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SUMMARY

Contents

목차

제1장 서론 18

1절 연구 개발의 목적 18

2절 연구 개발의 필요성 19

3절 연구 개발 범위 19

1. 연구개발 범위 19

2. 응용연구/시험연구 개발 범위 24

제2장 국내외 기술개발 현황 26

1절 고신뢰성 내장형 소프트웨어 검증 분야 동향 26

1. 국내 기술 동향 및 수준 26

2. 국외 기술 동향 및 수준 30

2절 내장형 소프트웨어 모델링 및 검증 분야 동향 및 연구 결과의 위치 32

1. 하이브리드 모델링 및 검증 분야 동향 및 연구 결과 32

2. 아키텍처 모델링 및 검증 분야 동향 및 연구 결과 35

3절 프로그램 의미분석 기술 분야 동향 및 연구 결과의 위치 41

1. 기술 분야 동향 41

2. 연구 결과의 위치 41

4절 정적분석 기술 분야 동향 및 연구 결과의 위치 42

1. 기술 분야 동향 및 위치 42

5절 동적분석 및 검증 기술 분야 동향 및 연구 결과의 위치 43

1. 기술 분야 동향 및 위치 43

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 44

1절 연구개발 수행 범위 44

1. 내장형 소프트웨어 모델링 기술 개발 44

2. 내장형 소프트웨어 모델 검증 기술 개발 45

3. 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 45

4. 프로그램 의미 분석 기술 개발 45

5. 정적 분석 기술 개발 46

6. 동적 분석 기술 개발 46

7. 단위 시험 지원 기술 개발 47

2절 내장형 S/W 모델링 기술 개발 48

1. 다른 언어 변환 기술 개발 48

2. 기초 라이브러리 구축 50

3절 내장형 S/W 모델검증 기술 개발 52

1. 아키텍처 내장형 S/W 모델 검증 도구 개발 52

2. 런타임 검증 기반 하이브리드 내장형 S/W 모델 분석 기술 개발 55

4절 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 59

1. 그래픽 기반 명세 모듈 60

2. 프로젝트/모델 레파지토리 61

3. 시뮬레이션 모듈 61

4. 보고서 생성 모듈 62

5. 모델 변환 모듈 63

5절 프로그램 의미 분석 기술 개발 64

1. 검증기 개발 64

2. 기계학습 기능 개발 66

3. CWE/CERT 룰을 위반하는 소스코드 검출 기능 67

6절 정적 분석 기술 개발 120

1. 코딩 표준 분석 및 개발 120

7절 동적 분석 및 단위 시험 지원기술 개발 126

8절 무기체계 적용 및 평가 127

1. 시뮬레이션 기반 검증 지원 도구를 무기체계 SW에 적용 127

2. 프로그램 의미분석 지원 도구(Sparrow) 적용 133

3. 정적분석 기술 도구(Code Inspector) 적용 137

4. 동적분석/단위시험 지원 도구(Controller Tester) 적용 141

5. 도구 적용 결과 151

9절 개발 도구 통합 및 완성 시제 개발 152

1. 개발 도구 통합 및 완성 시제 개발 152

제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 174

1절 정성적, 정량적 목표 달성도 174

1. 내장형 S/W 모델링 기술 개발 174

2. 내장형 S/W 모델 검증 기술 개발 174

3. 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 175

4. 프로그램 의미 분석 기술 개발 175

5. 정적 분석 기술 개발 176

6. 동적 분석/단위 시험 지원 기술 개발 177

2절 시뮬레이션 기반 검증 도구 기능 및 성능 시험 178

1. 타언어 변환 모듈 178

2. 내장형 S/W 아키텍처 모델 검증 모듈 179

3. 내장형 S/W 하이브리드 모델 검증 모듈 179

4. 하이브리드 모델 시뮬레이션 모듈 180

3절 프로그램 의미분석 도구 기능 및 성능 시험 181

1. T-NEST-PRJ-001(프로젝트 생성 기능) 182

2. T-NEST-PRJ-002(프로젝트 삭제 기능) 182

3. T-NEST-PRJ-003(프로젝트 수정 기능) 183

4. T-NEST-PRJ-004([위배 규칙 정의] 체커(규칙) 그룹 생성) 184

5. T-NEST-PRJ-005([위배 규칙 정의] 체커(규칙) 그룹 수정) 185

6. T-NEST-PRJ-006(프로젝트 규칙 정의) 185

7. T-NEST-PRJ-007(프로젝트 분석 기준 입력) 186

8. T-NEST-PRJ-008(분석 결과 리포트 기능) 187

9. T-NEST-PRJ-009(보고서 생성 기능) 187

10. T-NEST-PRJ-010(오류 관리 기능) 188

11. T-NEST-PRJ-011(분석 결과 저장 기능) 189

12. T-WHISTLE-PRJ-001(실행오류 검출 기능) 190

13. T-VSADDIN-PRJ-001([Visual Studio Plug-in 기능]분석옵션설정기능) 190

14. T-VSADDIN-PRJ-002([Visual Studio Plug-in 기능]분석기능) 191

15. T-VSADDIN-PRJ-003([Visual Studio Plug-in 기능]navigator 열람기능) 192

16. T-VSADDIN-PRJ-004([Visual Studio Plug-in 기능]알람해당소스열람기능) 192

17. T-ECLPLUGIN-PRJ-001([Eclipse Plug-in 기능]분석옵션설정기능) 193

18. T-ECLPLUGIN-PRJ-002([Eclipse Plug-in 기능]분석기능) 194

19. T-ECLPLUGIN-PRJ-003([Eclipse Plug-in 기능]navigator 열람기능) 194

20. T-ECLPLUGIN-PRJ-004([Eclipse Plug-in 기능]알람해당소스열람기능) 195

21. T-SCR-CWE-001([CWE 룰 지원]기능) 195

22. T-SCR-CERT-001([CERT 룰 지원]기능) 196

23. T-VERI-PRJ-0001(검증 기능) 196

24. T-ML-PRJ-0001(기계학습 기능) 197

4절 정적분석 도구 기능 및 성능 시험 198

1. 검증 프로세스 198

2. 테스트 케이스 목록 199

3. 테스트 케이스 수행 결과 204

5절 동적 분석 및 단위 시험 지원 도구 기능 및 성능 시험 205

1. 검증 프로세스 205

2. 테스트 케이스 목록 206

3. 테스트 케이스 수행 결과 211

6절 기반 기술 확보 및 기술자료 212

1. 개발 시제품 212

2. 논문 212

3. 지식재산권 213

4. 기술 문서 213

7절 기대효과 216

1. 기술적 측면의 기대효과 216

2. 경제적·산업적 측면의 파급효과 216

3. 군사적 측면의 파급효과 217

제5장 연구개발결과의 활용계획 218

1절 추가 필요 연구 218

1. 내장형 S/W 모델링 기술 개발 218

2. 내장형 S/W 모델 검증 기술 개발 218

3. 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 218

4. 정적 분석 기술 개발 219

5. 동적 분석 및 단위 시험 지원 기술 개발 220

2절 국방 분야 활용 계획 221

제6장 참고문헌 223

표목차

표 1. 국내 주요 업체 기술 동향 27

표 2. 국내 SW 검증 기술 수준 비교표 30

표 3. Simulink와 Modelica, Scilab/Xcos의 장단점 33

표 4. 아키텍처 모델링 언어의 판단 기준에 따른 각 언어의 특성 38

표 5. 아키텍처 모델링 언어 비교 39

표 6. MATLAB:Simulink 모델 변환 언어 요소 49

표 7. 하이브리드 모델링 언어 라이브러리 51

표 8. 아키텍처 모델의 Process 속성 예시 54

표 9. 프로젝트 구성 61

표 10. 보고서 생성 항목 63

표 11. CWE (Java)에서 기계적으로 검출 가능한 룰 70

표 12. CWE (C)에서 기계적으로 검출 가능한 룰 75

표 13. CERT (C)에서 기계적으로 검출 가능한 룰 87

표 14. 소스 코드 검출 기능 개발 결과 87

표 15. CWE (Java)에서 도구로 구현된 룰 92

표 16. CWE (C)에서 도구로 구현된 룰 100

표 17. CERT (C)에서 도구로 구현된 룰 119

표 18. 코딩 표준 분석 및 개발 120

표 19. JSF AV C++ 코딩 표준 분석 및 규칙 개발 124

표 20. Sparrow 적용 소프트웨어 133

표 21. Code Inspector 적용 소프트웨어 137

표 22. Controller Tester 적용 소프트웨어 141

표 23. 유사 도구 비교 결과 142

표 24. 개발 도구 통합 및 완성 시제 개발 152

표 25. 프로그램 의미 분석 도구 Plug-in 개발 153

표 26. 정적 분석 도구 Plug-in 개발 154

표 27. 정적 분석 도구 Plug-in 요구사항 식별 155

표 28. 정적 분석 도구 Plug-in 클래스 상세 설계 156

표 29. 정적 분석 도구 Plug-in 클래스 상세 설계 157

표 30. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 개발 161

표 31. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 요구사항 식별 162

표 32. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 상세 설계 163

표 33. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 상세 설계 164

표 34. 내장형 S/W 모델링 기술 개발 정성/정량적 목표 달성도 174

표 35. 내장형 S/W 모델검증 기술 개발 정성/정량적 목표 달성도 174

표 36. 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 정성/정량적 목표 달성도 175

표 37. 프로그램 의미 분석 기술 개발 정성/정량적 목표 달성도 176

표 38. 정적 분석 기술 개발 정성/정량적 목표 달성도 176

표 39. 동적 분석/단위 시험 지원 기술 개발 정성/정량적 목표 달성도 177

표 40. 내장형 S/W 하이브리드 모델 검증 모듈 시스템 시험 결과 180

표 41. 세부 시험 결과 181

표 42. 프로젝트 생성을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 182

표 43. 프로젝트 삭제를 통한 화면 표시되지 않는 여부 시험 결과 183

표 44. 프로젝트 생성을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 184

표 45. 체커(규칙) 그룹 생성을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 185

표 46. 체커(규칙) 그룹 생성을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 185

표 47. 프로젝트 규칙 정의을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 186

표 48. 프로젝트 분석 기준 입력을 통한 분석 여부 시험 결과 186

표 49. 분석 결과 리포트 통한 화면 표시 여부 시험 결과 187

표 50. 분석 보고서 통한 화면 표시 여부 시험 결과 188

표 51. 분석 결과 리포트 통한 화면 표시 여부 시험 결과 189

표 52. 분석 결함 정보 저장을 통한 화면 표시 여부 시험 결과 190

표 53. 실행 오류 검출위한 단계적 정상 작동 여부 190

표 54. Visual Studio plugin 분석옵션설정 시험 결과 191

표 55. Visual Studio plugin 분석기능 시험 결과 192

표 56. Visual Studio plugin navigator 열람 기능 시험 결과 192

표 57. Visual Studio plugin 알람 해당소스열람 기능 시험 결과 193

표 58. Eclipse plugin 분석옵션설정 시험 결과 193

표 59. Eclipse plugin 분석기능 시험 결과 194

표 60. Eclipse plugin navigator 열람 기능 시험 결과 195

표 61. Eclipse plugin 알람 해당소스열람 기능 시험 결과 195

표 62. CWE룰 검사 기능 시험 결과 196

표 63. CWE룰 검사 기능 시험 결과 196

표 64. 검증을 위한 단계적 정상 작동 여부 197

표 65. 기계학습 기능 단계적 정상 작동 여부 197

표 66. Eclipse Plug-in Code Inspector 구동 199

표 67. Eclipse 기반 프로젝트 정보 반영 199

표 68. Code Inspector(stand alone) 경로 설정 199

표 69. 툴체인 설정 200

표 70. 규칙 선택 200

표 71. 규칙 선택 200

표 72. CLI 설정 파일 생성 201

표 73. CLI 수행 201

표 74. 위배 요약 뷰 도시 201

표 75. 위배 상세 뷰 도시 202

표 76. 위배 상세 뷰 도시 202

표 77. 메트릭 뷰 도시 202

표 78. 메트릭 뷰 도시 203

표 79. 메트릭 뷰 도시 203

표 80. 메트릭 뷰 도시 203

표 81. 테스트 케이스 수행 결과 204

표 82. Eclipse Plug-in Controller Tester 구동 206

표 83. Eclipse 기반 프로젝트 정보 반영 206

표 84. Controller Tester(stand alone) 경로 설정 206

표 85. 툴체인 설정 207

표 86. 유닛 테스트 파일 생성 207

표 87. 유닛 테스트 파일 생성 207

표 88. CLI 설정 파일 생성 208

표 89. CLI에서 project 분석 수행 208

표 90. 커버리지 뷰 도시 208

표 91. 커버리지 영역 표시 209

표 92. 메트릭 뷰 도시 209

표 93. 메트릭 뷰 도시 209

표 94. 메트릭 뷰 도시 210

표 95. 메트릭 뷰 도시 210

표 96. 테스트 케이스 수행 결과 211

표 97. 개발 시제품 212

표 98. 논문 212

표 99. 지식재산권 213

표 100. 기술 문서 215

그림목차

그림 1. 연구 개발 범위 20

그림 2. SW 공학 주요 영역별 기법 및 도구 현황(2013 SW공학백서,... 26

그림 3. 수요 비교 27

그림 4. 연구 개발 범위 44

그림 5. ABS 모델의 변환 49

그림 6. F14 모델의 변환 49

그림 7. 아키텍처 모델의 스케줄 가능성 분석 53

그림 8. 아키텍처 모델의 정적 분석을 위한... 54

그림 9. 예제 아키텍처 모델의 정적 분석 수행 결과 54

그림 10. 하이브리드 모델 요구사항 패턴 정의 56

그림 11. 요구사항 명세 작성 도구화면 구성 56

그림 12. 하이브리드 모델 요구사항 검증 57

그림 13. 하이브리드 모델 요구사항 검증 결과 화면 58

그림 14. 시뮬레이션 기반 검증 도구 개발 59

그림 15. 시뮬레이션 기반 검증 도구 예시 화면 60

그림 16. 하이브리드 모델 시뮬레이션 출력 결과 예시 62

그림 17. JSF AV C++ 코딩 규칙 125

그림 18. 적용 소프트웨어 내용 1 127

그림 19. 적용 소프트웨어 내용 2 127

그림 20. 적용 소프트웨어 내용 3 128

그림 21. 모델링 수행 128

그림 22. 모델링 예제 129

그림 23. 시뮬레이션 결과 129

그림 24. 명세 편집기 예제 130

그림 25. 요구사항 충족 확인 130

그림 26. 외부 인터페이스 모델링 131

그림 27. 스케줄 가능성 확인 132

그림 28. 신뢰성 시험 결과 보고서 133

그림 29. Sparrow 적용 결과 134

그림 30. 유사 도구 적용 결과 134

그림 31. 적용 결과 파이차트 비교 135

그림 32. 중복 검출 항목 135

그림 33. 검출 예제 1 136

그림 34. 검출 예제 2 136

그림 35. 신뢰성 시험 결과 보고서 137

그림 36. Inspector 및 타 도구 결과 138

그림 37. Code Inspector 결과 예제 139

그림 38. 타 도구 검사 결과 예제 140

그림 39. 시험 결과 보고서 141

그림 40. Controller Tester Test Function 생성 143

그림 41. 유사 도구 Test Fungtion 생성 143

그림 42. Controller Tester TC 자동 생성 144

그림 43. 유사 도구 입력 값 조합 생성 144

그림 44. Controller Test TC 편집 화면 145

그림 45. 유사 도구 TC 편집 화면 145

그림 46. Controller Tester Test 수행 146

그림 47. 유사 도구 Test 수행 146

그림 48. Controller Test 사용자 코드 삽입 147

그림 49. 유사 도구 사용자 코드 삽입 147

그림 50. Controller Tester 커버리지 화면 148

그림 51. 유사 도구 커버리지 화면 148

그림 52. Controller Tester 코드 내 커버리지 표시 149

그림 53. 유사 도구 코드 내 커버리지 표시 149

그림 54. 제어 흐름 그래프 150

그림 55. 프로그램 의미 분석 도구 Plug-In 153

그림 56. 정적 분석 도구 Plug-in 158

그림 57. 정적 분석 Plug-in 설정 화면 158

그림 58. 위배 요약 뷰 159

그림 59. 위배 상세 뷰 159

그림 60. 메트릭 뷰 160

그림 61. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 화면 165

그림 62. 동적 분석/단위 시험 지원 Plug-in 설정 화면 166

그림 63. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 커버지리 뷰 166

그림 64. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 커버 영역 표시 167

그림 65. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 Plug-in 메트릭 뷰 167

그림 66. 검증 데이터 상호 교환 도구 연동 개념 168

그림 67. 검증 데이터 상호 교환 도구 운용 개념 169

그림 68. 검증 데이터 상호 교환 도구 요구사항 식별 170

그림 69. 검증 데이터 상호 교환 도구 초기 화면 171

그림 70. 프로젝트 생성 171

그림 71. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 결과 입력 172

그림 72. 동적 분석/단위 시험 지원 도구 결과 입력 결과 172

그림 73. Simulation Trace Data 입력 173

그림 74. Trace Data 매핑 테이블 173

그림 75. MATLAB:Simulink F14 모델 변환 결과 178

그림 76. F14 모델 시뮬레이션 결과 178

그림 77. 정적 분석 도구 검증 프로세스 198

그림 78. 검증 프로세스 205

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