N7_計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件的可靠性與安全性技術(shù)保障ppt課件

1、電子信息工程學(xué)院 岳強(qiáng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)-計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件可靠性與平安性技術(shù)保證 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件可靠性與平安性技術(shù)保證 一、軟件缺點(diǎn)二、操作系統(tǒng)選擇與運(yùn)用 三、數(shù)據(jù)的的平安性保證技術(shù) 四、功能軟件的可靠性與平安性保證技術(shù)一、缺點(diǎn)分析1、缺點(diǎn)的分類(1)永久缺點(diǎn) :軟件編程出現(xiàn)錯(cuò)誤 (2)瞬間缺點(diǎn) ：硬件的瞬間缺點(diǎn)和干擾 。2、軟件的缺點(diǎn)平安性 指軟件無(wú)論能否完成其預(yù)定功能，不會(huì)導(dǎo)致不測(cè)事故發(fā)生的概率 一、缺點(diǎn)分析軟件缺點(diǎn)平安性的主要研討內(nèi)容(1)軟件缺點(diǎn)平安性需求分析及軟件缺點(diǎn)平安性設(shè)計(jì) 消除與控制系統(tǒng)危險(xiǎn)的方法減少損失的方法 (2)軟件缺點(diǎn)平安性驗(yàn)證和確認(rèn)及軟件的缺點(diǎn)平安評(píng)價(jià)。二、

2、操作系統(tǒng)選擇與運(yùn)用 1、定義 操作系統(tǒng)是最根本的系統(tǒng)軟件，是計(jì)算機(jī)用戶和計(jì)算機(jī)硬件之間的接口程序模塊，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中心控制軟件。其功能簡(jiǎn)單描畫就是控制和管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各種資源。有效組織各種程序高效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為用戶提供良好的、可擴(kuò)展的系統(tǒng)操作環(huán)境，到達(dá)運(yùn)用方便、資源分配合理、平安可靠的目的。二、操作系統(tǒng)選擇與運(yùn)用目前聯(lián)鎖中采集的操作系統(tǒng)DOS、WINDOWS、LINUX、VxWorks2、幾種操作系統(tǒng)的分析(1)通用計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng) 2005年 ,類Unix家族和微軟Windows家族(2)主機(jī)系統(tǒng)和嵌入式操作系統(tǒng) 運(yùn)用多樣的系統(tǒng)，并且很多和Windows、Unix都沒(méi)有直接的聯(lián)絡(luò) 微軟M

3、icrosoftMS-DOS Xenix Microsoft Bob 基于MS-DOS操作系統(tǒng)的Windows Windows 1.0 Windows 2.0 Windows 3.1 Windows 95 Windows 98 Windows ME Windows NT Windows NT 3.5 Windows NT 4 Windows 2000 Windows XP Windows XP Media Center Edition Windows XP Professional x64 Edition Windows Server 2003 Windows Server 2003 64-b

4、it Edition Windows Vista 非Unix商業(yè)操作系統(tǒng)CPM操作系統(tǒng) MP/M-80 UCSD P-system Mini-FLEX SSB-DOS CP/M-86 DR-DOS FreeDOS MS-DOS PC-DOS Mach 由卡納尼基梅隆大學(xué)研討 L4微內(nèi)核 第二代微內(nèi)核 CHORUS Choices Multics OS-9 NSJ Unix及類似系統(tǒng)A/UX(Apple UNIX) Unix 微軟Xenix ChorusOS Cromix UNIflex OS-9 IBM的AIX BSD FreeBSD NetBSD OpenBSD DragonFly BSDD

5、igital UNIX，即之后康柏Tru64 DNIX HP的HP-UX GNU/Hurd SGI的IRIX Linux或稱GNU/Linux Mac OS X MenuetOS Minix OSF/1 SCO的SCO UNIX Sun的SunOS，即之后的Solaris System V Ultrix UniCOS 麒麟操作系統(tǒng)(Kylin),由國(guó)防科技大學(xué)、中軟公司、聯(lián)想公司、浪潮公司和民族恒星公司五家單位協(xié)作研制的效力器操作系統(tǒng) OS/390 z/OS Syllable 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks美國(guó)WindRiver公司的產(chǎn)品,運(yùn)用很廣泛，市場(chǎng)占有率比較高 COS-II:美國(guó)嵌入

6、式系統(tǒng)專家Jean JLabrosse用C言語(yǔ)編寫的一個(gè)構(gòu)造小巧、搶占式的多義務(wù)虛時(shí)內(nèi)核 Clinux優(yōu)秀的嵌入式Linux版本，其全稱為micro-control LinuxeCos eCos(embedded Configurable operating system)，即嵌入式可配置操作系統(tǒng) 三、數(shù)據(jù)的的平安性保證技術(shù)1、采用不對(duì)稱編碼表示涉及平安的信息2、關(guān)鍵數(shù)據(jù)異地多份存儲(chǔ)空間冗余 3、規(guī)范化數(shù)據(jù)構(gòu)造與數(shù)據(jù)生成方式 機(jī)輔設(shè)計(jì) 4、數(shù)據(jù)完好的正確性檢驗(yàn) 檢驗(yàn)軟件 四、功能軟件的可靠性與平安性保證(一) 缺點(diǎn)平安軟件設(shè)計(jì)的根本原那么及方1、采用冗余構(gòu)造，多樣性，雙份編碼 2、充分的分析和

7、測(cè)試 3、失敗或可疑時(shí)，可采用程序卷回的方法4、一切在線的計(jì)算機(jī)應(yīng)該進(jìn)展延續(xù)的比較5、正確的次序執(zhí)行 6、采用固件運(yùn)轉(zhuǎn)的方式 7、失效發(fā)生 ，輸出限定在平安形狀。 8、監(jiān)視器防止程序進(jìn)入死循環(huán)或停頓運(yùn)轉(zhuǎn) (二) 程序設(shè)計(jì)階段必需遵照的措施1、嚴(yán)厲遵守軟件工程方法 編制正確的規(guī)格闡明書 ，良好的軟件開發(fā)工具和環(huán)境 2、采用模塊化程序設(shè)計(jì)原那么 (1)每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一種特定功能。(2)一個(gè)模塊只應(yīng)有一個(gè)入口和一個(gè)出口。(3)任何模塊長(zhǎng)度不得超出該系統(tǒng)規(guī)定的極限。(4)模塊間的接口應(yīng)盡能夠簡(jiǎn)單。(5)模塊的輸入輸出參數(shù)應(yīng)限制到最少 (二) 程序設(shè)計(jì)階段必需遵照的措施3、采用構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)原那么 (1)

8、 平安關(guān)鍵模塊之間的接口嚴(yán)厲的校驗(yàn)。 (2) 明確的平安側(cè)和危險(xiǎn)側(cè)。運(yùn)用前進(jìn)展驗(yàn)證。 (3) 選擇構(gòu)造應(yīng)運(yùn)用條件標(biāo)志的危險(xiǎn)例編碼做為判別條件；對(duì)選擇構(gòu)造的兩個(gè)出口必需規(guī)定哪一個(gè)是平安側(cè)。(4) 應(yīng)校驗(yàn)危險(xiǎn)出口有關(guān)的一切條件標(biāo)志；在選擇平安側(cè)出口時(shí)，只作簡(jiǎn)單校驗(yàn)即可。 4、正確的數(shù)據(jù)構(gòu)造和良好的設(shè)計(jì)風(fēng)格 (三) 軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)根本技術(shù)1、N版本程序設(shè)計(jì)NVP靜態(tài)冗余構(gòu)造優(yōu)點(diǎn):機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需設(shè)計(jì)檢測(cè)程序缺陷：處置時(shí)間是單版本的N倍；設(shè)計(jì)所花的力量是單版本的N倍；表決程序設(shè)計(jì)比較困難；與外部事件同步或并行處置中有交互過(guò)程時(shí)，難于處置。NVP構(gòu)造(三) 軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)根本技術(shù)2、恢復(fù)塊Recovery Block技術(shù) (三) 軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)根本技術(shù)3、容錯(cuò)算法的設(shè)計(jì) 數(shù)值運(yùn)算容錯(cuò)設(shè)計(jì)1慎重設(shè)計(jì)算法，合理安排運(yùn)算順序2子程序的容錯(cuò)設(shè)計(jì)邏輯運(yùn)算的容錯(cuò)設(shè)計(jì)(四) 減少程序失控的編程技術(shù)1盡量采用單字節(jié)指令2盡量少用程序控制類指令的操作碼作多字節(jié)指令的操作數(shù)，以降低程序失控的概率。3慎用堆棧操作指令 4指令冗余5關(guān)鍵指令的雙重化6指令復(fù)執(zhí) 7程序卷回(五)程序失控的捕捉技術(shù)1軟件圈套法實(shí)踐的軟件圈套是由三條指令構(gòu)成的：NOPNOPLJMP ERR2監(jiān)視定時(shí)器WDT法(六)接口軟件的容錯(cuò)設(shè)計(jì)1、輸入接口軟件的容錯(cuò)設(shè)計(jì)開關(guān)量輸入接口軟件的容錯(cuò)設(shè)計(jì) 多次輸入法