基于软件故障注入的容错性能评测技术

软件故障注入是评测复杂的分布式、网络等容错系统的重要手段,可以按照故障注入触发时间、故障注入触发方法分类。本文比较了目前的故障注入实验,分析了软件故障注入工具及其故障注入方法,并提出基于Windows2000系统的双机网络容错系统评测方法。     

Linux平台上软件实现的PCIE总线故障注入系统

高端服务器广泛采用PCIE总线作为I/O接口提供网络、存储等服务,PCIE总线故障会严重影响服务器提供可靠的服务.为了测试高端服务器的软硬件系统对PCIE总线故障的容错能力,阐述了基于软件的故障注入思路,设计并实现了基于软件的故障注入系统.经过实验,收集了一些测试数据,验证了故障注入系统的有效性,并分析了实验系统对PCIE总线的容错机制.     

用软件实现的故障注入工具评估错误检测机制

故障注入是容错计算机系统可靠性评估的征要手段,本文介绍了软件实现的故障注入工具ＳＯＢＦＩ设计与实现,用ＳＯＢＦＩ对ＲＳ６０００工作站的错误检测机制和两种软件实现的错误检测机制进行了试验评估,结果表明,在非容错商用计算机系统中加入简单折软件实现的错误检测机制,也呆以达到很高的错误检测覆盖率。     

容错机制测评中的故障注入模型及应用算法

故障注入（ＦＩ）是一种有效的测试和评价容错机制（ＦＴＭ）的方法,可被普遍应用于容错计算机系统开发过程的各个阶段中。ＦＩ技术正确的更广泛的应用依赖于对ＦＩ原理的一致理解。文中首先详细讨论了ＦＩ的应用对象即ＦＴＭ在测评中所表现出来的若干下,在此基础上提出了六元组描述的ＦＩ模型,并对各组成元的属性进行了深入分析。同时,作为ＦＩ模型的具体应用过程,文中给出了ＦＩ独立试验算法（ＦＩ－ＩＥＡ）,并讨论了该算法     

面向DRAM和NVM异构混合内存架构的排序连接算法优化

随着计算机技术的高速发展,数据的应用规模也在不断扩大,各行各业对于数据存取速度的要求也越来越高.为了满足这种需求,内存数据库的思想被提出,然而传统的内存存储器DRAM由于密度和能耗的限制无法大规模集成和扩展.与此同时,非易失内存(NVM)以其性能高、密度高、能耗低的优势弥补了DRAM的不足.DRAM和NVM结合在一起组...     

基于单片机的故障注入系统

为了对集成度高、体积小的单片机系统中的监控程序的容错能力进行考查和验证,提出了硬件控制中断,软件故障注入的新方法。实验结果证明,此故障注入方法成功的模拟了单粒子事件对系统的影响,并成功对系统注入故障,和传统的硬件故障注入法、软件注入法相比,此方法具有操作简单、易控制注入故障深度、实时注入、在线监控分析等突出优点。     

一种面向软件可靠性评估的故障注入机制的设计与实现

为了获取更加全面的程序失效数据以提高软件可靠性评估的准确性,提出一种面向软件可靠性评估的故障注入机制.该机制在生成故障注入方案时充分考虑了程序故障类型分布、故障空间分布、故障发生时间分布及程序输入等因素,从而能够合理地反映程序真实的失效情况.实现了故障注入方案生成器,并集成到自行开发的基于Intel PIN框架的动态软件故障注入工具软件中.为了验证所提出的故障注入机制的合理性和有效性,以TINY语言编译器、LZ77压缩程序、CRC32程序为例,分别通过测试和故障注入实验的方式收集了相应的失效数据,然后用Jelinski-Moranda模型计算得到了2组很接近的可靠性指标值.实验结果表明,基于故障注入的软件可靠性评估方法的有效性和合理性不亚于传统的基于测试的方法,故障注入方法更适用于较大规模程序的可靠性评估,采用指数分布的故障发生时间分布假设更能反映程序真实失效情况.     

NUMA架构下数据热度的内存数据库日志恢复技术

在内存数据库故障恢复技术中,命令日志是针对内存数据库设计的粗粒度的、轻量级的日志记录方式。但在非统一内存访问(non-uniform memory access,NUMA)体系架构下面向数据的数据库设计中利用命令日志进行故障恢复时,由于数据访问频率不均衡,导致负责高频数据恢复的CPU线程负载加重,而其他CPU相对空闲。针对这种工作负载不均衡所导致的恢复时间开销增大的情况,提出了NUMA体系架构下基于热度记录的内存数据库日志恢复算法。该算法中,每一条数据的访问次数作为该数据的热度记录下来。在并行恢复时,根据数据热度,将数据比较均衡地划分到各个节点的CPU线程执行恢复操作,以此来提高数据库的恢复速度。实验结果表明,该方案比NUMA架构下的常规恢复方案快,而且数据的热度越高,恢复速度的提升越明显,最高提升了19%。     

基于软件仿真技术的外源性故障注入方法研究

针对当前复杂系统测试性试验中存在的无法模拟外部条件性存在的设备故障、外部输入输出故障模式单一等故障注入问题,定义了外源性故障的概念;针对外源性故障具有的功能逻辑和运行场景特性、故障源繁杂特性、模拟难度大成本高特性、总线交联特性,总结了外源性故障注入的基本要求;提出了一种面向外总线复杂应用数据仿真的外源性故障注入方法,面向总线应用层数据,从复杂系统的高级应用逻辑出发,模拟复杂系统交联环境、使用方式等故障行为,建立自动化的实时仿真故障注入环境,通过全数字仿真模型模拟交联环境的行为,进一步通过模型输入、输出或模型参数的改变,实施总线高级行为的故障注入。最后阐述了测试性试验中的外源性故障注入实施方案,分析了该方法的关键技术和环境构建思路,制定了外源性故障注入试验的实施流程。     

基于STAF的故障注入自动化测试平台

为提高高端容错计算机故障注入自动化测试的执行效率,基于开源的自动化测试工具STAF,设计一个可集成多种故障注入工具的分布式自动化测试平台。论述分布式运行环境与平台软件架构,给出任务控制算法的流程,对故障注入模块进行分析。实验结果表明,该平台可提高测试任务的复用性,缩短测试时间。     

基于分布/共享内存层次结构的并行程序设计

分布内存结构和共享内存结构各具特点,又有很强的互补性,分布／共享内存层次结构将两种结构相结合,以充分发挥其优势。文中主要讨论基于分布／共享内存层次结构的并行程序设计问题,介绍了MPI和OpenMP混合并行程序设计模式。     

分布式组件系统软件故障植入测试

文中讨论了利用软件故障植入测试技术对分布式组件系统进行有效测试的方法,主要针对分布式组件系统常见故障分析、软件故障植入方法以及测试的充分性标准进行了探讨。这种特殊的测试方法对于分布式组件软件系统的质量保证,特别是一些对可靠性有特殊要求的应用软件测试具有重要的意义。     

一种高安全性的新型存储体系

通过在CPU的内部总线和相关寄存器中增加1位安全位,并且在计算机的整个存储体系中实现对该安全位的存取就可实现计算机的高安全性,也就是说CPU的内部总线是65位,以此来有效地防止计算机病毒及其他非法入侵活动的破坏．然而,为了保持硬件兼容性,必须严格遵循计算机工业界的系列标准和规范．就此提出了一套新型存储方案,通过采用一系列措施来实现对64位数据和1位安全位的存取．     

基于层次化重复单元的FPGA结构描述方法

针对具有多种逻辑块和互连线结构的现代主流现场可编程门阵列(FPGA),给出一种通用的FPGA结构描述方法.根据FPGA硬件版图由几类重复单元在水平和垂直方向复制拼接而成的特点,提出基于层次化重复单元的FPGA结构模型,在该模型的基础上,通过定义一套完整的语法来描述FPGA.实验结果表明,该方法能正确描述FPGA硬件信息,并配合FPGA软件系统正常工作,具有结构通用和描述文件小的优点.     

天津西洋风情建筑的景观价值与城市记忆

天津市作为国家级历史文化名城,保留了一批具有较高价值的历史风貌建筑,形成了独特的建筑文化和城市景观。建筑风格和建筑艺术异彩纷呈,名人故居众多,人文资源深厚。如何妥善保护这些珍贵的历史文化遗存,促进优秀历史文化资源的开发利用,进一步提升城市文化品位,增强城市的影响力和吸引力日益成为一项重要课题。     

cPCI架构共享内存通信平台机制的实现

提出一种cPCI系统架构下实现主从式多CPU间共享内存通信的平台级分布软件机制。论述该机制中共享内存访问互斥、通信性能保证、心跳机制等关键问题及其解决方案。研究实时高效、健壮性、移植性、用户及系统规模扩展等cPCI平台级的应用需求,实现了共享内存通信软件中间件,在通信网关、智能通信平台等多个项目中得到实际应用。     

体系结构评估方法的研究与实现

体系结构评估方法在体系结构评估中起着决定性的作用,论文对于目前比较流行的体系结构评估方法进行了比较,并在深入分析体系结构评估基本原理、实现步骤的基础上,从需求角度、开发角度和项目管理角度提出了一套较为通用的体系结构验证评估指标体系,以期能为体系结构的验证评估提供理论和技术参考.     

分布共享存储的遥感图像并行预处理系统结构研究

随着遥感技术的发展,遥感图像的分辨率和采样率越来越高,对遥感图像预处理系统性能的要求也日益提高。本文介绍一种能高效实现遥感图像预处理的分布共享存储并行处理系统结构。     

集群上软件事务内存的层次化冲突检测

大多数事务内存研究都在多核处理器上进行,只有少数研究针对集群计算环境。现有的集群事务内存性能较差,因为事务内存的运行需要进行大量的远程内存访问,而集群的内存分布性使得远程内存访问的性能较差。事务内存运行中的冲突检测是进行远程内存访问最多的操作。我们提出了一种层次化的冲突检测方法,将其分为两个步骤进行,这种层次化的策略可以使集群上的软件事务内存获得高性能。