排队等四种具有不同时延变化分布特征的典型探测包链排队行为。仿真实验通过调整包链发送速率,模拟了不同的背景流量影响程度,发现探测包链的包时延变化有不同的分布特征,与分析的四种典型探测包链排队行为特征基本一致。     

基于排队论模型的网络拥塞率研究

分析了目前拥塞控制存在的问题,以排队论模型为基础对网络拥塞率进行了研究,从一个路由器的角度出发研究网络拥塞问题,提出了基本模型,给出了求解瞬时拥塞率的算法,并得到了稳态拥塞率的解析表达式.通过数值结果指出,路由器缓存的适当增加可以降低拥塞率,但过渡增加反而会增加拥塞率;增加路由器的CPU处理速度可以降低拥塞率.     

基于混合制排队模型的SDN控制器性能评估研究

软件定义网络SDN将逻辑控制与数据转发相分离,提高了网络的灵活性和可编程能力,成为近年来未来网络领域的研究热点。SDN在实际应用部署时将面临控制器性能瓶颈的挑战,因而有必要理解SDN控制器的性能特性。为此,首先对SDN控制器中Packet-In消息的到达过程和处理时间进行分析,进而基于排队论提出了一种容量有限的SDN控制器性能评估模型M/M/1/m,推导得出了该模型的性能参数,包括:平均等待队长、平均等待时间、平均队列长度和平均逗留时间。最后,采用控制器性能测试工具Cbench对该模型进行了实验评估。实验结果表明:相对于现有其它模型,该模型的估计时延更接近于实际测量时延,可更精确地描述SDN控制器的性能。     

时间敏感的社交网络热点话题检测

为降低算法复杂性以及改善其普适性,提出了一种时间敏感的新型话题检测技术。该技术抽取微博内容,根据一个新型老化理论建立了词语生命周期模型,来挖掘最新出现的术语。若一个词组在特定的时间段出现频率高、而在过去一段时间内未出现,可表示为突发事件出现。此外,考虑内容重要性也取决于其来源,使用通用的Page Rank算法分析社交网络关系,以确定用户的权威性。结合用户权威性以及突发词组实现在用户假定时间限制下的热点话题检测。在新浪微博数据集上的多个实验结果表明,该算法能够高效识别出特定时间段内的热点话题。     

一种用排队论指导的CAN总线语音通信系统设计

针对传统语音通信系统存在的地址编码繁杂、通信模式单一、难于维护的缺陷,设计了一款适用于工业现场的多功能语音通信系统。在排队论的基础上,对CAN总线语音通信系统进行了理论分析,重点介绍了CAN总线的软硬件设计。对系统的性能测试结果表明,系统的CAN帧丢失率<0.5‰,语音质量能通过主观试听和客观测试,整体系统工作良好。     

基于超爱尔兰分布的自相似网络排队模型研究

现有网络的业务流研究表明,多种通信业务中普遍存在自相似特性,但是如何对自相似业务流进行建模和分析一直是个难解问题。基于超爱尔兰拟合算法,建立了到达为泊松分布,服务时间为超爱尔兰分布的M/HErD/1/K自相似排队模型,推导得到呼叫损失概率、平均排队队长等排队性能的解析解。在实际业务环境下和传统的M/M/1/K排队模型进行了仿真对比,结果表明M/HErD/1/K模型不仅可有效表征业务流的快挂业务特性,而且能仿真出该网络在业务负荷较重时潜在的运营风险,对实际网络运营管理具有重要的指导作用。     

非强占有限优先权M/M/1排队系统

以计算机网络中实时视频流传输的实际应用为基础,建立非强占有限优先权M/M/1排队系统模型;对该系统模型进行分析研究,推导出顾客在系统内的的平均等待时间、平均逗留时间和平均队长。     

基于排队论的生产物流系统的仿真优化

研究生产过程中物流运输资源配置的问题。为了有效提高企业生产过程中物流效率并控制投资,依据排队理论,建立等待费用和配置资源费用的综合比较模型,从而选择最佳资源配置方案。通过对仓储物流系统的详细调研和数据采集,建立生产系统物流模型,运用Arena 7.0仿真软件进行仿真,从而设计和选择一个较好的策略。     

基于仿真模型的集装箱码头排队系统分析

基于Witness仿真软件建立了集装箱码头桥吊服务系统的排队系统仿真模型,通过对M/M/m排队系统参数分析,发现随着服务台数量的增大,排队系统的性能逐渐变好。各指标的变化曲线存在拐点,拐点之后变化幅度不再明显,此拐点对应的x坐标值就是桥吊配置数量的最佳值。通过对比不同排队模型进行仿真分析,认为集装箱码头桥吊服务系统的M/M/m排队系统的工作能力和效率都更高,且性能更容易改善。研究结果对码头其它节点的排队系统的分析也有参考价值。     

基于GQM模型的软件项目进度的度量过程

把QGM(Quality Goal Metric)模型引入到软件项目进度的度量过程中，使得软件过程的进度具有可控性、可测性。介绍了GQM模型，并且基于一个实际的甘特图实例，给出了详细的GQM度量计划、度量构造，最后得出相应的度量指示器，分析、总结度量结果。