实时嵌入式系统软件自恢复技术的研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文实时嵌入式系统软件自恢复技术研究姓名：付玉申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：张汝波201103摘要摘要随着实时嵌入式系统应用范围的不断扩大，系统复杂性不断提高，由此引发的软件失效现象使软件老化成为研究人员不得不面对的重要问题。了解导致软件衰老的原因并采取相应的自恢复策略，可以缩小软件衰老带来的影响，暂时延缓一些软件失效现象的发生，所以研究实时嵌入式系统的软件自恢复技术对提高软件可靠性具有重要的意义。以实时嵌入式系统VxWorks为研究对象，本文首先给出了基于检测的资源监控工具的设计与实现方法，该工具能够定期收集系统资源的使用情况及软件运行情况

2、信息。利用搜集到的信息，用斜率估计的方法确定软件衰老的存在，并利用最d'-乘法估算存在衰老的软件的失效时间，即系统资源耗尽的时间。为了更清晰地描述实时嵌入式系统软件自恢复策略的实施过程，通过分析软件自恢复策略的研究现状和实时嵌入式系统的特点，给出了多级嵌套的软件白恢复策略模型的NFA描述方法。最后，以系统中的基本任务为自恢复策略实施的最小重启粒度，分析任务之间的四种通信原理，确定系统的重启链。在实验中，分析软件体系结构和任务之间数据的访问关系，采用递归的方法，首先重启处于重启链上起始结点中的任务，当不能使软件系统恢复到健康状态时，重启重启链中下一结点中的任务。实验结果表明，本文所提

3、到的软件自恢复策略是一种具有高可行性和可靠性的方法，这种方法延长了软件的失效时间并且缩短了软件的修复时间。关键词：实时嵌入式系统；软件衰老；软件失效；软件自恢复；微重启哈尔滨T程大学硕七学位论文AbstractAsthecomplexityoftheReal—timeEmbeddedSystemincreases，manysoftwarebugscannotbeavoid，itinducesoftwareagingandhasbeenacriticalproblemthathavetobeaccepted．Understandthecausesofit，takestepstolim

4、itsitseffects，temporarilyreversesomeofthesoftwarefailureithascaused．Therefore，researchonsoftwareself-recoverytechnologyforReal—timeEmbeddedSystemhasanimportantsignificancetoimprovethereliabilityofthesystem．TakingtheReal—timeEmbeddedSystemVxWorksastheresearchobject．Firstly,thispaperpresentthede

5、signandimplementationofalldetectionbasedmonitoringtoolusedtocollectoperationsystemresourceusageandthestateofsoftwareoperationatregularintervals，fromVxWorkssystem．．Afterstatisticalinformationwascollected，itproposeamethodologyfordetectionandestimationofagingandfailuretimeintheVxWorksoperatingsys

6、tem．Theslopeestimationtechniquesareappliedtothesedatatodetect／validatetheexistenceofaging．Thenthismethoddeterminethetimetoexhaustionwithleastsquaremethod．Inordertodescribetheimplementationprocessoftheself-recoverystrategymoreclearly,thebackgroundofsoftwareself-recoveryandthecharacteristicsofre

7、al-timeembeddedsystemsshouldberesearchedinthispaper．Themulti-levelnestedsoftwareself-recoverypolicyismodeledandanalyzed，anditisdescribedbyNon-deterministicFiniteAutomata．Attheendofthispaper,thesoftwarerecoverygranularityisthetaskofVxWor