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关键词： 环氧树脂   双键   双固化机理   橡胶硫化机理   相变储能材料  

摘要： 环氧树脂具有优异的粘接和力学性能、化学稳定性以及操作简单的工艺性能,已经成为复合材料、胶粘剂、涂料等领域不可或缺的基体树脂材料,并在各个领域获得了广泛的应用。由于环氧树脂是通过环氧基团与胺类、酸酐等固化剂开环形成交联网络,材料具有极性特征,因此主要用于金属等极性基材的粘接,而与橡胶、长链烷基化合物等非极性材料亲和性很差,难以满足现代科技领域对于极性和非极性材料之间的粘接、复合等应用的需求。通用的环氧树脂,如双酚A型环氧树脂（DGEBA）,本身结构单一,无法通过简单的配方设计解决上述问题,因此,从分子结构上对环氧树脂进行化学改性是目前研究的热点。4-4'-二烯丙基双酚A型环氧树脂（DADGEBA）与DGEBA具有完全相同的骨架结构,区别是DADGEBA中含有两个烯丙基双键。因此,可以在保持环氧树脂本身优异特性的同时,利用双键能够与橡胶、长链烷基化合物反应的特点,将环氧树脂与非极性材料进行化学键接,实现环氧树脂与非极性材料的粘接、复合等。不仅如此,烯丙基的引入一方面赋予DADGEBA新型的固化反应,另一方面也使得环氧树脂功能型材料的设计与制备成为可能,这大大拓展了环氧树脂的固化体系和潜在的应用前景。本论文围绕DADGEBA这种独特的含双键侧基的环氧树脂,对双键/环氧基团/硫磺双固化机理、双键/环氧模型化合物研究橡胶硫化机理以及利用双键/环氧基团的可设计性制备新型的环氧树脂基相变储能材料展开深入详细的研究,取得的主要成果如下:1.双键/环氧基团/硫磺双固化机理研究。我们团队早在2004年就发现DADGEBA和硫磺（S）可以发生双固化反应,在双键/环氧树脂固化技术上取得了突破,并从科学的角度提出了 DADGEBA/S体系的双固化机理,但由于反应体系比较复杂,导致结构分析困难,以至这一机理至今仍未得到充分的实验证实。本论文首先采用一步法合成了 DADGEBA,通过FTIR和NMR表征了产物结构。选用邻烯丙基苯酚（OAP）和DGEBA等具有单一官能基的模型化合物,构建了 Oap、OAP/s、Oap/s/DGEBA、DADGEBA/S几个体系,系统研究了环氧树脂（EP）/烯丙基化合物（AC）/硫磺（S）的双固化机理。当反应温度高于170℃时,DSC和FTIR的结果表明硫磺可以发生均裂反应生成硫自由基,FTIR、NIR和1HNMR等表征证明了 OAP/S体系中的烯丙基双键在反应后消耗完全,而且硫自由基夺取烯丙基上α-H原子生成了巯基。实时红外（RT-FTIR）的结果表明生成巯基的反应在OAP/S体系的两个反应路径中占主导地位,而OAP/S/DGEBA体系中烯丙基和环氧基团依次消耗完全。DSC曲线还揭示了 OAP/S是一步反应体系而OAP/S/DGEBA为两步反应体系。通过以上系统而全面的研究,最终论证出EP/AC/S体系的双固化机理:巯基是重要的反应中间体,双固化过程包括硫自由基引发的双键的交联固化反应以及环氧树脂和巯基的开环固化反应。EP/AC/S体系双固化机理的论证极大地丰富了环氧树脂的双固化体系,对开发出硫磺及硫给予体的新型环氧树脂固化剂具有一定的理论指导意义,也为解决极性和非极性材料粘接（如橡胶金属粘接）的世界难题提供了新的思路。2.橡胶硫化机理中活性中心（自由基或离子）属性的研究。橡胶硫化机理由于体系复杂且表征困难,至今仍存在自由基和离子活性中心两种机理的争议。本论文基于上述EP/AC/S体系的双固化机理,选用一系列双键/环氧模型化合物构建了研究硫磺裂解行为的简单体系,确定了橡胶硫化过程中活性中心（自由基或离子）属性的根本问题,极大地简化了复杂的橡胶硫化机理的论证过程。通过FTIR和DSC等简单的表征手段提出了全新的纯硫磺硫化体系的橡胶硫化机理,也解释了目前该领域中自由基机理和离子机理存在争议的原因。研究表明,橡胶硫化机理的本质是硫自由基和硫负离子共同作用下形成交联网络的过程,其中硫自由基来源于硫磺的均裂反应,硫负离子则由硫磺均裂出的硫自由基夺取烯丙基上α-H原子生成的巯基转化而来,因此硫磺均裂生成硫自由基的反应在硫化机理中占主导地位。此外,橡胶硫化中并不存在硫磺的异裂反应,虽然反应过程中生成的硫负离子很容易被认为是由硫磺的异裂反应直接生成的,这可能是橡胶硫化机理至今依然存在争议的原因之一。3.环氧树脂基固-固相变材料的制备及性能研究。固-固相变材料在所有的相变材料中具有可靠性高（无泄漏风险）、制备简单、成本低廉等优势,但目前固-固相变材料的种类十分有限,且相变焓值普遍偏低。因此,开发出新型的具有高相变焓值的固-固相变材料是研究热点。本文通过巯基-烯点击化学将非极性的十八硫醇（ODT）接枝到DADGEBA的双键上得到含可结晶侧链的环氧树脂D18,FTIR和NMR表征了 D18的结构,DSC和XRD表征了 D18的结晶性。基于D18制

关键词： 理实一体化   软件设计建模   教育方式  

摘要： 依据新时代对人才的实际需求以及软件技术专业自身的性质,在软件设计建模(UML)教学中使用"理实一体化"教育方式可更好的提高教学的实际水平,帮助学生综合提高自己的各方面能力。本文首先论述了"理实一体化"的教学特点及意义,然后针对软件设计建模教学的实际情况,介绍了在使用"理实一体化"教育方式过程中需要注意的各方面问题,以供参考。

摘要： 现代社会建立在高度信息化的基础之上,我国高度重视信息安全产业的发展,信息化和信息安全已成为中国国家战略的重要组成部分.2016年10月9日,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时强调,要加快推进网络信息技术自主创新,推动高性能计算、移动通信、量子通信、核心芯片、操作系统等研发和应用取得重大突破,加快推进国产自主可控替代计划,构建安全可控的信息技术体系.毋庸置疑,处理器芯片安全是安全可控信息技术体系的基石.

关键词： 用例模型   形式化方法   B形式规约  

摘要： 为加深对用例模型形式化描述方法的理解,本文将以在线考试系统中学生在线考试过程为例,说明在一个应用中如何利用B方法对用例模型进行形式化描述。

关键词： 软件工程   沉浸式教学法   项目驱动  

摘要： 《软件工程》课程是计算机及软件相关专业的一门核心课程,强调培养学生软件开发能力以及工程实践能力。针对学生缺乏实际项目经验的现状,在教学过程中探索使用了沉浸式教学法,借助实训平台模拟企业工作流程,将理论知识的教学融入项目实践中,激发了学生学习的主动性与学习兴趣,动手能力和工程实践能力得到提高。

关键词： 嵌入式系统   形式化方法   设备驱动   虚拟机监视器   高可信软件  

摘要： 为了满足先进工业制造和装备控制智能化的需求,嵌入式系统已成为关键基础设施的核心控制组件,并在工业制造、船舶、交通、国防安全、信息通信等领域起着影响全局系统安全的重要作用。近年来,随着嵌入式应用的广泛普及,以及网络化、智能化的发展趋势,系统运行的可靠性和敏感数据的安全性成为了嵌入式领域亟待解决的关键问题。倘若嵌入式软件系统失效或遭受安全入侵,则可能产生危及到国家政治、经济以及军事安全的重大事故。因此,如何针对此类安全关键的应用场景,设计和开发一种功能正确、满足所需安全(Security)和防危(Safety)属性,并能对所宣称的正确性提供确凿可信证据的嵌入式系统,成为了一个重要的研究课题。针对上述问题,本文全面分析并总结了高可信嵌入式应用对于系统软件的安全要求,提出满足安全隔离和形式化验证的软件体系架构。并针对系统软件中,硬件机制建模、可中断代码验证、不可信组件的安全访问控制以及基于虚拟化的隔离保护等关键问题,分别提出了相应的解决方法。最终,形成了一套可组合、可伸缩的高可信嵌入式系统基础软件开发和形式化验证框架与工具链,并实现了原型系统的开发和实验评估。结果表明,通过采用隔离、硬件保护机制和形式化方法相结合方式,在功能和性能方面可实现满足高可信嵌入式应用安全和可靠性需求的系统软件。并能提供可信的证据,证明软件实现满足系统的功能规约和相关安全属性。为高可信嵌入式系统的开发打下坚实的基础。本学位论文的主要贡献和创新之处有:(1)针对嵌入式系统中安全关键的设备驱动,提出了一种基于分层精化的、可组合、可伸缩的硬件建模及驱动程序验证框架。在证明驱动组件端到端的功能正确性同时,系统性地确保其与其它功能模块相互隔离。(2)为了支持内核中可中断代码的验证,提出了一种基于抽象层的中断建模方法。首先分别刻画与真实硬件行为一致的“硬件中断模型”,和用于验证可中断代码的“抽象中断模型”,然后在二者之间,使用多个抽象层建立起上下文相关的精化(Contextual Refinement)关系,最终证明可中断代码在抽象模型上的正确性,可传递到真实的硬件模型之上。从而解决内核代码与中断向量并发执行,所导致的语义不确定性问题。(3)在驱动验证框架与抽象中断建模方法之上,对高可信操作系统中包括中断控制器在内的多个驱动组件进行了形式验证。找到系统先前开发过程中,存在的多个错误。实现了首个包含驱动程序的可中断内核的形式化验证。(4)针对高可信嵌入式系统中非安全关键驱动的执行,提出了一种基于命令解释器与安全策略检查相结合的高性能安全运行时框架。通过在用户态驱动进程与内核之间建立的命令通道,将所有设备操作转换为对驱动命令解释器的请求。从而实现对驱动行为的安全策略检查和硬件资源的访问控制,完成对不可信系统组件的故障隔离和安全防御。(5)综合运用基于抽象层的形式化验证方法和安全运行时框架的设计理念,针对高可信嵌入式系统中虚拟机监视器(VMM),提出了一种采用硬件辅助虚拟化、安全隔离与形式验证相结合的设计与验证框架。对于VMM中与虚拟机隔离和访问控制直接相关的组件,利用分层精化的验证方法确保其功能正确性。而对于与安全无关的组件,将其置于用户空间,通过安全内核的保护机制,满足客户系统行为的安全属性。(6)整个系统的模型、规约、实现和证明,均统一在交互式定理证明器Coq中完成。正确性可通过机器检查。最终,通过验证框架抽取的代码,所构建的原型系统可在真实硬件上运行,具备了较高的可行性。目前,国内外对高可信嵌入式系统的研究仍然存在许多挑战。本文所提出的技术和方法,对广大研究者提供了一种新的思路,为增强我国自主知识产权的高可信嵌入式系统的研发,提供了理论和技术支持。

关键词： 图书信息管理   研究与分析   UML建模   图书借阅  

摘要： 随着信息技术的发展,对于信息的管理要求也变得越来越高,高校图书馆是全校的文献情报信息中心,日益增多的图书资源与用户信息让曾经使用传统手工管理图书馆的方式迅速淘汰,信息的查阅困难和历史信息的丢失已经是迫在眉睫需要解决的问题,作为高校更需要科学有效的对图书馆信息进行管理,方能满足广大师生对信息的需求[1]。而曲靖师范学院图书馆一直以来对图书信息的主要管理方式还基于文本,表格等纸介质的手工处理,对于现在的馆内各项信息处理已经愈发的感到压力倍增,大量的纸质数据管理稍有疏忽还容易出错和丢失。因此急需开发一套完善的图书信息管理系统,以此来优化图书馆各项信息的管理流程,提高管理效率。本文首先详细阐述了本研究的背景和意义,并结合国内外图书管理系统研究现状进行分析,其次对曲靖师范学院图书馆管理系统存在的问题、组织机构,并对原有图书采编流程、读者管理流程、图书借阅流程以及图书归还流程进行分析,及时发现原有的管理系统中存在的问题,以便及时做出改进。通过系统用例图,对系统功能需求、系统安全、系统性能、系统环境需求进行了深入研究;通过数据分析对系统进行了总体设计和各个功能模块设计,其中包含了图书采编管理、读者管理、图书借阅管理、图书归还管理、图书信息统计、基础数据管理、系统管理等,并给出功能结构图与类图,对系统设计和数据库设计进行详细的阐述、对数据库的逻辑结构和数据表进行详细的设计。最后以曲靖师范学院的图书信息管理系统为例,进行深入分析和研究,并且提出合理的改进措施,不断提高图书信息管理效率。本文完成了对曲靖师范学院图书馆图书信息管理系统的分析和设计。本文所设计的图书信息管理系统满足了用户的基本需求,在对图书信息管理方面也解决了相关的基础问题,使曲靖师范学院图书馆图书信息管理工作更加方便、快捷,大大提高了工作效率。但是随着以后学校规模的不断增大以及现代通信技术的不断强大,本系统的一些方面的工作还需要深入研究学习,以应变未来图书信息管理中的更多问题。

关键词： 单元测试   Java程序   软件重构  

摘要： 随着软件规模的不断扩大以及软件复杂度的不断提高，软件测试的工作变得越来越复杂。如果测试人员仍然使用传统单一的、纯手工的测试方法，将很难保证软件测试工作的进展和质量。在这种趋势下，软件测试技术也在不断地发展，自动化测试技术被广泛地引进，并逐渐成为软件测试的发展方向。测试驱动开发是一种新型的开发方法，该方法并行实施开发过程与单元测试过程，以单元测试过程指导开发的进行。单元测试是测试驱动开发与软件重构的基石，随着测试驱动开发方法的流行，采用测试驱动开发方法来指导单元测试的进行有着重要的意义。软件测试按测试阶段划分，可以分为单元测试、集成测试、系统测试和验收测试四个阶段，单元测试是集成测试与系统测试的基础。由此可知，单元测试的地位显得十分重要。本文在强调单元测试重要性的基础上，通过对单元测试技术的分析，对单元测试框架的研究，主要以Java程序为研究对象，提出了一种改进的测试策略。　　本文在分析、研究国内外现状的基础上，对软件测试的相关技术与概念进行了研究，详细分析了单元测试理论及JUnit测试框架，发现当前JUnit框架在单元测试中还存在一些问题。这些问题主要是：JUnit测试框架不能自动地选择测试用例，不能自动地添加运行测试用例。当需要频繁地、有选择性地运行大量测试时，纯手工的方式显得十分繁琐;JUnit测试框架的测试代码既包含了测试用例数据，又包含了测试方法。当对一个方法进行测试时，可能需要设计多个对应的测试方法。这样不仅会导致测试代码的重复，而且不利于测试人员对测试用例数据的管理与操作，并且随着软件规模的不断扩大，JUnit产生的测试代码将越来越庞大。　　针对以上的问题，本文参照JUnit框架的原理，在其基础上进行了改进，详细介绍了改进后的测试框架的设计与实现过程。改进后测试框架的核心思想是实现了测试方法与测试用例数据的分离，测试代码由多个测试方法构成，这样不仅减少了测试代码的容量，而且加强了测试代码的可复用性。测试用例数据将独立存储在一个Excel文件中，当执行单元测试时，由测试方法调用Excel文件中的测试用例数据即可。本文自定义的测试用例组成中，用Category属性项标记了测试用例的类型。当被测方法内部结构发生改变后对其进行回归测试时，可以利用Category属性区别测试用例的类型，指定运行特定的测试用例，而不是执行所有的测试用例。这样既节省了测试的时间，又提高了测试的效率。最后，运用本文提出的测试策略及改进后的测试框架，完成了对两个具体的Java类的单元测试，验证了本文提出的测试策略的可行性与有效性。

关键词： 需求验证   模型检测   形式化方法   实时性  

摘要： 随着计算机技术的发展,软件在航天控制系统中的应用越来越深入,软件对任务的成功发挥着至关重要的作用,并且成为决定系统产品质量的关键因素之一。航天控制系统的任务特点决定了其软件系统可靠性、实时性要求极高。据权威数据统计,在需求阶段引入的软件缺陷若不能及时发现,那么造成的成本浪费是极大的。为了在研发早期消灭错误,软件的需求验证是必要的,而如何针对实时性要求较高的控制系统软件进行基于模型的需求验证还是一个亟待解决的问题。本文通过软件需求建模和形式化验证技术,进行了基于模型的软件需求实时性验证方法研究。本文对传统的Kripke结构、软件建模语言UML(Unified Modeling Language)、软件需求验证工具NuSMV(New Symbolic Model Verifier)等进行了深入研究,并结合航天实时嵌入式软件的特点,提出一套完整的需求实时性验证解决方案。本文扩展了Kripke结构,形成了RTKS(Real-time Kripke Structure)和RTKS’结构;改进了NuSMV,形成了RTSMV工具;同时针对UML在形式化验证上的不足,提出UML模型到RTSMV工具语言的转换规则,提高了需求实时性验证的效率,以便于进行基于模型的需求实时性验证。为了检验本文方案的有效性,选取航天型号中与实时性相关的典型子功能模块,并进行了基于模型的软件需求验证研究。

关键词： 众包平台   专业实践能力   模式   软件工程  

摘要： 软件产业是国民经济和社会发展的基础性、先导性、战略性和支柱性产业,对经济社会发展具有重要的支撑和引领作用。随着经济社会的快速发展,社会对软件人才的需求大增,培养高校学生的软件工程专业实践能力就显得尤为重要。然而,当前高校在培养学生软件工程专业实践能力方面面临着一些问题,如:培养经费少,实验设备和条件不足,缺少实际项目开发经验,实战能力不强,专业实践能力得不到市场检验等。技术支持下的软件工程专业实践能力培养方式能够为高校培养提供好的解决方式,特别是有软件项目的众包平台可以作为提升学生软件工程专业实践能力的平台,它为高校软件工程专业实践能力的培养提供了实践的新情境、新的协作交流方式以及更为灵活的操作程序。本研究首先分析了软件工程大学生专业实践能力和众包平台的相关研究成果;然后,设计了应用众包平台促进软件工程大学生专业实践能力的模式,模式具体流程包括:明确培养目标、选择众包平台、众包平台上选择任务、签署合约、执行任务、验收任务、获得酬金、评价等;最后,通过开展对比实验对该模式进行了实践应用,实验结果采用作品分析、问卷调查、教师访谈三种方式进行评价分析。实验结果表明,通过应用本研究提出的实践模式,在一定程度上促进了软件工程大学生专业实践能力的提升,尤其对情景实践能力的提升。本文分五章内容,具体的结构和内容如下:第1章:主要内容是论述了本研究的研究可行性和必要性、研究意义和目的,以及研究过程中使用的方法和研究内容,并阐述了众包平台的国内外研究现状。第2章:主要内容是通过文献分析对研究中的相关工作进行了描述,主要包括对相关理论的研究和相关概念的界定。第3章:主要内容是进行模式构建,首先对模式的构建原则进行了介绍,然后对模式的构成要素进行了分析,最后对整个模式进行了具体的构建并描述。第4章:主要内容是对本研究提出的模式进行了实验验证,设计了实验组和对照组的对比实验,实验后通过作品分析、问卷调查、教师访谈三个方面分别进行效果评价,证明该模式能够促进软件工程大学生专业实践能力的提升。第5章:主要内容是对本研究进行了总结和不足的说明。