计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障.pptx

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1、-计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障 计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障 计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障 计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障计算机联锁控制系统软件可靠性与安全性技术保障 一、软件故障二、操作系统选择与应用 三、数据的的安全性保障技术 四、功能软件的可靠性与安全性保障技术一、故障分析1、故障的分类1永久故障:软件编程出现错误 2瞬间故障：硬件的瞬间故障和干扰。2、软件的故障安全性 指软件无论是否完成其预定功能，不会导致意外事故发生的概率 一、故障分析软件故障安全性的主要研究内容1软件故障安全性需求分析及软件故障安全性设计 n 消除与控制

2、系统危险的方法n 减少损失的方法 2软件故障安全性验证和确认及软件的故障安全评估。二、操作系统选择与应用 1、定义 操 作 系 统 是 最 基 本 的 系 统 软 件，是 计 算 机用 户 和 计 算 机 硬 件 之 间 的 接 口 程 序 模 块，是 计 算 机 系 统 的 核 心 控 制 软 件。其 功 能 简单 描 述 就 是 控 制 和 管 理 计 算 机 系 统 内 部 各种 资 源。有 效 组 织 各 种 程 序 高 效 运 行，从而 为 用 户 提 供 良 好 的、可 扩 展 的 系 统 操 作环 境，到 达 使 用 方 便、资 源 分 配 合 理、安全可靠的目的。二、操作系统选

3、择与应用目前联锁中采集的操作系统DOS、WINDOWS、LINUX、VxWorks2、几种操作系统的分析1通用计算机的操作系统 2005年,类Unix家族和微软Windows家族2主机系统和嵌入式操作系统 使用多样的系统，并且很多和Windows、Unix都没有直接的联系 微软Microsoft n MS-DOS n Xenix n Microsoft Bob n 基于MS-DOS 操作系统的Windows n Windows 1.0 n Windows 2.0 n Windows 3.1 n Windows 95 n Windows 98 n Windows ME n Windows NT

4、n Windows NT 3.5 n Windows NT 4 n Windows 2000 n Windows XP n Windows XP Media Center Edition n Windows XP Professional x64 Edition n Windows Server 2003 n Windows Server 2003 64-bit Edition n Windows Vista 非Unix 商业操作系统n CPM操作系统 n MP/M-80 n UCSD P-system n Mini-FLEX n SSB-DOS n CP/M-86 n DR-DOS n Fr

5、eeDOS n MS-DOS n PC-DOS n Mach 由卡纳尼基梅隆大学研究 n L4微内核 第二代微内核 n CHORUS n Choices n Multics n OS-9 n NSJ Unix 及类似系统n A/UXApple UNIX n Unix n 微软Xenix n ChorusOS n Cromix n UNIflex n OS-9 n IBM的AIX n BSD n FreeBSD n NetBSD n OpenBSD n DragonFly BSDn Digital UNIX，即之后康柏Tru64 n DNIX n HP的HP-UX n GNU/Hurd n SG

6、I的IRIX n Linux或称GNU/Linux n Mac OS X n MenuetOS n Minix n OSF/1 n SCO的SCO UNIX n Sun的SunOS，即之后的Solaris n System V n Ultrix n UniCOS n 麒麟操作系统Kylin,由国防科技大学、中软公司、联想公司、浪潮公司和民族恒星公司五家单位合作研制的效劳器操作系统 n OS/390 n z/OS n Syllable 嵌入式实时操作系统n VxWorks WindRiver公司的产品,应用很广泛，市场占有率比较高 n C OS-II:嵌入式系统专家Jean JLabrosse用

7、C语言编写的一个结构小巧、抢占式的多任务实时内核 n Clinux优秀的嵌入式Linux版本，其全称为micro-control Linuxn eCos eCos embedded Configurable operating system，即嵌入式可配置操作系统 三、数据的的安全性保障技术1.1、采 用 不 对 称 编 码 表 示 涉 及 安 全 的 信息2.2、关键数据异地多份存储3.空间冗余 4.3、标准化数据结构与数据生成方式 5.机辅设计 6.4、数据完好的正确性检验 7.检验软件 四、功能软件的可靠性与安全性保障一 故障安全软件设计的基本原则及方1、采用冗余结构，多样性，双份编码

8、2、充分的分析和测试 3、失败或可疑时，可采用程序卷回的方法4、所有在线的计算机应该进行连续的比较5、正确的次序执行 6、采用固件运行的模式 7、失效发生，输出限定在安全状态。8、监视器防止程序进入死循环或停止运行 二 程序设计阶段必须遵循的措施1、严格遵守软件工程方法 编制正确的规格说明书，良好的软件开发工具和环境 2、采用模块化程序设计原则 n 1每个模块对应一种特定功能。n 2一个模块只应有一个入口和一个出口。n 3任何模块长度不得超出该系统规定的极限。n 4模块间的接口应尽可能简单。n 5模块的输入输出参数应限制到最少 二 程序设计阶段必须遵循的措施3、采用结构化程序设计原则 n 1

9、安全关键模块之间的接口严格的校验。n 2 明确的安全侧和危险侧。使用前进行验证。n 3 选择结构应使用条件标志的危险例编码做为判断条件；对选择结构的两个出口必须规定哪一个是安全侧。n 4 应校验危险出口有关的所有条件标志；在选择安全侧出口时，只作简单校验即可。4、正确的数据结构和良好的设计风格 三 软件容错设计基本技术1、N 版本程序设计NVP 静态冗余结构n 优点:机构简单，不需设计检测程序n 缺点：n 处理时间是单版本的N倍；n 设计所花的力量是单版本的N倍；n 表决程序设计比较困难；n 与外部事件同步或并行处理中有交互过程时，难于处理。NVP结构三 软件容错设计基本技术2、恢复块Reco

10、very Block 技术 三 软件容错设计基本技术3、容错算法的设计 n 数值运算容错设计1慎重设计算法，合理安排运算顺序2子程序的容错设计n 逻辑运算的容错设计四 减少程序失控的编程技术n 1尽量采用单字节指令n 2尽量少用程序控制类指令的操作码作多字节指令的操作数，以降低程序失控的概率。n 3慎用堆栈操作指令 n 4指令冗余n 5关键指令的双重化n 6指令复执 n 7程序卷回五程序失控的捕捉技术n 1软件陷阱法实际的软件陷阱是由三条指令构成的：NOPNOPLJMP ERRn 2监督定时器WDT法六接口软件的容错设计n 1、输入接口软件的容错设计开关量输入接口软件的容错设计 屡次输入法、数

11、字量数字鉴别法、数字量输入的封锁法；模拟量输入接口软件容错设计 数字滤波：中值滤波、算术平均滤波、去极值平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波 5接口软件的容错设计n 2、输出接口软件容错设计 出接口进行双重锁定，并设置相应的输出接口容错控制程序。n 3、人-机接口软件的容错设计 n 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Saturday,May 13,2023n 10、雨中黄叶树，灯下白头人。19:20:4219:20:4219:205/13/2023 7:20:42 PMn 11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2319:20:4219:20May-2313-May-23n 12、故

12、人江海别，几度隔山川。19:20:4219:20:4219:20Saturday,May 13,2023n 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。5月-235月-2319:20:4219:20:42May 13,2023n 14、他乡生白发，旧国见青山。13 五月 20237:20:42 下午19:20:425月-23n 15、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 237:20 下午5月-2319:20May 13,2023n 16、行动出成果，工作出财富。2023/5/13 19:20:4219:20:4213 May 2023n 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向

13、前。7:20:42 下午7:20 下午19:20:425月-23n 9、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Saturday,May 13,2023n 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。19:20:4219:20:4219:205/13/2023 7:20:42 PMn 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。5月-2319:20:4219:20May-2313-May-23n 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份缺乏，可得无限完美。19:20:4219:20:4219:20Saturday,May 13,2023n 13、不知香积寺，数里入云峰

14、。5月-235月-2319:20:4219:20:42May 13,2023n 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。13 五月 20237:20:42 下午19:20:425月-23n 15、楚塞三湘接，荆门九派通。五月 237:20 下午5月-2319:20May 13,2023n 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/5/13 19:20:4219:20:4213 May 2023n 17、空山新雨后，天气晚来秋。7:20:42 下午7:20 下午19:20:425月-23n 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。5月-235月-23Saturday,May 13,202

15、3n 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。19:20:4219:20:4219:205/13/2023 7:20:42 PMn 11、越是没有本领的就越加自命非凡。5月-2319:20:4219:20May-2313-May-23n 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。19:20:4219:20:4219:20Saturday,May 13,2023n 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。5月-235月-2319:20:4219:20:42May 13,2023n 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。13 五月 20237:20:42 下午19:20

16、:425月-23n 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。五月 237:20 下午5月-2319:20May 13,2023n 16、业余生活要有意义，不要越轨。2023/5/13 19:20:4219:20:4213 May 2023n 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。7:20:42 下午7:20 下午19:20:425月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感 谢 您 的 下 载 观 看专家告诉