基于程序静态分析和故障树的软件故障检测

为提高软件安全性和可靠性,探讨一种在软件故障检测过程中将故障定位和原因分析相结合的方法,该方法基于对程序的静态分析,找出故障的位置,利用故障树定位故障原因。非法计算是一种常见的软件故障,该类故障极易导致系统崩溃,该文以一个非法计算故障为例,说明该方法的分析过程,实验表明其可以有效地定位故障并分析其原因。     

ATS故障树法故障诊断功能的实现

当缺乏故障诊断先验知识时,故障树法是工程上易于实现的一种有效的故障诊断方法.通过分析、归纳测试项目与SRU的关联关系,得出了故障树模型中故障诊断知识的表达方式.以Access数据库为基础,提出了故障树的结构、数据组织形式及故障诊断的推理方法,并设计了适用于自动测试系统的故障诊断系统.该方法具有故障诊断推理过程表达明确、树模型易于建立等优点,已应用到两型机载电子设备的故障诊断中,故障隔离率和虚警率都达到了设计要求.     

一种航天测控系统软件故障分析框架

在充分研究航天测控系统软件研发维护特点的基础上,通过引入相异性软件故障模型,结合软件故障检测和故障定位等分析方法,构建了一种基于功能组件的航天测控系统软件相异性故障模型,提出了一种具有较强针对性的航天测控系统软件故障分析框架,为航天测控系统软件故障分析的集成化研究提供了新思路。这种软件故障分析框架已在航天测控系统软件测试及软件故障问题排查等实际问题中得到有效应用,实践表明该框架对软件系统的研发维护及软件故障的快速分析定位具有重要意义。     

一种新的故障树定性分析方法

提出基于割序集的分析方法以研究故障树顶事件发生时基本事件的动态行为。利用顺序失效符表示事件的顺序失效关系,并将静态门和动态门转化为顺序失效表达式来描述故障树中各种门的动态行为,利用顺序失效表达式构建故障树的割序集。结合实例阐述故障树割序集生成算法的流程。该算法将失效行为表示为长度小于系统中部件个数的有序部件序列,为研究故障树提供了一种新的定性分析方法。     

故障树分析法在装甲车辆电源系统故障诊断中的应用

为了能够准确地进行装甲车辆电源系统的故障诊断,深入地研究了故障树分析法在其中的应用;首先,以某型装甲车辆电源系统为研究对象,根据系统失效模型和故障机理,将故障树分析法运用于装甲车辆电源系统故障诊断中,建立电源系统故障树模型,进行故障分析与诊断;其次利用电源系统故障诊断平台对电源系统4个模块进行故障模拟仿真研究,可看出故障树分析法能够准确地诊断出电源系统各个模块的故障,检测精度可达94%,取得了预期效果。     

基于抽象语法树的软件度量工具的设计与实现

为了提高软件质量和控制，改善软件开发过程，文中提出了以抽象语法树为核心的软件度量工具(ASTMT)的体系结构图，介绍了度量工具的功能及特点，详细论述了工具中各个模块的设计与实现方法，着重讨论了抽象语法树的组成及其节点设计。介绍该工具在软件开发中的实际应用，进而验证了工具的实用性与有效性。     

HPCVIEW: A Tool for Top-down Analysis of Node Performance

It is increasingly difficult for complex scientific programs to attain a significant fraction of peak performance on systems that are based on microprocessors with substantial instruction-level parallelism and deep memory hierarchies. Despite this trend, performance analysis and tuning tools are still not used regularly by algorithm and application designers. To a large extent, existing performance tools fail to meet many user needs and are cumbersome to use. To address these issues, we developed HPCVIEW—a toolkit for combining multiple sets of program profile data, correlating the data with source code, and generating a database that can be analyzed anywhere with a commodity Web browser. We argue that HPCVIEW addresses many of the issues that have limited the usability and the utility of most existing tools. We originally built HPCVIEW to facilitate our own work on data layout and optimizing compilers. Now, in addition to daily use within our group, HPCVIEW is being used by several code development teams in DoD and DoE laboratories as well as at NCSA.     

动态故障树的不交化定量分析方法

动态故障树被广泛应用于动态系统的可靠性分析中,其中割序描述了系统的失效模式,割序集的不交化可以简化顶点失效概率的求解,目前还没有有效的适用于动态故障树的不交化定量分析方法.提出了一种不交化定量分析方法：在割序的基础上融入时序逻辑提出扩展割序的概念,其与以往类似概念相比增强了表达能力;根据基事集和时限集分解最小扩展割序集,将其转换成不交化扩展割序集;再将不交化扩展割序转换成标准扩展割序,然后对其各割项进行冲突检测、时限集精简、基事集拓扑排序,以对标准扩展割序进行量化计算;并对该方法所涉及到的算法进行了详细的证明和时间复杂性分析.最后将其应用到一个案例中,并同基于inclusion-exclusion规则的MCS方法进行了对比,实验结果显示该方法的时间开销明显降低.该方法可以获得动态故障树的不交化扩展割序集,降低求解时间开销.     

AI-ESTATE故障树诊断模型的建立及工具开发

AI-ESTATE标准是人工智能技术应用于测试与诊断领域的国际通用标准,对测试环境下的诊断知识以及服务进行了规范化的表述,以实现诊断推理系统间兼容性,诊断知识的可互换性和可移植性。介绍了AI-ESTATE标准及其体系结构、模型构成,深入研究故障树模型构成要素,提出了符合XML Schema的标准化故障树建模方法;利用COM组件技术开发了相应的配置工具,实现了故障树模型自动配置,进而实现诊断知识共享、重用。     

软件可靠性分析、测试与评估工具--SRATE介绍

软件可靠性分析、测试及评估工具(SRATE)是一个集软件可靠性分析、测试及评估于一体的软件工具。该工具支持多种测试策略下的软件自动化测试及评估试验,包括随机测试策略、自适应测试策略等。该工具还集成了包括欧洲航天局的space软件、浙大CAD&CG国家重点实验室的Intra3D构件库在内的多个典型被测对象。根据工具接口要求可以方便的添加新的测试策略和测试对象。具有自动化程度高、通用性强、配置灵活、易于扩展的特点,是进行软件可靠性分析研究工作的有力工具。     

基于故障树的磁导航AGV系统故障诊断研究

随着磁导航AGV系统在制造业和物流业的广泛应用,为了保证其正常工作,针对磁导航AGV系统的故障部位,利用故障树分析法建立了故障树,并进行了故障分析。实践证明,该方法简单实用,有助于提高故障诊断的效率和准确性。     

Discovering Unanticipated Software Output Modes

Software risk management is particularly important when the target environment of the software is a safety-critical system. Adequate development standards and methods for building software functionally that is close to correct exist. But unfortunately, we often fail to imagine particular classes of system hazards that the software's behavior could induce, because quite simply, we cannot foresee everything that could go wrong from the outset of a new project. And therefore we will fail to build in the needed software protection mechanisms against these hazards. This paper presents a software risk management technology that partially addresses this problem. Our technology is based on software fault injection's unique ability to warn about software-induced hazards that were inadvertently overlooked during the creation of the software requirements and system-level hazard analysis. Software-induced hazards occur as a result of software behaviors that are unknown.     

基于构件软件的可靠性分析技术—FTA

快速、高效是软件开发追逐的目标,集中体现软件复用思想的基于构件软件技术继面向对象技术后成为现今软件工程实践和研究的热点;软件所扮演的角色日趋关键,高效开发的同时更需要高可靠性的软件。论文所关注的就是针对开发设计阶段的基于构件软件,采用FTA技术,考虑等概率条件下的软件运行剖面,进行面向软件运行的可靠性分析,试图为软件的设计和测试提供更具有实际意义的反馈和指导,进而增强软件的可靠性。文章还介绍了基于这样的技术针对小型的基于构件软件进行的实证分析。     

一种带有时间约束故障树分析方法

 在时间域内的行为对安全苛求系统往往是至关重要的,若出现故障,则大量的故障描述都涉及事件之间的时间因素。针对传统故障树不能直观描述和分析这种时间因素的问题,在原有故障树定义的基础上增加时间约束故障树的语义描述,并根据故障树的扩展语义提出时间约束故障树分析方法。给出时间约束逻辑门和事件平均转移率、输入事件到输出事件传播率和到达率的计算方法。设计故障树基本事件和最小割集到达顶事件的传播率和到达率的算法,该算法遍历故障树中每个节点获得基本事件时间重要度和最小割集到达率,从时间重要度角度对基本事件和最小割集的重要度比较。实验结果表明提出的时序分析方法可以为故障诊断和预防提供理论基础。     

综合故障树分析方法在容错计算机系统中的应用

该文运用二元决策图（Binary Decision Diagram）分析传统的静态故障树,运用Markov链分析新兴的动态故障树,由此形成一种创新性的故障诊断方法：综合故障树（Integrated Fault Tree）分析法。综合故障树分析法运用分而治之的策略处理各种故障,不仅加深了故障诊断、分析的精度,同时也拓展了故障树分析法的运用领域。该文结合实例,运用综合故障树分析法解决容错计算机系统中动态时序特性的建模困难问题;分析结果表明,在容错计算机系统中运用此方法,可以有效地对系统建模和分析系统可靠性。     

软件错误注入测试技术研究

软件错误注入测试(software fault injection testing,简称SFIT)技术经过近30年的发展,一直是软件测试领域最活跃的研究内容之一.作为一种非传统的测试技术,在提高软件质量、减少软件危害及改进软件开发过程等方面起着重要作用.对软件错误注入测试的研究现状及动态进行了调研,对该领域相关技术进行了归类及介绍,并对当前较为有效的测试框架和原型工具进行了总结,同时介绍了正在研发的基于SFIT技术的构件安全性测试系统CSTS.在认真分析现有技术的基础上,总结了当前软件错误注入测试存在的问     

A Software Fault Tree Approach to Requirements Analysis of an Intrusion Detection System

Requirements analysis for an intrusion detection system (IDS) involves deriving requirements for the IDS from analysis of the intrusion domain. When the IDS is, as here, a collection of mobile agents that detect, classify, and correlate system and network activities, the derived requirements include what activities the agent software should monitor, what intrusion characteristics the agents should correlate, where the IDS agents should be placed to feasibly detect the intrusions, and what countermeasures the software should initiate. This paper describes the use of software fault trees for requirements identification and analysis in an IDS. Intrusions are divided into seven stages (following Ruiu), and a fault subtree is developed to model each of the seven stages (reconnaissance, penetration, etc.). Two examples are provided. This approach was found to support requirements evolution (as new intrusions were identified), incremental development of the IDS, and prioritisation of countermeasures. Correspondence and offprint requests to: G. Helmer, Department of Computer Science, 226 Atanasoff Hall, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, USA. Email: ghelmer@cs.iastate.edu     

基于故障树分析法的北斗装备定位异常分析

随着北斗卫星导航系统在军事中的应用越来越深入,北斗装备定位异常对北斗军事效能的制约也越来越明显.针对北斗装备定位异常进行研究,有助于提升装备的使用效能.对北斗装备定位异常的主要表现形式进行描述.采用故障树分析法对北斗装备定位异常进行了系统分析,通过建立北斗装备定位异常的故障树,理清影响北斗装备定位的因素及其逻辑关系.在...     

基于二叉树的故障树画树算法研究

由于在故障树分析、故障诊断和可靠性分析中迫切要求故障树图形化显示,所以文中研究了故障树画树算法。故障树显示为多叉树,将故障树节点的下一级节点作为左节点,将故障树同级右侧节点作为右节点,就把多叉树转换为二叉树存于数据库中,需要显示时将故障树节点信息对应的存于多向链表中的节点,通过递归函数计算出每个节点的坐标位置,然后用画树函数将故障树画于图形显示区域。文中基于C Builder 6.0开发环境,实现了故障树的图形显示,这样就为基于故障树的故障诊断提供坚实基础。     

基于故障树的机车PLC控制系统可靠性分析

针对传统机车继电器控制系统故障率高的问题，提出并研制了机车PLC控制系统。利用FTA方法对机车PLC控制系统的各种故障进行了系统的研究，建立了机车PLC控制系统的故障树，并对故障树进行了定性和定量分析，确定出具有针对性的应对方案和措施，从而为提高系统的可靠性提供了依据。改造后的机车经连续半年试运行，状况良好，表明分析结果对提高控制系统可靠性是有益的。