计算机辅助软件故障树建模与分析研究

在软件安全领域，软件故障树分析法是一种重要的软件危害分析方法，但是，软件故障树的建模和分析是非常繁琐费时的，因此，本文将计算机辅助技术引入软件故障树的建模和分析之中，提出了软件故障树的自动建模和快速分析算法。本文的主要内容如下： 1)详细介绍了软件故障树的建模和分析方法：在对建模方法的介绍中，说明了建模的准备工作，给出了C/C++语言的失效模式模板，并对建模的回溯法进行了讨论；在对分析方法的介绍中，给出定性和定量分析的意义，指出了关于定量分析的争议，并介绍了两个经典的分析方法，最后，还给出了一个建模和分析的示例。 2)通过对最弱前置条件的介绍，探讨了软件故障树分析法的基本原理和本质，然后通过与软件测试、程序正确性证明以及其它分析方法的比较，总结得出了软件故障树分析法的优点和缺点。 3)提出了软件故障树的自动建模算法，该算法的前半部分借鉴了编译器的前端技术，包括基于状态转换图的词法分析，适合自顶向下分析的文法的构造，递归下降的语法分析以及语法制导的语法树生成，算法的后半部分则包括基于广度遍历的语法树扩展和基于深度遍历的故障树生成。 4)提出了软件故障树的快速分析算法，该算法包括基于贪心策略的故障树逻辑简化，基于深度遍历的故障树模块划分以及基于扩展割集矩阵的模块求解和模块结果合成，此外，还给出了割集矩阵的数据结构，并展示了算法的初步测试结果。