可信计算系统设计和分析

当前，随着"普适计算"时代的到来，数字计算系统已经渗透到社会的各个领域。对"可信计算和可信计算系统"的设计理论和实践环节的深入研究和开拓必将成为当今数字系统研究的热点。 本书共有12章，可以分成两大部分。第一部分为对可信性各类属性和基本知识的详细介绍和分析(第1～4章)。其中包括对软硬件系统的故障、错误和失效的定义及性质的形式化描述，并对软硬件系统中的故障、错误作了分析和比较；对可信性的6个属性的定义以及评估和计算方法等进行了讨论。第二部分则是在对可信性的主要属性做深入研究的基础上，阐述了提高系统可信性的基本理论、主要技术和实施方法及其他相关知识(第5～12章)。其中详细分析和讨论软硬件系统的开发生命周期各个阶段应采取的各种可信性策略和措施，阐明了避错技术、防错技术、排错技术、可测性设计技术(包括冗余与编码技术)、容错设计技术以及故障安全技术等在可信计算系统中的理论、方法和应用实例。 本书吸收了国内外关于可信性理论和技术方面的大量研究成果，是一本集数字计算软硬件系统于一体、可信性理论和实践并重的著作，适应作为高等院校计算机科学、电子信息、通信工程以及微电子等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可供与可信计算有关的专业人士学习参考。

暂缺《可信计算系统设计和分析》作者简介

第1章数字计算系统可信性及属性
1.1可信性定义及问题的提出
1.2影响可信性计算的主要因素
1.2.1失效的定义及后果
1.2.2故障的定义及性质
1.2.3错误的定义及传递性
1.3可信性的评估测度和提高可信性的措施
1.4小结
1.5思考题
参考文献
第2章故障及故障模型
2.1故障模型及分类
2.2硬件结构类/功能类故障模型
2.2.1逻辑电路的结构类/功能类故障模型
2.2.2CMOS门电路的结构类/功能类故障模型
2.3软件结构类/功能类故障模型
2.3.1软件结构类故障模型
2.3.2软件功能类故障模型
2.3.3软件功能类故障的一个实例
2.4故障模型的建立标准
2.4.1建立故障模型的标准
2.4.2故障模型的不足
2.5小结
2.6思考题
参考文献
第3章可信性测度和评估
3.1数字系统的可信性测度
3.1.1可信性的数量测度
3.1.2可信性的质量测度
3.2硬件系统的可靠性及其测度
3.2.1可靠性函数和失效函数
3.2.2MTTF, MTTR 和MTBF的定义
3.3组合系统的可靠性
3.3.1串行系统的可靠性
3.3.2并行系统的可靠性
3.3.3串并/并串系统的可靠性
3.3.4非串行/非并行系统的可靠性
3.4软件系统可靠性及其测度
3.5可测性及其测度
3.6可维护性及其测度
3.6.1维护及其定义
3.6.2可维护性及其定义
3.7可用性及其测度
3.8安全性及其测度
3.9保密性及其测度
3.10可信性的综合评价标准
3.11小结
3.12思考题
参考文献
第4章软件可靠性及其测度
4.1软件可靠性的重要意义
4.2软件开发的生命周期
4.2.1启动和结束阶段
4.2.2需求条件和规格说明
4.2.3建立原型样本
4.2.4设计
4.2.5编程
4.2.6测试
4.3软件可靠性及其测度
4.4软件错误及其对软件可靠性模型的影响
4.4.1软件错误与排错曲线
4.4.2软件错误与排错模型
4.5软件可靠性模型
4.5.1常数排错率的软件可靠性模型
4.5.2线性递减型排错率的软件可靠性模型
4.5.3指数递减型排错率的软件可靠性模型
4.6软件可靠性模型中常数估算
4.6.1常数型排错率的参数估算方法
4.6.2线性递减型排错率的参数估算方法
4.6.3指数递减型排错率的参数估算方法
4.7小结
4.8思考题
参考文献
第5章冗余技术及其应用
5.1功能性冗余
5.1.1静态功能性冗余
5.1.2动态功能性冗余
5.2结构性冗余
5.2.1软硬件系统的结构性冗余
5.2.2主动冗余
5.2.3被动冗余
5.2.4混合冗余
5.2.5时间冗余
5.3编码技术及其应用
5.3.1检错编码和纠错编码的基本原理
5.3.2线性分组码
5.3.3汉明纠一检二编码
5.3.4萧纠一检二编码
5.4小结
5.5思考题
参考文献
第6章避错技术
6.1规格说明阶段应用的避错技术
6.1.1确信技术
6.1.2验证技术
6.2在设计阶段应用的避错技术
6.2.1故障预防——设计过程中的确信技术
6.2.2故障检测——设计过程中的验证技术
6.3设计阶段应用的功能测试
6.4小结
6.5思考题
参考文献
第7章防错技术
7.1故障防止应注意的事项
7.2防止故障的措施
7.2.1硬件系统采取的防止故障措施
7.2.2软件系统采取的防止故障措施
7.3小结
7.4思考题
参考文献
第8章硬件系统排错技术
8.1测试的基本概念
8.1.1产品测试
8.1.2维护性测试
8.2逻辑测试的基本概念
8.2.1逻辑测试的基本类型
8.2.2逻辑测试中测试生成的基本参数
8.2.3逻辑测试的基本分类
8.2.4逻辑测试的实施步骤
8.3组合电路的测试和测试生成
8.3.1布尔差分
8.3.2D算法
8.3.3九值算法
8.3.4PODEM算法
8.3.5可控性和可观察性
8.3.6FAN算法
8.3.7面向测试码的Poage算法及压缩算法
8.4时序逻辑电路的测试生成
8.4.1时序电路测试的基本概念
8.4.2状态表验证和I/O校验序列
8.4.3利用鉴别序列生成的校验序列
8.4.4无鉴别序列时序电路的校验序列
8.5桥接故障模型及其测试生成
8.5.1桥接故障的类型
8.5.2非反馈型桥接故障的测试生成方法
8.5.3反馈型桥接故障的测试生成
8.6小结
8.7思考题
参考文献
第9章软件系统排错技术
9.1软件测试的故障覆盖率
9.2语句测试
9.3分支和路径测试
9.4条件和决策测试
9.5变异测试法
9.5.1变异测试基本概念
9.5.2变异测试的实施
9.6软件内建自测试的基本思想及实施框架
9.7常用的测试用例生成方法简介
9.7.1黑盒测试用例生成方法
9.7.2白盒测试的测试用例生成方法
9.7.3二叉化基本路径测试的分析法
9.7.4基本路径二叉化的路径覆盖率分析
9.8两种值得注意的软件故障模型的分析
9.8.1变量未初始化
9.8.2空指针
9.9小结
9.10思考题
参考文献
第10章可测性设计
10.1可测性设计思想的提出
10.2可测性设计的基本原理
10.2.1测试质量和可测性属性
10.2.2可测性的属性
10.3随机应变法
10.3.1设置附加测试点
10.3.2便于初始化设置
10.3.3将大规模组合电路进行分解的方法
10.3.4提高对时序电路的可控性
10.3.5软件系统测试点设置和异常检测技术
10.4专用可测性电路及可测性软件设计方法
10.4.1 ReedMuller 电路扩展技术
10.4.2控制逻辑插入技术
10.4.3专用可测性设计在软件中的应用
10.5组合电路BIT设计方法
10.5.1PLA电路的结构及基本故障模型
10.5.2PLA电路的可测性设计
10.6时序电路BIT设计方法
10.6.1扫描通路设计思想
10.6.2隔离（切换）部件的设计
10.6.3电平触发扫描设计
10.6.4扫描设计对系统开发成本的影响
10.7边界扫描BIT技术
10.7.1边界扫描问题的提出
10.7.2边界扫描设计的基本原理
10.8BIST方法
10.8.1BIST的基本概念
10.8.2线性反馈移位寄存器的基本理论
10.8.3一个可测性设计实例
10.9小结
10.10思考题
参考文献
第11章容错设计技术
11.1结构性冗余技术
11.1.1软件的N版本（模）冗余的基本概念
11.1.2软件的N版本冗余技术的实现
11.2卷回和向后恢复技术
11.2.1向后恢复技术
11.2.2向后恢复技术中的高速缓存
11.2.3向后恢复技术中恢复点的确定
11.2.4向后恢复技术中运行环境的恢复
11.3向前恢复技术
11.3.1恢复模块式
11.3.2终结模式技术
11.4各种容错技术的比较
11.4.1容错设计技术的相似性
11.4.2容错设计技术的相异性
11.5运用容错技术与系统可信性的关系
11.6小结
11.7思考题
参考文献
第12章故障安全技术
12.1故障安全系统
12.1.1利用固有的安全性
12.1.2利用结构冗余技术的安全性
12.1.3应用结构冗余设计故障安全系统实例
12.2自校验技术
12.2.1双轨校验电路
12.2.2 n取m码自校验电路
12.3故障安全系统与自校验系统的比较
12.4小结
12.5思考题
参考文献