航空产业和计算机技术的持续发展使得机载软件多样化和复杂化,软件规模逐渐增大并且向并行化方向发展。机载并行程序的设计在提高软件效率的同时由于自身调度的不确定性,给程序带来了一些不易检测调试的潜在异常,潜在的异常很难通过当前的调试方式得到验证和修复,导致软件调试问题日益突出,这给软件质量的保证带来了极大的挑战,难以满足软件适航的安全性和可靠性要求。本文在研究分析国内外关于并行程序调试和异常检测的基础上,面向并行的C语言程序展开研究,以实现并行程序的过程重现、变量动态跟踪定位和异常检测定位为目的。首先,基于源代码插桩技术研究设计插桩信息模板库,用于获取程序运行时的实时执行信息以及进行异常的检测判断;接下来,以并行程序中的变量为研究对象,结合变量依赖关系和变量插桩模板提出了一种轻量级插桩的变量动态跟踪定位技术,实现变量的动态跟踪,与此同时研究了与变量相关的常规异常的运行时实时检测技术;其次,为了实现并行程序的可重现调试,提出了一种基于运行时轻量化混合监控的并行程序确定性重现技术,同时提出并行异常的检测方法;最后,基于Eclipse插件开发机制设计实现了可视化的机载并行程序适航验证工具,经实例验证该工具能够实现变量的动态跟踪定位和异常的检测定位,通过试验对比验证了本文提出的基于运行时轻量化混合监控的并行程序确定性重现技术的正确性,该方法能够在记录阶段减小时空开销,在回放阶段实现确定性的重现。