利用软件故障注入提高软件测试覆盖率

软件测试过程是软件生命周期中提高软件质量的重要阶段 ,但无论结构测试还是接收测试 (AT) ,都很难测试程序的所有分枝 .对于容错软件的异常处理和故障恢复代码的测试尤其困难 ,使得这些代码中可能包含软件故障 ,反而成为软件质量的隐患 .为此采用程序变异的方法对被测软件进行故障注入 ,用强制的方法执行被测分支 ,从而提高软件的测试覆盖率 .

分布式实时系统的软件故障注入

针对分布式实时系统的可信验证的难题,建立通用故障模型,将故障模型分为:内存故障、CPU故障、通信故障和服务故障4种。提出一种建立在分布式实时系统环境中的软件故障注入系统结构,它分为3个层次:目标系统、通信网络、软件故障注入系统。软件故障注入系统分3个部分进行设计,软件故障注入器、数据收集模块和故障数据分析模块。对基于该结构的软件故障注入过程进行了说明,实现软件故障注入系统并做了相应的实验分析,实验检测到故障多数为通信故障、内存故障和CPU故障,其覆盖率分别为37.68%、15.47%和15.17%。实验证明这种体系结构很适合分布式实时环境的应用,同时也为进一步研究软件可信验证提供了理论基础和实例依据。

运行时软件故障注入器的设计与实现

针对实际故障诊断中难以有效获得故障现场信息的问题,提出通过在软件运行时注入故障的方式获取故障现场信息,设计并实现一种运行时软件故障注入器,给出其中的故障脚本描述语言、故障库和故障注入器算法。实验结果表明,该注入器能有效实现故障注入,获取故障现场信息。

一种基于VxWorks的星载计算机软件故障注入方法研究

给出了一种基于VxWorks的模拟单粒子效应的软件故障注入方法。该方法基于航天领域常用的多任务实时操作系统VxWorks,通过软件注入故障来模拟空间辐射环境引发的星载计算机硬件的单粒子事件。对软件故障注入的流程进行了详细说明,并在硬件开发平台上进行了验证。实验测试结果表明,该方法能够有效地对星载系统可靠性进行评测,并且具有操作简便、对目标系统影响小,不会对目标系统造成损伤等优点。

面向S698处理器的软件故障注入工具研究与实现

故障注入技术通过人为引入故障,加速系统失效,能够在短时间内有效地评估容错计算机系统的容错性能。通过对S698芯片以及当前软件故障注入技术的研究,设计实现了一款针对S698处理器的软件故障注入工具S-SFI,能够进行关键寄存器被修改、代码段破坏、进入非法工作区、死循环、软件不喂狗和接口器件工作异常等类型故障的注入。该工具利用串口通信的方式在宿主机端提供了良好的交互界面。通过实验对S-SFI的各项功能进行了验证,并分析了各类型故障对目标系统的影响程度。

软件故障注入方法在星载系统中的应用

故障注入是一种有效的测试和评价容错机制的方法,可被普遍应用于容错计算机系统开发过程各个阶段中。本文介绍了故障注入的基本概念,比较故障注入方法,给出了一个星载注入方法的仿真实例。

面向星载应用的软件故障注入方法

为真实模拟单粒子翻转故障,对星载容错技术实现有效验证,本文基于VxWorks嵌入式操作系统提出了一种面向应用任务的软件故障注入方法。该方法结合VxWorks的多任务运行环境和动态加载模块机制,通过用户指令与配置文件结合的方式,能够按照指定时间间隔将故障实时注入测试任务的任务栈、程序计数器、数据段等五个特定区域。硬件开发平台的实验结果表明,该故障注入方法安全可靠,可以作为星载容错机制的可靠性检测手段有效实施。

基于软件故障注入的容错性能评测技术

软件故障注入是评测复杂的分布式、网络等容错系统的重要手段,可以按照故障注入触发时间、故障注入触发方法分类。本文比较了目前的故障注入实验,分析了软件故障注入工具及其故障注入方法,并提出基于Windows 2000系统的双机网络容错系统评测方法。

软件故障注入方法及其仿真应用

软件故障注入是一种评测系统可靠性的有效方法,但是对目标系统的开放性要求比较高,这给不能开放源码的待测系统的可靠性测试带来困难.给出一种引入智能控制策略的软件故障注入方法,在不开放系统源码的情况下,可以对系统的可靠性进行评测,通过仿真实验证明了该方法的有效性.

一种针对VxWorks系统的通用软件故障注入方法

针对VxW orks下的系统提出了一种通用的基于软件的故障注入方法,给出了故障注入工具的架构和故障模型。故障注入工具使用TCP/IP协议与目标机进行通信,并在目标机上驻留一小部分程序,利用中断的性质完成故障的注入。实验在VMware虚拟机上完成,表明该方法能有效地将故障注入到VxW orks平台下的设备中,以供系统容错性能的评价和改进。

软件实现的无人机故障注入系统

结合无人机的特点提出了一种基于软件的无人机故障注入系统实现方案,利用故障注入技术实时地模拟无人机机载设备的故障,演示机载设备在寿命试验中的快速失效过程;并构造了一个实用的故障注入工具UAVFI-01,考察无人机故障检测、隔离及系统重构的能力,测试其可靠性.在无人机动态测试过程中,故障注入试验结果表明了这种方案的正确性和可行性.

Linux上软件实现的瞬时故障注入方案及实现

针对基于Linux的计算机系统,提出了一种软件实现的瞬时故障注入方案.它通过Linux的ptrace()调用,实现故障注入,工作负载选用八皇后算法和Mibench,实验结果验证了所提出的瞬时故障注入方案的有效性.同时也表明,在基于Intel X 86或Pentium的系统设计中,应该对微处理机中EIP,EBP,ESP这三个寄存器予以很好的保护.

用软件中断实现的Linux内核故障注入方法

针对容错操作系统的可靠性评测问题,提出一种向Linux内核注入"单个位"故障的方法。基于x86体系结构中的软件中断机制,首先利用可加载内核模块机制在时钟中断中设置一个探测点,然后将用户态的故障数据传输到内核空间,最后利用一种C/S结构的故障注入模型,分别向Linux内核的arch、fs、kernel和mm四个子系统注入故障(瞬时型、间歇型和永久型)6 700余次。实验结果表明,与arch和fs子系统相比,kernel和mm子系统对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到38.23%;与数据段相比,内核代码段对故障的敏感度较高,平均检测故障覆盖率达到73.49%,该方法提高了容错型操作系统可靠性评测的速度和准确度。

软件故障优化注入方案研究与分析

主要研究了基于空间注入技术的软件故障注入(software-implemented fault injection,SWIFI)实验与分析中存在的问题.提出了并设计了2种基于空间注入技术的注入方式:等待方式与冲击方式,分别设计了2种方式的注入算法,并利用它们分别进行了故障注入实验,通过实验着重分析了注入地址不同的空间分布对实验产生的影响.详细讨论并分析了基于不同空间地址概率分布的故障注入实验问题,根据实验结果得出并证明结论,针对空间注入技术实施的2种注入算法在执行软件故障注入实验时总存在一种相对较优的注入方案.

某型号装备故障注入的测试生成算法研究

故障注入技术分为硬件故障注入技术和软件故障注入技术,它是保证装备测试性设计阶段验证其可靠性的重要手段,而硬件故障注入因为有其致命的缺点(易使装备造成永久性损坏),因此,软件故障注入逐渐成为了研究的热点,它拥有灵活性高,易修改等诸多优点,使得软件故障注入逐渐成为此项技术的研究热门;课题以软件故障注入为牵引,研究了故障自动快速的测试方法,引入D算法并进行改进,实现了测试向量的自动生成。

航空电子全双工交换式以太网故障注入方法研究

航空电子全双工交换式以太网(AFDX)是成功应用于新一代大型飞机的新型航空数据总线。针对AFDX适航性及网络容错性能研究的需要,开展了有关AFDX网络故障注入方法的研究。在AFDX实验系统上,通过软件方法进行动态故障注入,测试AFDX网络对注入故障的响应,验证了AFDX网络的可靠性、健壮性及容错性能,并为进一步研究AFDX网络性能及故障诊断提供了大量测试数据,对深入开展AFDX适航技术研究打下了基础。

基于双核锁步的多核处理器SEU加固方法

以单粒子翻转为代表的软错误是制约COTS器件空间应用的主要因素之一;为了满足空间应用对高集成卫星电子系统抗辐照防护的要求,提出了一种面向通用多核处理器的单粒子翻转加固方法,通过软件层面双核互检,在不额外增加硬件开销的前提下,充分提高了COTS器件的可靠性,具有良好的可移植性和较强的工程实用价值;进行软件故障注入实验,在程序执行的关键节点注入错误信息,验证该双核互检方法实用性;实验结果表明双核互锁方法可以100%检测出系统中产生的单粒子翻转,抗软错误能力满足应用需要。

某型无人直升机飞行传感器故障模拟与容错技术研究

针对某型无人直升机半实物仿真系统中传感器故障模拟与容错技术问题,设计了无人直升机飞行传感器模拟系统来模拟大气数据计算机、无线电高度表、GPS机载传感器等信号,对无人直升机的高度、升降速率和速度进行了故障仿真、替代容错处理及模态容错处理,提出了软件故障注入方法并实现了传感器模拟信号的注入,采用VC6.0设计了以上3种传感器的故障注入程序,实现了对无人直升机传感器故障容错设计的验证。研究结果表明,采用该设计验证方式能准确验证无人直升机传感器故障容错的有效性。

面向继电保护装置的嵌入式软件安全性检测技术

继电保护装置作为电网安全的第一道防线,其正确动作能够最大限度地降低系统或设备故障对电力系统安全的影响。在对继电保护装置检验规程以及电力行业企业标准研究的基础上,从功能检测、性能检测以及故障注入检测等方面对继电保护嵌入式软件检测内容和技术进行研究,以保证继电保护嵌入式软件检测的完整性和正确性。

一种快速测试Java异常处理机制的方法

异常处理机制能增强程序运行的可靠性,提高软件的健壮性,但异常处理代码本身可能存在错误．由于它的特殊性,采 用与测试普通代码同样的方法对其进行测试,通常效率不高而且很难达到预期的效果．在分析了利用断言违背策略进行软件故 障注入技术的基础上,提出了将Java异常处理机制的特殊结构同断言违背策略、程序变异技术相结合,可以有效地测试异常处 理代码,并设计工具来支持这种故障注入方法．