Program monitoring based on automaton simulation

To check whether a program behaves in expectation, program monitoring systems are used for intrusion detection. This article presents a program monitoring system using automaton simulation based on the state graphs extracted from C programs through static analysis. For complete state graph construction, a pointer alias analysis method is proposed to solve the function pointers for obtaining actual control flows. After compiling, programs are instrumented with probes to report the internal states when they are running. A program monitor is built in the kernel of Linux system, which monitors the states of programs from probes and checks the paths of execution. This monitoring system could respond to the abnormal behaviors immediately to protect the systems and programs from further damages.     

一种基于信息熵的体系流程脆弱性分析方法

 体系在执行任务过程中面临来自外部、内部的各种破坏、干扰或威胁等风险,当风险发生时体系受到影响的程度表现为体系脆弱性,体系流程的脆弱性是影响体系能否完成任务的一个重要方面。提出一种基于信息熵的体系流程脆弱性分析方法：首先,面向体系面临的风险事件及其流程结构特征建立体系流程结构脆弱性分析过程;其次,将体系流程转化为有向图模型,基于信息熵构建了体系流程中各个节点的脆弱度计算模型;最后,将复杂体系流程有向图模型简化为串联、并联和混合3种基本结构,建立了3种基本结构的脆弱度计算模型,进而即可计算体系流程的脆弱度。通过案例说明了该方法的有效性。     

一种基于层次模型的面向对象类型分析框架

建立了一种用于静态类型面向对象程序的类型分析框架,该框架集成了目前最为实用的４种类型分析方法,即唯一名分析、类层分析、快速类型分析以及指针别名分析。首先在这４种方法的基础上提出了类型分析的层次模型,然后以此模型为核心,结合程序预处理器和信息加工器等建立了一种类型分析框架,该框架适合分析静态类型的面向对象程序,如Ｃ＋＋／Ｊａｖａ程序等。     

一种改进的程序不可达路径静态检测方法

能够精确的检测出程序中不可达路径是提高结构测试效率的关键。本文提出一种针对函数调用的程序不可达路径静态检测方法,该方法分析程序控制流图中结点的定值—引用集合数据信息,并记录调用点的函数摘要,更新调用点的调用上下文数据流信息,判断程序条件语句的冲突分支,进而检测路径的可达性。实例分析结果表明,该方法可以进一步提高不可达路径检测的准确度。     

WS-CDL测试路径的生成与排序

为了找出WS-CDL组合流程中存在的错误,减少软件维护产生的开销,提出一种基于控制流图生成测试路径的方法,用于对WS-CDL进行测试.首先解析WS-CDL文档,根据元素特点生成各类节点,并根据流程结构确定节点的源节点和目标节点;然后通过在源节点和目标节点间添加有向边构造成控制流囹;最后通过遍历控制流图生成所有可能的测试路径.测试路径中覆盖的WS-CDL元素越多,则发现的错误数也可能越多.为提高发现错误的效率,提出了2种基于路径中元素数量的排序算法,对路径的执行顺序进行排序.实验结果表明,将测试路径按路径中未被覆盖的元素总数降序排列,可以更快地发现错误.     

基路径与业务逻辑结合的有效测试路径集算法

在分析基路径覆盖测试技术及相关最新研究成果基础上,以被测程序及其程序图为依据,通过对变量依赖、非关联路径等的定义,推导出有效路径数量公式VE,进而提出了一种解决无效路径问题的算法模型.通过对算法模型的理论推导和验证,证明该算法模型是有效的.     

QoS感知的Web服务选择

一个组合服务可以由多个具有不同QoS属性的服务合成,由此带来的一个问题是如何将QoS属性作为条件选择最合适的服务以满足组合服务的全局QoS需求.针对这个问题,提出了利用分层图技术对复杂的服务组合过程模型进行化简,将服务选择问题简化为有向图中的选路问题,这样在服务选择时就无需考虑不同的流程结构(例如,顺序、选择、并发和循环结构等),从而降低了服务选择算法的复杂性,提高了执行效率.在简化模型的基础上,给出了一个基于自适应遗传算法的QoS感知的组合服务选择算法.仿真实验表明该方法是可行和有效的.     

基于符号执行提高缺陷分析的准确性研究

静态分析是检测软件代码缺陷和提升软件代码质量的有效方式. 由于静态分析不实际运行代码,不能获取足够的运行时信息,因此分析结果的准确性有待提高. 相比而言,符号执行技术能够模拟执行程序并收集大量的数据流信息,提升数据流分析的准确程度,弥补静态分析的不足. 为了提高静态分析工具分析程序缺陷的准确性,本文设计并实现了一个代码缺陷检测工具ABAZER-SE,它基于GCC抽象语法树,综合采用符号执行与静态分析技术以检测源代码中的缺陷. 使用Toyota ITC静态分析基准对该工具进行了评估,实验结果表明,本文方法及工具可以提高静态分析结果的准确性.      

Dynamic slicing of object-oriented programs

Program slice has many applications such as program debugging, testing, maintenance, and complexity measurement. A static slice consists of all statements in programP that may effect the value of variablev at some pointp, and a dynamic slice consists only of statements that influence the value of variable occurrence for specific program inputs. In this paper, we concern the problem of dynamic slicing of object-oriented programs which, to our knowledge, has not been addressed in the literatures. To solve this problem, we present the dynamic object-oriented dependence graph (DODG) which is an arc-classified digraph to explicitly represent various dynamic dependence between statement instances for a particular execution of an object-oriented program. Based on the DODG, we present a two-phase backward algorithm for computing a dynamic slice of an object-oriented program.     

并发程序内部表示及静态切片算法的改进

通过分析Krinke切片算法对程序循环体内嵌套一个或多个线程结构会产生切片不精确现象,得出Krinke算法所基于的程序依赖图对线程间数据的依赖关系定义得过于粗糙,且对并发程序执行行为的合法性约束不够严格的结果.据此,提出一种新的并发程序依赖图,引入跨线程边界循环-承载数据依赖关系,并在此数据结构上改进了切片算法;引入区域化执行证据概念,进一步约束程序执行行为的合法性,并给出了添加跨线程边界循环-承载数据依赖关系的算法及新的并发程序切片算法的伪代码.实例分析与算法性能测试表明,改进的切片算法克服了Krinke算法的不精确现象,降低了时间开销,改善了算法的可伸缩性.     

有向切换网络拓扑下非线性多智能体系统的包含控制

针对具有本质非线性动态的多智能体系统,研究有向切换网络拓扑下多智能体系统的包含控制。假设系统中的每个智能体具有相同的非线性动态,而且仅有部分跟随者能够获取领导者的信息。利用代数图论、非负矩阵理论和Lyapunov稳定性分析的方法,得到了有向切换网络拓扑下所给协议解决包含控制问题的充分条件。仿真实例验证了理论结果的正确性。     

一种并发Java程序控制流模型

研究了并发Java程序控制流模型的建模问题.通过深入分析并发Java程序设计语言的语义以及带抑止弧Petri网的建模能力,提出了一种并发Java程序控制流模型--CJCFM,并给出了从并发Java程序构造该模型的方法.CJCFM以带抑止弧Petri网为基础,简单直观,可模拟程序实际运行过程,对并发程序的理解、分析和测试有很大帮助.通过对现有开源Petri网实验平台PIPE的功能进行扩展,可在该平台中直接构造并执行CJCFM.借助成熟的Petri网理论与算法,可验证CJCFM的各种性质,从而达到对源程序进行分析的目的.实验表明:CJCFM能有效协助理解、分析和测试并发Java程序.     

一种基于时间的机器人 装配任务规划方法

采用时间Petri网,针对有代表性的柔性装配单元的任务规划问题进行建模。计算了顺序和并行作业的时间消耗,并在此基础上提出了任务规划的时间优化算法。该项研究可针对作业任务的需要自动产生不同的装配序列以达到是的时间消耗,该方法还适用于对装配系统布局进行性能评价,并可用于指导装配系统设计。     

支持软件预取的缓存WCET分析

许多高性能嵌入式处理器都引入了多级缓存、硬件预取及软件预取等机制,为使支持软件预取的硬实时任务具有执行时间的可预测性,提出一种支持软件预取的缓存WCET分析方法. 该方法对多级缓存抽象解释模型进行了软件预取语义扩展,分析了软件预取对任务的最坏情况下性能和能耗的影响. 实验结果表明,该方法能够对支持软件预取的多级缓存行为进行有效分析;同时软件预取优化技术可使某些访存缺失较大的硬实时任务WCET平均减少22.9%,能耗平均降低24.1%.      

面向实时动态调度的代码插装方法

利用代码插装完成实时任务对自身剩余最长执行时间的运行时自我预估，以满足实时动态调度领域的相关需要．该方法以全面的、规范的相关性分析为基础，构建形式化模型，简洁一致地刻画程序的控制流和相关性；提出了一种高效的预估点代码生成算法；并给出了权衡预估精度和运行时开销的若干优化实现技术．     

动态卫星网络性能评估

为评估动态卫星网络性能,对现有卫星星座系统的设计和评估方法进行了研究。提出了使用网络最大流问题对动态卫星网络流量进行评估的方法。利用STK进行仿真,求得动态卫星网络的系统覆盖率、卫星对地仰角特性、系统间各节点建链时刻表。使用分段函数将动态卫星网络转化为网络多个状态的组合以求解网络的最大流。结果表明:网络最大流问题可有效评估动态卫星网络传输性能,动态卫星网络传输性能比单层卫星网络的传输性能高30倍以上。     

覆盖变化结点的辅助回归测试工具

回归测试用例设计是回归测试中一项重要的内容，本文从应用的角度出发，在商用软件测试工具产生的程序流程图基础上，提出了覆盖变化结点的所有路径算法，并开发了相应的工具软件。应用实践表明，该工具软件能够有效地辅助回归测试用例设计工作。     

覆盖变化结点的辅助回归测试工具

回归测试用例设计是回归测试中一项重要的内容，本文从应用的角度出发，在商用软件测试工具产生的程序流程图基础上，提出了覆盖变化结点的所有路径算法，并开发了相应的工具软件。应用实践表明，该工具软件能够有效地辅助回归测试用例设计工作。     

中间件异构数据库集成中基于半连接的查询优化算法

全局查询效率一直是中间件异构数据库集成中的热点和难点问题,由于目前异构数据库绝大多数是关系型数据库,所以采用半连接方法优化连接操作,并在半连接图的基础上提出了多个站点的半连接执行方案优化算法,该算法根据半连接图生成有向无序树,使多个半连接操作能够并行执行,经分析能有效地提高全局查询效率.