面向软件开发初期的最坏情况执行时间快速估计与优化

发布时间：2021-03-22 07:43

　　实时系统中的软件安全不仅与软件的功能是否达到预期有关,同时还取决于软件的运行能否满足截止时间要求。随着软件在实时系统中发挥的作用越来越关键,程序的规模和结构也随之变得更加庞大和复杂,致使超时风险及超时损失的严重程度都不断增加。由于在软件开发初期对有失效倾向的模块进行预测,既可以大幅提高软件的质量,又可以降低缺陷的修复成本。因此,应该在系统开发初期便对程序的最坏情况执行时间（Worst-Case Execution Time,WCET）进行快速估计,而后立即将估值反馈至源码以定位性能瓶颈,进而通过源码优化消除瓶颈,实现以较低成本防控超时风险的目的。然而,现有WCET的静态分析方法虽然可以保证估值安全但效率普遍较低,为了避免等待或者频繁切换界面,程序员往往将WCET估计推迟到系统开发后期才进行。加之估值取自目标代码因而难以映射到源码层次,以及基于目标代码的传统性能优化不能有效降低WCET等问题,给早期超时风险的预警及防控造成了极大困难。为此,本文开展面向软件开发初期的WCET快速估计与优化方法研究,对于超时风险的早期预警与防控,降低实时系统的开发成本、增强系统可靠性以及保障软件安全,具有重... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

ABS的结构原理

由于软件安全问题比较突出，相关的研究报道也显著增多。图1-2 展示了近五年软件安全方向研究论文的发表情况。与软件安全概念常常混淆的是“Software Security”。国内很多学者将“Software Security”译为“软件安全”，而将“Software Safety”译为“软件防危”、“软件保险”。事实上，二者具有明显的区别 ——“SoftwareSafety”是指防止系统给生命财产及生态环境造成灾难性破坏，其主要威胁来源于系统的设计缺陷及操作人员对关键设备的误操作，因而其危害性流向是从系统内到系统外；“Software Security”是指防止未授权用户非法访问系统的敏感数据或信息，其主要威胁来源于外界(黑客或病毒)对系统的有意或恶意攻击，如黑客入侵软件内部修改系统重要的数据或窃取系统机密信息，因而其危1http://www.chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/Channel_5498/2011/1228/160577/content_160577.htm#_Toc312855790“7 23”甬温线特别重大铁路交通事故调查报告。2http://www-users.math.umn.edu/~arnold/disasters/ariane5rep.html 阿丽亚娜 5 型运载火箭事故报告。3http://ieeexplore.ieee.org/document/7435207/

软件的时效安全问题安全（Timeliness Safety）是指软件的执行不会违反时间约束图 1-3 发现缺陷的阶段及相应的修复成本[13]Fig.1-3 The stage of finding defect and related fixing cost[13]


本文编号：3093901