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Java卡虚拟机的设计与优化方案

作　者: 洪虹
导　师: 李文耀
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 智能卡 Java Card Java Card虚拟机
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 33次
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内容摘要


由于当前智能卡应用的飞速发展，对平台兼容性及运行速率的要求不断提高，因此作为智能卡更新升级版本的Java Card技术则越来越受到人们的广泛关注。而JavaCard系统多是采用软件虚拟机的方式来实现，但是因为系统软件平台本身占用了大量的资源，Java Card虚拟机执行效率不高，且不能适应有特殊要求的应用(如需要快速加解密运算)。在深入研究了Java卡系统架构，进一步分析了影响Java卡性能的主要因素之后，提出对应的优化措施。本文的成果和创新点如下：1．由于Java Card内部存储资源都集中在一张卡上，运用软件实现Java Card虚拟机将会占用很大的存储空间，并且降低运行效率，而且只适用于普遍的应用，因此，我们提出Java Card虚拟机的性能优化方案，目的是提高Java卡对存储空间的利用率和执行APP指令的运行速率。2．从硬件设计和信息存储角度提出Java卡硬件支撑平台的性能优化方案。3．针对目前市场上Java卡CPU成本较高，采用通用CPU核，软件实现JCRE，在硬件上对现有的Java Card做性能优化，采用实时操作系统来解决Java Card单线程问题，本文提出这种建立在硬件平台上的优化方案，将会大大改善Java Card的执行性能，使Java Card的可移植性更强，更适合多应用的场景。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 智能卡简介  7-8
  1.2 Java 卡简介  8-10
    1.2.1 什么是 Java 卡  8-9
    1.2.2 Java Card 技术  9
    1.2.3 Java Card 技术相对于智能卡的优势  9-10
  1.3 国内外 Java 卡的研究现状及进展  10-11
  1.4 课题的研究目的及意义  11
  1.5 本论文的主要研究内容及创新点  11-12
  1.6 本章小结  12-13
第2章 Java 卡实现原理及架构  13-24
  2.1 Java 技术  13-14
    2.1.1 Java 的概念  13-14
    2.1.2 Java 平台结构  14
  2.2 Java Card 的体系架构  14-20
    2.2.1 JavaCard 虚拟机（JCVM）  15-18
    2.2.2 Java Card 运行环境（JCRE）  18-19
    2.2.3 JavaCard 应用编程接口（API）  19-20
  2.3 Java Card 的关键技术  20-22
    2.3.1 JCVM 的实现  21-22
    2.3.2 JavaCard 安全性能实现  22
  2.4 本章小结  22-24
第3章 Java Card 性能优化方案  24-30
  3.1 JavaCard 程序执行  24-25
  3.2 Java Card 虚拟机解析执行优化  25-29
    3.2.1 Java Card 程序解析执行优化原则  26
    3.2.2 优化后的 Applet 存储结构  26-28
    3.2.3 优化后的 Applet 程序解析执行流程  28-29
  3.3 本章小结  29-30
第4章 JavaCard 虚拟机设计与实现  30-45
  4.1 Java Card 虚拟机总体框架  30-35
    4.1.1 Java Card 硬件支撑平台  30-33
    4.1.2 Java Card 虚拟机支撑框架  33-35
  4.2 卡下虚拟机 converter  35-36
  4.3 卡上虚拟机 Interpreter  36
  4.4 类加载和解析模块  36-37
  4.5 内存管理模块  37-41
    4.5.1 方法区、堆、类对象的内存管理  38-39
    4.5.2 内存管理实现  39-41
  4.6 执行引擎模块  41
  4.7 方法调用模块  41-42
  4.8 异常处理模块  42-43
  4.9 本章小结  43-45
第5章 优化方案测试结果  45-51
  5.1 测试方案  45-46
  5.2 测试执行方案  46-48
  5.3 解析执行优化增益测试  48-50
  5.4 本章小结  50-51
第6章 总结与展望  51-52
参考文献  52-54
致谢  54-55
附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文  55

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 设计与性能分析
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