文件系统可靠管理方法研究

针对系统突发掉电情况下文件系统的可靠性问题,研究一种文件系统可靠管理方法,采用元数据事务管理技术,在数据更新时采用写时拷贝技术实现异地更新,采用PING PONG日志管理技术,对文件系统的空间和节点分配情况采用两级日志进行维护,系统维护两份事务点日志记录;通过逻辑卷管理关键数据的冗余存储,防止掉电时超级块数据被破坏引起系统无法正常启动。测试表明方法能够解决突发掉电情况下文件系统状态的一致性问题,实现文件系统的可靠管理。

一种面向嵌入式NVMe存储设备的对齐优化设计

嵌入式领域的软件存储栈较为精简,嵌入式文件系统等上层软件在使用NVMe驱动时没有专门的块设备管理层处理缓冲区不对齐,导致发生操作失败、数据内容不一致等问题。文章提出了一种对齐优化设计,当用户读、写缓冲区不满足对齐要求时,动态维护对齐链式缓冲池,以完成针对NVMe控制器的数据中转,同时按照通道数目建立了多链表对齐缓冲池,并使用计数信号量保证NVMe驱动的并发性能。通过这种优化设计能够以较小的性能损耗,解决嵌入式NVMe驱动因对齐导致的不可用问题。

分布式嵌入式文件系统的设计

针对当前航空电子分布式嵌入式计算机目前采用NFSV3协议网络文件系统,存在单点故障、服务器性能瓶颈,以及嵌入式环境各种资源受限等约束等问题,提出了基于集群架构的分布式嵌入式文件系统方案。总体架构定义了客户端-元数据服务器-数据服务器分布式文件管理集群架构,透明访问设计采用了精简三级统一路径名和文件服务接口子集;分布式通信设计采用了基于DDS的RPC服务框架,分块及布局管理设计采用表驱动的动态分配方式实现了文件的分块和多副本管理,元数据服务器容错设计采用HA高可用主从数据库方式实现主从元数据服务器状态的实时同步。最后通过搭建分布式嵌入式计算机测试环境,验证了原型系统的功能和性能。

文件系统通用技术框架设计

传统的文件系统产品多样,对操作系统服务依赖性强,跨平台应用能力差,针对此问题提出一种文件系统通用技术框架。该框架结构设计文件管理接口层用于提供通用标准接口的访问及多种类型文件系统的统一管理;设计平台抽象层用于屏蔽底层存储设备及操作系统的差异,实现异构平台支持。测试验证表明该框架设计能够实现异构平台下通用文件系统设计,能够实现操作系统、存储设备、不同文件系统的抽象,以较小的改动实现多平台支持,并逐渐实现代码复用减少研发成本。

多核系统核间通信框架设计与实现

为了提升多核系统核间交互实时性和并行性,设计和实现了一种多核系统核间交互通信框架,在该框架下,设计专用的核间交互通道,核间交互时每个核使用独立的交互通道,避免核间互斥操作,从而提高并行性;设计核间交互数据结构,保证数据消息可扩展、适应性强、交互消息的原子性;提供核间交互同步模式,保证消息传递的可靠性和实时性,在嵌入式操作系统和硬件平台上实现并验证该方法。

当阳市岗地春玉米品比试验结果分析

选择当阳市平原种植面积较大的春玉米品种,在岗地开展春播小区试验,筛选适合当阳市岗地种植的优良品种。通过对品种的性状观察和产量对比分析表明,良玉99、天玉10号玉米品种产量较高,性状优良,综合适应性较强,较适宜当阳市丘陵岗地春玉米种植,建议推广种植。

机载分布式平台的一种集中维护自检控制实现方法

机载分布式平台进行维护自检时,因节点多、节点差异大而导致出现维护自检控制和交互机制复杂、维护周期时间加长等维护安全性问题。提出了一种机载分布式平台集中维护自检控制的实现方法,基于机载分布式平台集中控制机制,可以实现对平台中的多节点、异构节点的统一维护自检,减少了管理和交互的复杂性,支持对检测出的故障信息进行详细报告,提高了分布式平台的可维护性。

安全关键系统中操作系统的安全分析

随着计算机软件的广泛使用,软件安全成为普遍关注的问题。在分析安全相关标准的基础上,建议采用基于产品和基于过程相结合的方法开发操作系统。选取面向安全领域的综合化系统,建立分区操作系统功能到通用计算平台安全功能需求的映射关系,开展失效和危害分析,导出安全需求及缓解措施,借鉴模块化开发的思想,建立操作系统的安全合约,随使用的具体系统,从需求、架构、行为、性能等四个层次,分析其安全合约中的失效是否可接受,从而完成系统安全评估。采用方法的OS安全合约可支持多个项目不同应用的重用。

支持对称多处理器结构的操作系统设计

在提高系统性能方面,SMP结构计算机已经成为现代计算机技术发展的潮流和趋势,因此急需构建能协调多处理器并发活动并维护系统一致性的SMP操作系统来替代原有的单处理器操作系统。从SMP操作系统所需要达到的目标出发,对设计满足SMP结构操作系统中的各方面问题进行了讨论,主要对操作系统结构,多处理器的引导和操作系统初始化,多进程的并行调度、多处理器中断的管理,以及程序和数据的可重入性等方面进行了详细的讨论。

微生态制剂治疗儿童鹅口疮80例临床观察及预后分析

目的探讨儿童鹅口疮采用微生态制剂的临床观察及预后。方法本次选取儿童鹅口疮160例,均为我院儿科2013年5月至2014年5月收治,随机分组,对照组2%碳酸氢钠溶液清洗后涂制霉菌素粉末治疗(n=80)与治疗组加用微生态制剂治疗(n=80)效果展开对比。结果治疗组临床总有效率经统计为95%,明显高于对照组75%(P<0.05)。治疗组临床复发率为15%,对照组为35%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论微生态制剂治疗儿童鹅口疮,可显著提高临床总有效率,降低复发率,最大程度改善预后,对保障患儿身心健康,促进正常生长发育有非常重要的意义,值得临床广泛推广应用。

嵌入式多核操作系统确定性研究

为解决嵌入式多核操作系统确定性问题,详细阐述了计算确定性,重点分析了多核结构引入的不确定性问题。通过研究嵌入式多核操作系统的结构,从共享存储的确定性访问、确定性任务调度、确定性通信等方面提出了解决多核结构带来的不确定性问题的方法。

DO-333标准形式化方法研究

安全关键系统的基础软件由于其安全认证、提高软件可信性的需求,必须使用形式化方法。调研了嵌入式操作系统、编译器、网络、文件系统的形式化验证案例,在此基础之上引出机载软件形式化方法DO-333标准;阐述了形式化模型、形式化分析概念,提炼出DO-333在DO-178C的基础上,针对典型的过程活动、过程目标、其他考虑方面的变化;总结了在工程中使用形式化方法的优点和缺点。

数据分发服务自发现机制的研究

机载综合化电子系统中网络类型不断多样化,传统数据总线已不再满足要求,对象管理组织(OMG)提出了的一种基于发布订阅模型的数据分发服务,对实现统一通信平台,提供灵活、实时的数据分发能力具有指导意义。在使用数据分发服务时,不同节点间的相互识别,建立发布订阅关系的过程极为重要,影响分布式系统的通信性能,因此,研究数据分发服务的自发现机制具有极其重要的意义。

综合化航电网络文件系统的设计

针对综合化带来的文件访问安全性、易用性和文件共享问题及机载嵌入式实时环境资源有限、强实时等限制提出综合化航电网络文件系统总体设计方案,论述了命名和透明性、跨异构平台支持、可配置型以及文件访问等关键设计,通过综合化航电系统仿真环境验证了方案的可行性。

支持多核的嵌入式操作系统关键技术研究

以分析当前支持多核的操作系统需实现的关键技术为基础,从多核操作系统的引导和初始化、多核操作系统任务管理、多核中断、核间通信以及核间同步与互斥等方面具体分析、研究支持多核的嵌入式操作系统的实现机制,提出了一种多核领域操作系统关键技术的解决思路。

分区内进程管理的设计与实现

为了满足新一代航空电子系统高度综合化、模块化的要求,在高安全实时操作系统中引入了分区(Partition)的概念。分区是运行于一个处理机模块上的一个或多个应用程序(或子系统),这些应用程序在时间和空间上彼此隔离,互不影响。分区由一个或多个进程组成,每个进程隶属于特定的分区,各进程之间按照一定的调度策略并发执行。依据微内核的体系结构,本文着重讨论了分区内进程管理方法,涉及进程优先级调度实现、虚中断响应、进程截止期处理和周期进程管理。

嵌入式多核操作系统的形式化建模与验证

在安全关键系统中,核心基础软件的正确性尤其重要。任何的错误都可能导致整体系统失效,带来严重的后果,同时,安全关键软件要通过高等级国际安全认证标准,则必须使用形式化方法进行设计、建模和验证。调研嵌入式操作系统、编译器、文件系统、机载网络/总线的形式化验证案例,在此基础之上引出嵌入式多核操作系统形式化的问题;对嵌入式多核操作系统的时间确定性和功能正确性属性进行形式化建模和验证;并对全文进行总结。

一种机载系统动态重配置管理方法的研究

随着技术的发展,航空电子系统逐渐引入了动态可重构技术,研究出多种应用解决方案。为了解决机载嵌入式系统中管理动态重配置过程的问题,提出了一种机载系统动态重配置的管理方法。介绍了一种性能均衡的可动态配置的机载嵌入式系统平台,描述了动态重配置管理方法的架构模型,介绍了方法的软件实现,最后测试并验证了方法的可行性和有效性,并对方法进行了总结。

一种多核分区操作系统的绑定组调度方法

伴随机载计算平台对算力提升的显著需求,综合化模块化航空电子系统(IMA)采用多核处理器和相应的多核分区操作系统成为必然趋势,从而对目前仅适用于单核处理模式的多分区调度算法产生了进一步的能力扩展需求。面向多核处理的多分区调度算法需要在发挥多核处理效能的同时,继续维持机载安全关键系统的实时性和确定性特征。为此,提出一种基于“绑定组”概念的多分区混合调度方法,支持分区与核资源之间的灵活绑定和确定性调度,取得了“发挥多核处理效能”与“满足关键系统实时、确定性需求”之间的平衡。

机载多核技术应用研究

为了在机载计算机中构建安全的多核系统,研究最新的多核技术特性,调研国外相关应用于机载计算机的多核操作系统产品和技术报告,结合机载计算机的高实时性高安全性需求及多核系统安全认证指南,分析多核技术带来的确定性问题,分析确定性影响因素、干扰源、影响程度及缓解措施,分析多核系统架构的特性与局限性,研究工业物联网的多核应用技术,提出适用于机载计算机的虚拟化解决方案,在操作系统与硬件之间增加虚拟化层,通过虚拟机管理器缓解多核确定性,构建满足实时性和安全性的多核系统。