發(fā)布時(shí)間：2020-08-26 21:22

【摘要】：在現(xiàn)代生活中,軟件扮演著越來(lái)越重要的角色,保證軟件的可靠性顯得尤為重要。而在太空中,由于宇宙射線的強(qiáng)輻射作用,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寄存器或者內(nèi)存中會(huì)發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)(Single Event Upset,SEU)的現(xiàn)象。這種0、1的躍變會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤,從而引發(fā)軟件發(fā)生錯(cuò)誤。為了保證數(shù)據(jù)的正確性,減少單粒子翻轉(zhuǎn)的影響,有基于硬件和軟件的方法�；诘挠布姆椒m然能夠很大程度的避免SEU,但是價(jià)格昂貴,通用性差。而通過(guò)軟件容錯(cuò)(Software-basedFault Tolerance,SBFT)增強(qiáng)可靠性的方法雖然簡(jiǎn)單、通用性好,但是卻會(huì)增加程序的復(fù)雜度,導(dǎo)致內(nèi)存開(kāi)銷和時(shí)間開(kāi)銷增大。本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)增強(qiáng)軟件可靠性的源源編譯器,對(duì)查找程序中的關(guān)鍵變量分析研究,提出關(guān)鍵變量(Critical Data Model,CDM)的模型,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)流圖(Invert of Data Flow Graph,IDFG)算法,完成可靠代碼編譯器RECCOP(REliable Code Compiler Plus,RECCOP)。程序中數(shù)據(jù)的關(guān)鍵性程度主要有兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量:1.數(shù)據(jù)的生存時(shí)間;2.數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)流圖的加權(quán)值。經(jīng)過(guò)兩個(gè)指標(biāo)算出數(shù)據(jù)的重要性程度,排序后選出需要保護(hù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)冗余技術(shù),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余,增強(qiáng)軟件的可靠性。通過(guò)源源編譯器,直接將輸入的C/C++源代碼轉(zhuǎn)換成可靠的C/C++代碼。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)關(guān)鍵變量模型可以有效的提高系統(tǒng)的可靠性,同時(shí)降低系統(tǒng)內(nèi)存的開(kāi)銷和時(shí)間的開(kāi)銷,達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.5;TP314
【圖文】：

邐７邐８３．７％逡逑對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行冗余的錯(cuò)誤注入實(shí)驗(yàn)的結(jié)果被列在圖６－２中。逡逑ＦＳＶ降低折線圖逡逑0．Ｂ逡逑：：逡逑０．２逡逑ｏ逡逑０％邐ＩＳ％邐５０％邐７５％邐１００％逡逑ＲＥＣＣＯ邋丨部分冗余）灥呡《？邋ＲＥＣＣＯ（ＣＤＭ）逡逑圖６－３邋ＦＦＴ測(cè)試對(duì)比圖逡逑對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)冗余的可靠性實(shí)驗(yàn)，采用的ｂｅｎｃｈｍａｒｋ程序是ＦＦＴ程序，即逡逑４５逡逑

我們多次運(yùn)行表６－３中三個(gè)ｂｅｎｃｈｍａｒｋ程序，并計(jì)算在不同的數(shù)據(jù)逡逑冗余比例下，相應(yīng)程序的平均運(yùn)行時(shí)間。然后將其和標(biāo)準(zhǔn)化的程序運(yùn)行時(shí)間進(jìn)逡逑行比較，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果被展示在圖６－２中。逡逑２００．邋００％邋邐邐＾｜｜＂＂｜逡逑１５０．邋００％邋｜邐￣Ｗ￣邋—邋ｆ：；ｊ邋ｆ邐0ｆｉｂ逡逑１００．００％邋＜邐ｉ邋—邋Ｕ邋一邐ａｂｓｏｒｔ逡逑ｊ－ｆｆＴ邋１逡逑５０．００％邋Ｉ邋一邋ＩＩ邋—W一邋ｙ邋ｔ逡逑ｌｌ邋ｒ邋Ｉ逡逑Ｑ邋ＱＱ＾邐＿＿ＬａｓｓＬＭ＿＿ＬｆｅＬ，邐＿＿＆逡逑２５％邐５０％邐７５％邐１００％逡逑圖６－４性能分析圖逡逑在圖６－４中，它顯示了不同的數(shù)據(jù)冗余比率和性能開(kāi)銷之間的關(guān)系。圖中逡逑的縱坐標(biāo)代表的是程序的執(zhí)行時(shí)間相對(duì)于源代碼的增加的百分比時(shí)間。從圖中逡逑我們可以看出來(lái)，程序的性能開(kāi)銷是和代碼冗余的比例基本一致的。在冗余２５％逡逑的變量時(shí)，程序有最小的性能開(kāi)銷，平均性能開(kāi)銷是６７％。因?yàn)樵诒疚牡拇a逡逑冗余中，一個(gè)原始變量，會(huì)有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的影子變量。這兩個(gè)影子變量在程序運(yùn)逡逑行中始終通過(guò)讀寫一致性，來(lái)保證數(shù)據(jù)的一致性。所以盡管只冗余了邋２５％的變逡逑量，程序的性能開(kāi)銷還是比較大的。從這一點(diǎn)可以看出，為了進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)，逡逑本文引入的兩個(gè)影子變量

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 龍戀;多核處理器存儲(chǔ)資源管理建模與訪存帶寬管理優(yōu)化[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

2 李宗蕾;Fuzzing工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2805713