面向实时嵌入式系统的中断语义理论研究

发布时间：2023-12-28 19:06

　　随着计算机的发展,实时嵌入式系统被广泛应用于各个行业。相较于通用计算系统,嵌入式系统对安全性、可靠性、实时性以及稳定性都提出了更高的要求。它不仅要求系统实现逻辑正确,而且要求任务运行时可满足相应的时间限制。在实时嵌入式系统中,为了让系统可以及时地与外界环境进行交互,人们引入了“中断机制”。中断机制作为系统与外部设备连接的桥梁,使得系统可以随环境的变化而动态地、实时地做出相应的响应。然而,中断产生的随机性与不确定性却为系统埋下了内存安全和时间安全等方面的隐患。近年来,众多学者从不同的角度、采用不同的方法对中断进行了研究,其目的就是为了在保证中断机制正常运行的同时,提高此类系统的安全性指标。 本文以实时嵌入式系统中的中断机制为研究对象,在程序统一理论的指导下,提出可描述实时嵌入式系统的中断行为的抽象建模语言。该语言引入了时间、概率等信息,通过刻画程序的行为研究中断给程序行为、系统表现带来的时间安全问题。该语言中引进的概率程序算子结合了多种概率模型,不仅能更细致、准确地刻画中断环境的不确定性,也可以帮助系统设计者、开发者加深对中断的了解,减少中断对此类系统带来的安全隐患,显著提高此类系统的安...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 实时嵌入式系统的中断机制
    1.2 中断的研究现状与相关工作
    1.3 本文的指导方法
        1.3.1 程序统一理论
        1.3.2 语义理论的相关工作
    1.4 本文的主要工作
第二章 中断建模语言IML
    2.1 IML描述的中断机制
    2.2 IML的语法
    2.3 IML的操作语义
        2.3.1 操作语义的语义空间
        2.3.2 操作语义的迁移规则
        2.3.3 基于操作语义的程序等价性
    2.4 本章小结
第三章 IML的指称语义
    3.1 IML的指称语义
        3.1.1 指称语义的语义空间
        3.1.2 程序算子的指称语义
    3.2 IML的代数规则及证明
    3.3 IML的语义一致性
    3.4 本章小结
第四章 带卫兵的中断建模语言gIML
    4.1 gIML的语法
    4.2 gIML的语义
        4.2.1 gIML的操作语义
        4.2.2 gIML的指称语义
    4.3 gIML的代数规则及证明
    4.4 本章小结
第五章 带概率的中断建模语言pIML
    5.1 pIML的语法
    5.2 pIML的概率语义
        5.2.1 pIML的概率操作语义
        5.2.2 pIML的概率指称语义
    5.3 pIML的代数规则及证明
    5.4 本章小结
第六章 中断建模语言的应用
    6.1 仿真
        6.1.1 语法解析
        6.1.2 语义实现
    6.2 程序运行时间与概率计算
    6.3 概率统计在中断上的应用
    6.4 示例
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表论文和科研情况



本文编号：3876009