程序最差执行时间的混合估算方法研究

代理获取

页面导航

目录
摘要
著录项
相似文献
相关主题

摘要

随着软件在安全关键系统中的应用越来越广泛，以及应用规模的与日俱增，在航空航天、电力系统、交通管理、核电站等领域，软件承担着非常重要的控制作用。对于安全关键系统而言，时效性至关重要，一旦任务的执行超过了规定时间，后果将是灾难性的。系统的运行时间受到多种因素的影响，如执行环境、中央处理器的性能、程序流程等，这些因素的存在使得程序的具体执行时间产生差异，我们把特定执行因素下，一个程序所有可能的执行时间中的最大值称为这个程序的最差执行时间（Worse-case Execution Time，WCET）。因此WCET分析的准确程度决定了安全关键型嵌入式系统的性能。另外，随着软件复杂程度的增加，如何准确有效的进行复杂程序的WCET分析也成为一个研究问题，所以安全关键系统的WCET准确分析成为急需解决的问题。
　　程序最差执行时间估算方法可以分为动态分析和静态分析两类。动态方法通过动态执行的方式，在硬件系统搭建后，实际运行程序，测定程序完成预期控制任务消耗的时间，或者采用模拟器上模拟的方式推算WCET的大小；静态方法基于处理器特征，使用程序分析的方式对程序中所有指令的执行时间进行静态估算。动态方法完全依靠运行或模拟，缺乏对程序实际执行路径的分析，无法保证执行过程中经过程序所有路径；静态方法对处理器特性进行了分析，但在处理复杂逻辑的程序时，往往估值过大，失去估计价值。
　　本文针对这些问题，在研究已有方法的基础上，提出了结合动态插装和静态分析的程序最差执行时间估算方法。首先利用循环边界识别和程序插装技术，动态获取循环边界。其次对二进制文件进行解析，提取执行指令相关信息，建立执行指令与目标程序之间的映射，并且通过指令分析划分基本块，建立控制流图，根据执行指令与目标程序的映射确定指令所在基本块的执行次数。然后基于控制流图进行控制流分析，根据控制流图点和边之间的约束关系，产生线性函数和约束条件，使用整数线性规划方法确定最终的程序最差执行时间。
　　最后，设计实现了程序最差执行时间估计的原型系统并对该系统进行了测试，该系统为实时系统程序分析人员提供分析辅助作用，在一定程度上提高了分析的效率，具有重要的理论意义和实际应用价值。

著录项

作者
韩同欢;
展开▼
作者单位

哈尔滨工业大学;

展开▼
授予单位哈尔滨工业大学;
学科软件工程
授予学位硕士
导师姓名苏小红;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TP311.52;
关键词
软件测试; 最差执行时间; 静态估算; 安全性能;

相似文献

中文文献
外文文献
专利

1. 实时系统程序最差情况执行时间(WCET)的分析 [J] . 姬孟洛 ,齐治昌 . 计算机科学 . 2006,第010期
2. 一种快速程序最坏执行时间分析方法研究 [J] . 吴国伟 ,姚琳 ,岳峰 . 计算机工程与应用 . 2010,第021期
3. 山区大气混合层深度估算方法研究 [J] . 孙珮石 . 环境科学导刊 . 1989,第002期
4. 基于多层次强化理论的混合式教学方法研究——以程序设计为例 [J] . 杨吉斌 ,李阳 ,赵斐 . 计算机教育 . 2020,第006期
5. 基于微信的混合式教学方法研究——以《程序设计基础》为例 [J] . 刘新娥 ,李维勇 ,李方方 . 教育教学论坛 . 2019,第003期
6. 一种基于最差执行时间分析的安全关键任务调度方法 [C] . ZHU Liping ,朱立平 ,DAN Tunan . 2013年首届中国航空科学技术大会 . 2013
7. 数据驱动的高性能计算程序执行时间预测与优化研究 [A] . 孙经纬 . 2020

程序最差执行时间的混合估算方法研究

目录

摘要

著录项

相似文献

相关主题

期刊订阅