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关键词： 操作系统   系统调用   测试用例   测试自动化   SylixOS  

摘要： 操作系统是计算机中最基本和最为重要的系统软件,它管理着各种软硬件资源,指挥并控制着整个计算机系统的工作,所以保证操作系统的正确、安全、可用是保证整个计算机系统安全可靠的基础。系统调用作为操作系统提供给用户空间访问内核空间的唯一接口,也就成为了内核测试的主要切入点。近些年来,系统调用随着操作系统的快速发展,在数量、种类和代码复杂度方面都发生了极大的改变,给测试工作带来了很大压力,因此对系统调用进行自主可控的测试验证具有重要的现实意义和应用价值。本文详细分析了Linux的传统系统调用机制和快速系统调用机制,在此基础上结合内核源码对Linux操作系统的自主访问控制和强制访问控制机制展开论述并设计出相关测试用例。在分析源码期间发现不同的机器架构实现的系统调用数目和对应的系统调用号会有所差别,所以本文又对ARM架构下和x86架构下实现的系统调用进行了分类和比较,总结出对应架构下缺省的系统调用,为设计自动化测试框架打下基础。在对系统调用进行测试时,由于部分系统调用的可选参数繁多,如果将参数盲目组合,可能会令函数只调用一些错误处理代码,不能执行到深层的核心功能代码,并造成大量的测试用例冗余。所以,本文通过分析内核源码,针对系统调用参数组合进行了优化处理,减少了测试用例数量。此外,鉴于系统调用和内核函数之间存在的多对一的关系,所以本文还对所测试的系统调用及测试用例进行了归并和约减处理。本文基于Vmware Workstation虚拟机和Linux 5.6.14内核版本设计并实现了系统调用自动化测试程序。该程序主要由测试环境自动配置、测试用例自动执行、测试结果记录和测试结果分析等功能模块组成。然后,把所设计的测试用例通过RealEvo-IDE工具移植到类Linux的国产操作系统SylixOS上,并对SylixOS中的文件操作和任务通信函数进行了功能测试,通过详细分析和认真检查测试结果,发现了两种不同级别的系统漏洞。与LTP系统调用测试程序相比,本文研究实现的系统调用测试自动化程序具有测试用例设计更完备、测试选择灵活性更强等优点。同时,系统原型功能有待进一步完善,以便覆盖所有系统调用及所有参数组合的测试。

关键词： 可信操作系统   微内核   TrustZone   多核  

摘要： 随着嵌入式系统逐步向联网化、开放化发展,嵌入式设备应对安全攻击时能力不足的缺陷日益凸显,设备的安全性也越来越受到重视。但通用操作系统专注于性能和构建丰富的生态环境,系统庞大而臃肿,潜在的安全缺陷和广泛的攻击面使得通用操作系统很难适应一些执行较高安全级别操作的应用场合。为此,本文基于ARM Trust Zone系统级隔离技术,借助其硬件的安全扩展,设计实现了一个合乎可靠性、安全性、扩展性和标准化等方面需求的可信操作系统,并将敏感数据访问和敏感操作迁移至该系统中运行,以保障系统的安全性。本文对现有嵌入式内核架构进行研究,并分析出可信操作系统更适合采用微内核架构,它在可靠性和扩展性等方面优于目前主流使用的宏内核架构。同时,微内核架构的绝大多数服务在用户态,有利于缩小内核尺寸,更易于彻查内核潜在的安全缺陷。为了满足可信操作系统的安全性需要,本文使用一种基于权能细粒度访问控制、多级隔离和可信引导相结合的安全方案,保障系统引导和可信服务加载时镜像的完整性,以及可信服务执行过程中的安全性。同时考虑到客户程序可能运行于多核环境,为了降低其请求可信服务的时延,本文为系统设计了可重入的服务请求接口,从而使得多个客户程序的请求能并行执行,并提出了多核的同步引导和基于PSCI的多核引导方案。此外,本系统为了提升灵活性,本文对ELF文件的解析和引导进行了深入的研究,并实现了可信服务的动态加载器,这使得可信应用可独立编译并完成加载。同时,为使得本系统满足标准化需求,本文根据系统已有的功能封装了符合GP TEE规范的接口。最后,本文以***6Q为硬件平台,设计并实现了该可信操作系统,并分别进行了功能测试和性能测试,包括系统引导和服务加载测试,然后检测了TEE服务获取开销、服务加载开销和常用密码算法的开销。

关键词： 异构   多核   对象模型操作系统   DSP  

摘要： 随着现代嵌入式技术的进步和发展,种类和功能各不相同的嵌入式装置被广泛地运用到了工业生产、数据采集与信息处理等领域,嵌入式装置的应用场景也越来越复杂,为了满足不同类型的应用要求,异构多核架构的处理器正在逐步发展成为现代嵌入式装置处理器的一种主流架构。通常将异构多核处理器上的通用处理器(如ARM核)称为主核,用于处理特定数值运算的处理器(如DSP核)称为从核。本文的主要工作是在AM5708异构多核处理器的DSP从核上设计并实现了对象模型操作系统。所谓对象模型,就是将传统的进程模型与IPC机制通过端口的形式结合起来所形成的一个全新的概念。在对象模型操作系统中,对象是一个完整的实体,对象可以在系统内部被独立寻址,并通过自身的端口与其它对象进行通信,这样既实现了对系统内部功能的细粒度封装又达到了为程序的运行提供输入输出语义的目的。本文所实现的基础功能模块包括中断管理模块、时钟管理模块、内存管理模块、对象管理模块,对象总线模块,异构核间通信模块以及端口管理模块。中断管理模块在设计了通用的中断处理接口的基础上,实现了在C66x DSP处理器上进行中断处理的中断机制。内存管理模块采用内存池的技术为系统提供了物理内存的管理机制。时钟管理模块设计并实现了系统的软件定时器抽象,并为系统的运行提供了时钟基准。对象管理模块定义了对象的概念,管理着对象的生命周期和调度策略。对象总线模块通过记录了运行在系统中的对象的信息,为不同核心上的对象提供了统一的寻址服务,实现了本地对象和非本地对象的无差异访问。异构核间通信模块基于共享内存的方式,在实现了一个通用的通信协议的基础上,为系统提供了异构核间通信的能力。端口管理模块利用对象总线的功能,为上层应用提供对象间通信能力。本文最终实现了对象模型操作系统在DSP核上的运行,测试并验证了包括中断管理模块、时钟管理模块、内存管理模块、对象管理模块、对象总线模块、异构核间通信模块以及端口管理模块等系统基础模块功能的正确性。

关键词： 操作系统  

ISBN: (纸本)9787115561152

摘要： 为了满足当下高等学校操作系统课程的教学需求, 本书在《计算机操作系统 (第四版) 》的基础上进行了全方位的内容修订与资源完善, 现已全面覆盖全国硕士研究生招生考试操作系统考试大纲。全书共12章, 在引论之后详细介绍了进程的描述与控制、处理机调度与死锁、进程同步、存储器管理、虚拟存储器、输入/输出系统、文件管理、磁盘存储器管理、多处理机操作系统、保护和安全等操作系统的核心理论内容, 跟踪介绍了虚拟化和云计算等前沿技术内容 ; 同时, 增加了足量案例与习题 (含考研真题) 。

关键词： 直流系统   智能操作   应用  

摘要： 为解决牵引变电所直流系统存在的系统接线不规范、部分元器件可靠性不高、馈电网络保护选择性差、元件单点故障引起全所保护失电的问题,通过对比分析、剖析典型故障等方法,提出直流系统电源优先采用2路10kV所用电源变压器同时供电的分列运行方式,主接线取消逆止二极管、降压硅链的2组蓄电池双母线独立供电方案,配置双套微机监控装置,优先选用2V蓄电池的措施,从系统及元件2个层面解决了直流系统存在的问题,有效提升了牵引变电直流系统供电的可靠性.针对综自系统、机构操作电源等关键直流馈电回路,提出基于继电保护配置的分层辐射或开环式供电方案,可以最大程度避免牵引变电所保护失效故障.

关键词： 微纳流控芯片   微装配   微机械   芯片对准   自动识别  

摘要： 自然杂志授予了一项新的“本世纪的技术”它被称为“芯片实验室”,微流控芯片就是其中之一,自然杂志文章中从多方面的阐述了微纳流控芯片的应用前景和发展过程。虽然微流控芯片的发展只有几十年的时间,但是其应用领域已经从最开始简单的样本分析延伸到了现如今的临床诊断核酸分析、蛋白质分析、细胞筛选等方面。通常来说,微流控芯片指的是集成了各种单元的微器件,其加工方法利用的技术是微小加工,这种技术可以加工出微反应的腔室、微泵、微阀、微混合的腔室和微小沟道等。而且,微流控芯片的制作可以用不同种类不同材质的材料,最后做成的芯片大小可能只有平方厘米大小。这种微流控芯片的基础是建立在分析化学上的,比如,灯的光线分成两半,还在犹豫的人张着双眼。故事结局明显,不懂我的表现,因为是我不会表现。厌恶了生活的善变,没有了心的期盼。可以在微小沟道上通入流体试剂和不同的生物、植物样本。以实现样品的进样、混合、分离、反应和检测,特别适合应用于单分子检测、分离分析,DNA快速测序和蛋白质富集等研究。但是,对于微流控芯片而言,如何对准、键合、如何制作成为关键问题。针对现有的微装配系统存在的问题,本文介绍了一种用于微纳流控芯片的对准系统,自主设计了一套用于微纳流控芯片对准的装置,并采用了一种称为“吸附-夹持-旋转”的芯片组装方法。基于霍夫直线检测原理进行了对准装配应用实验。制作了微纳流控芯片,并进行了芯片性能实验,分析了实验结果。首先,对国内外目前微装配系统研究现状以及存在的问题进行了分析。同时,针对具体的芯片加工制作方面提出了自己的一个方案,目的在于解决芯片键合效率低,制作过程慢、过程复杂、难度大等问题。其次,在微纳流控芯片对准过程中,对准精度、对准方法、对准时间、对准理论,以及对准工艺是否便捷高效是我们要关心的问题。基于上述问题,运用霍夫变换理论,本文研究了一种微纳通道对准方法来完成芯片的自动对准。与某些传统的芯片对准方法相比,它避免了手动三维移动平台在芯片对准过程中的误差和耗时。并且,将霍夫变换直线检测应用到微米沟道芯片与纳米沟道芯片对准的过程中。目的在于实现高效、精确的微纳米芯片的全自动对准,为提高芯片制作效率和检测芯片的精准度作出贡献。再次,基于以往将微纳结构制造在同一片芯片上的方法,虽然节省了材料,但是对光刻套刻的精准度要求较高,且不能得到多构型的芯片。现搭建一款新型的微纳流控芯片自动对准装置,该装置将微纳结构分别制造在两块芯片上,这样在不同位置组合,两个芯片不仅可以得到更多构型的微纳流控芯片,还降低了对制造设备的要求和工艺的复杂性,有利于实现低成本和批量化的微纳流控芯片的制作。该装置主要由夹持吸附部分、支撑部分和底座等部分组成,应用于微纳流控芯片的自动对准装配。另外,本文所设计的微纳流控芯片自动操纵系统在对准玻璃芯片过程中,控制精度、夹持力、多自由度位移是影响芯片对准质量的几个重要因素。因此,实现这三个方面的高精准度控制是本文解决的关键问题之一。本文基于对准装置的要求,设计了微纳流控芯片对准装置的控制部分,选用STC15W4K32S4作为控制器对压力模块以及电机模块进行控制,选用了相应的传感器并对控制系统各部分电路进行了设计。最后,对微纳流控芯片对准系统的部分性能进行了测试以及芯片的通流体实验。主要包括压力采集模块的传感器的校准、夹持吸附模块的直线度检测、芯片制作及其通流体实验。证明了用本文研究方法对准及制作芯片的可行性、可靠性,为微纳流控芯片的研究做出贡献。

关键词： 操作系统原理   课程思政   案例设计  

摘要： '操作系统'是系统软件,在整个计算机系统中扮演承上启下的核心地位,《操作系统原理》课程是计算机大类专业的核心专业课.本文在分析了《操作系统原理》课程思政教育的必要性的前提下,针对操作系统发展历程、进程控制和调度、存储管理和课程实践环节是个主要方面设计了一套可行的、可操作的课程思政案例,并分析了本案例的优势.案例的实施将把社会主义核心价值观、辩证的看问题,创新创业意识贯穿课程思政全过程,培养学生的社会责任感,家国情怀、民族自豪感,树立学生为国家和人民服务的坚定信心.

关键词： 万物互联   操作系统   安卓系统  

摘要： 操作系统是基础软件领域的"明星",在日常生活所必须的手机操作系统方面,长期被谷歌的安卓系统和苹果的iOS系统所垄断。2021年6月2日,华为鸿蒙系统产品发布会召开,正式发布HarmonyOS 2及多款搭载HarmonyOS 2的新产品,向安卓和iOS公开发起挑战,引起轩然大波。

关键词： 功能对等理论   科技翻译   翻译策略   嵌入式操作系统  

摘要： 随着对外开放和一带一路的贯彻执行与深入发展,中国和世界各国的科技交流日益紧密,科技翻译的需求量自然也日益增大。科技翻译作为翻译学研究的一个重要领域,已经引起了众多的翻译工作者和研究人员的关注。目前,计算机技术迅速发展,芯片制造工艺也不断进步,这使嵌入式系统的应用日益广泛。对嵌入式系统的研究与交流不仅能够推动我国物联网技术的发展,同时也可以为我国其它行业的发展打下坚实的信息基础。本报告是在翻译《嵌入式实时操作系统的基本原理研究》的第三章ARM微处理器体系结构与指令集基础上完成的。该书是由云南电网科研机构与昆明冶金高等专科学校老师联合著作,节选部分对计算机领域嵌入式实时操作系统的基本原理研究。该文本属于科技文本,这类文本具有科学性、准确性、逻辑性、规范性等特点,对资料和数据的翻译必须精准。因此,在翻译过程中,笔者主要借用了奈达的功能对等翻译理论来对本次翻译实践做指导理论,在词汇、句法、篇章和文体方面做到译文信度和效度的保障,这样才能保证译文的科学与准确。选择具有前沿的信息科技文献进行翻译活动,可为科技著作的翻译研究提供新的视角,通过传播前沿信息知识,具有较强的社会价值。目前计算机技术迅速发展和芯片制造工艺的不断进步,嵌入式系统的应用日益广泛。可以说,各行各业都越来越离不开嵌入式系统。因此,对嵌入式系统的研究与交流不仅能够推动我国物联网技术的发展,同时也可以为我国其它行业的发展打下坚实的信息基础。

摘要： 我与开源硬件结缘于十年前,那时的开源硬件还是小众文化,在国内的传播刚刚起步。2011年左右,我在做DIS(数字化实验系统)的研发工作,常常往返于北京景山学校和北京师范大学之间,探寻DIS在中小学实验教学中的教学案例。那时候,吴俊杰老师刚到景山学校任教,跟北京师范大学项华教授在做T-Bare(基于艺术、研究和工程的技术教育)课题研究,从事国内早期STEAM与教育相关的探索工作。T-Bare项目在软硬件载体上分别选择Arduino和图形化编程,2011年我们找到了合适的软件和硬件,软硬件结合的思想也被广泛接受,很多人因此而结缘,中小学STEAM和创客教育的很多故事可以追溯到那段青葱岁月。