基于體系結(jié)構(gòu)能耗建模的CPS軟件可信性評估研究.pdf

1、隨著嵌入式計算、網(wǎng)絡(luò)通信、海量數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的高速發(fā)展，感控、計算和通信能力深度嵌入到物理設(shè)備中，從而產(chǎn)生了信息物理融合系統(tǒng)（Cyber-Physical Systems, CPS）。由于CPS的應(yīng)用領(lǐng)域要求系統(tǒng)具有高可信性，故需要研究CPS可信性保障方法。而CPS作為一種網(wǎng)絡(luò)化嵌入式系統(tǒng)，其軟件的運(yùn)行受系統(tǒng)資源的約束，能量作為系統(tǒng)資源影響CPS軟件的可信性?，F(xiàn)有的可信性評估方法通常針對軟件一般特征，如代碼行數(shù)、缺陷數(shù)、失效時間等進(jìn)行度

2、量或評估，無法直接評估能耗對CPS軟件可信性的影響。而低能耗作為一種軟件質(zhì)量屬性，已成為軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計者需要考慮的需求之一，故本文重點(diǎn)研究CPS軟件體系結(jié)構(gòu)能耗建模和分析、基于體系結(jié)構(gòu)能耗的CPS軟件可信性評估等問題。
　　本文主要研究內(nèi)容包括：（1）在時間Petri網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過擴(kuò)展其能耗信息，形成能耗時間Petri網(wǎng)，并從體系結(jié)構(gòu)角度建立CPS軟件的能耗模型，針對最小能耗、最大能耗、平均能耗等問題提出相應(yīng)的分析方法；（2）

3、通過分析能耗對 CPS軟件可信屬性的影響，將能耗作為可信屬性評估參數(shù)，采用AHP方法分配可信屬性權(quán)重，建立基于體系結(jié)構(gòu)能耗的可信性指標(biāo)模型；（3）根據(jù)建立的可信性指標(biāo)模型，針對CPS軟件運(yùn)行環(huán)境的動態(tài)、開放、網(wǎng)絡(luò)化特性，將 CPS軟件可信性評估過程分為兩步。首先評估單個CPS軟件的可信性，而針對CPS軟件的網(wǎng)絡(luò)化特性，通過分解CPS軟件交互結(jié)構(gòu)，對軟件的交互過程可信性進(jìn)行評估。最后，通過貫穿整個分析和評估過程的實(shí)例說明提出方法的有效性。