面向应用的多层次系统健壮性评测方法的研究

摘要

随着计算机技术的发展，系统软件在人们的日常生活中变得越来越重要，特别是操作系统软件，在很多关键领域的应用也越来越多，所以操作系统的健壮性评测也变得越来越重要。系统健壮性是衡量系统在异常输入或压力环境下保持正常工作能力的一种度量，可以看作是操作系统抵御外界错误的能力，从用户角度看，系统通过系统调用为应用程序提供服务，通过设备驱动为底层硬件提供支持，所以本文的健壮性评测主要包括上层应用程序引发的错误和底层硬件层引发的错误或者是从驱动设备带来的错误。
　　在健壮性评测中，关于用户使用剖面分析的研究也越来越多，剖面技术虽然难于分析，但是一旦很好的得到使用剖面结果，就可以更好的测试热点代码，能够显著的降低测试时间和提高测试效率。
　　因此，为了减小健壮性评测过程中测试数量以及更准确的评估错误输入对系统的健壮性影响，本文提出了一种面向应用程序的多层次健壮性评测方法。该方法在传统的健壮性评测之前引入用户使用剖面分析过程，并将使用情况分析结果同传统方法结合起来对系统进行负载运行情况下的健壮性评测。该过程在基准应用程序运行过程中，首先进行用户使用情况分析，分析方法包括函数接口发生次数和持续时间度量方法。然后根据使用剖面分析结果，以故障注入的方式进行健壮性评测。最后通过对具体应用程序下的系统健壮性分析，验证了该健壮性评测方法的有效性。
　　此外，传统的单层次评测系统健壮性是不全面的，本文面向应用程序，从系统调用层和内核层两个层次综合考虑系统健壮性问题，并通过运行具体的应用负载将两者结合起来，得到系统整体健壮性结果，最后给出多种评测方法的实验对比结果，证明了面向应用的健壮性评测方法不仅减少了健壮性测试中的故障注入次数，同时也更好的将用户层和内核层有效的结合起来，得到更准确的面向应用的多层次系统健壮性结果。

目录

面向应用的多层次系统健壮性评测方法的研究

RESEARCH ON APPLICATION ORIENTED MULTI-LAYERED METHOD FOR SYSTEM ROBUSTNESS TESTING

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本文结构

第2章 健壮性评测方法架构

2.1 目标系统结构及评测意义

2.2 面向应用的多层次评测过程

2.3 本章小结

第3章 健壮性评测方法设计方案

3.1 健壮性评测整体结构设计

3.2 使用情况分析功能设计方案

3.3 故障注入功能设计方案

3.4 本章小结

第4章 健壮性评测方法实现

4.1 控制模块实现

4.2 使用情况分析模块实现

4.3 故障注入模块实现

4.4 本章小节

第5章 实验及结果分析

5.1 实验环境

5.2 健壮性评测基准应用负载

5.3 使用情况分析结果与对比

5.4 健壮性分析对比结果

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢