计算机科学

软件心理学研究综述

黄抚群，刘斌，王轶辰

计算机科学. 2013, 40 (3): 1-7.

摘要 ( 179 )

PDF(747KB) ( 901 )

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软件是人思维的产物，人是决定其质量的关键性因素。随着“工程系统”向“社会技术系统”的扩展，软件心理学对软件工程的启发价值日益彰显。首先，总结了软件心理学的发展过程和研究体系。然后，论述了软件心理学6个主要领域的研究进展，分析了其对软件工程的启发价值，探讨了存在的不足及未来研究方向。最后总结了软件心理学的总体发展趋势。

植入城市计算综述

李拴保，傅建明，连向磊

计算机科学. 2013, 40 (3): 8-15.

摘要 ( 92 )

PDF(756KB) ( 378 )

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物联网通过感知技术实现物品与互联网的连接，云计算通过对共享资源的灵活整合和动态配置为用户提供面向需求的服务。基于上述背景，定义了植入城市计算的基本概念和功能框架，以植入城市计算应用场景为研究对象，比较了物联网技术与传统方法的数据采集、服务提供，论述了在人与环境交互中的感知应用部署、数据捕获、信息传播，阐述了云计算面向用户提供的数据管理服务、感知应用服务、位置查询服务。围绕植入城市计算的安全和隐私问题，对RFID隐私保护和身份认证、无线传感器网络密钥管理、参与感知隐私匿名化、云计算可信访问控制等进行了分析，并提出了进一步的研究方向。

基于故障的布尔表达式测试技术综述

孙昌爱，程庆顺

计算机科学. 2013, 40 (3): 16-23.

摘要 ( 141 )

PDF(753KB) ( 627 )

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布尔表达式是软件规格说明与程序实现中的关键成份，严重影响软件的正确性。如何有效地测试布尔表达式是软件测试领域的一个重要研究方向。介绍了基于故障的软件测试的基本概念与原理，归纳了布尔表达式的各种故障类型，讨论了不同故障类型之间的检测包含关系;评述了几类代表性的面向布尔表达式的测试策略，提出了一种比较框架并比较了各种策略的适用情形、故障检测能力与测试用例精简程度。针对现有研究工作的不足，探讨了几个值得研究的问题，简要介绍了近年来此领域的研究工作。

存储系统负载自相似性研究综述

邹强，程强

计算机科学. 2013, 40 (3): 24-30.

摘要 ( 122 )

PDF(626KB) ( 525 )

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I/O突发是造成I/O瓶颈的一个主要原因，研究I/O负载中普遍存在的突发性并对负载进行精确合成，对存储系统设计及其性能评价具有重要意义。对实际I/O负载的研究表明，传统的泊松假定难以准确地描述长时间范围内的I/O突发行为。研究发现，I/O突发在不同时间尺度下具有相似性，即I/O负载具有自相似性，因此，自相似模型被用来刻画I/O负载中的长相关性。针对I/O负载自相似参数估计，总结了各种常用的时域和频域估值方法。着重对已有的I/O负载合成模型进行了剖析，讨论了各种自相似模型、多分形模型以及alpha稳定模型的特点。探讨了有待解决的开放性问题，并对I/O负载自相似性研究的发展趋势进行了展望。上述工作将对存储负载的自相似性研究提供有益参考。

融合动态采样剖析的可重构指令集处理器

张惠臻，王超

计算机科学. 2013, 40 (3): 31-35.

摘要 ( 114 )

PDF(417KB) ( 361 )

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可重构指令集处理器能够根据应用程序特点动态扩展其指令集，其硬件架构和软件工具的设计与传统设计有很大不同。在研究可重构指令集处理器软硬件特性的基础上，提出一种集成动态采样剖析硬件的可重构指令集处理器架构。该处理器具有3种不同的工作模式，它通过剖析硬件采样获取程序热点，利用配套工具链半自动地完成指令扩展生成、编译器重定向和可编程硬件逻辑配置，从而获得在不同嵌入式应用领域的硬件适应性和软件兼容性。针对性的实验结果表明，该处理器架构的采样剖析机制准确有效，并且在增加有限的硬件开销的情况下，能够很好地适应应用变化。

基于MPI和CUDA的蛋白质定量软件的设计和分析

詹科，王靖，袁良，张云泉

计算机科学. 2013, 40 (3): 36-37.

摘要 ( 124 )

PDF(224KB) ( 461 )

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介绍了蛋白质定量软件的设计及测试结果，分析结果表明:P-QuantWiz软件在曙光600。的Intel集群部分，测试规模达到2048核，在256核加速比仍在增加。相对P-QuantWiz软件在单CPU运行的结果，PG-QuantWiz软件在单CPU运行的加速比为8.1，在16个GPU上运行的加速比为14.18，并行效率为89%。

一种周期性MapReduce作业的负载均衡策略

傅杰，都志辉

计算机科学. 2013, 40 (3): 38-40.

摘要 ( 138 )

PDF(500KB) ( 432 )

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MapReduce任务负载均衡主要是通过分区函数来实现的，Hadoop默认的分区函数并不能很好地保证reducer的负载均衡。针对周期性的业务处理提出了一种基于权重计算的负载均衡策略，周期性任务的数据分布与历史数据相比具有相似性。本策略根据历史数据运行的信息运算出数据权重信息(文中用权重表示每条记录的处理复杂度)，再通过Map阶段抽样分析当前这批数据的分布特征来预测待处理数据带权重的整体近似分布情况，从而指导Reduce分区，以保证其负载均衡。通过简单的例子仿真了整个策略的运作过程，并且对比了与TeraSor、思路的不同点。最后通过分析用户访问视频的日志证明了文中提到的策略比默认的策略性能提高了接近1倍。

一个针对并行模拟引擎的性能评测实例

吴志敏，吕慧伟，陈明宇

计算机科学. 2013, 40 (3): 41-45.

摘要 ( 125 )

PDF(405KB) ( 422 )

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SimK是由中科院计算所体系结构国家重点实验室开发的一个并行离散时间模拟引擎。基于已经发布的SimKl.0版本，对任务划分及同步推进阻塞控制进行了功能扩展，开发了SimK的1.1版本。同时由于缺乏一个专门对SimK模拟性能评测的Benchmark以及全面的评测结果，首先讨论了并行模拟引擎Benchmark的设计准则，之后介绍了开发的Benchmark-PassBa11，并且使用它对SimK的强弱扩展性、组件负载不均衡情况下的强扩展性进行了评测，同时对比了组件负载不均衡和均衡情况下的加速比，探讨了模拟计算量的变化对模拟加速比的影响，并讨论了Benchmark的适用性。通过实验讨论得出:a) PassBa11可以作为并行模拟引擎SimK性能评测Benchmark，亦可用于其他并行模拟引擎性能的评测;b) SimK具有良好的强弱扩展性;c)负载平衡和模拟计算量都会对并行模拟加速比产生影响。

基于GPU的高性能稀疏矩阵向量乘及CG求解器优化

王迎瑞，任江勇，田荣

计算机科学. 2013, 40 (3): 46-49.

摘要 ( 264 )

PDF(326KB) ( 1245 )

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以有限元/有限差分等为代表的一类数值方法，其总体矩阵常常具有“带状”、稀疏的特点。针对“带状”稀疏矩阵，提出和实现了一种高效的矩阵向量乘存储格式和算法“bDIA"。基于nVidia的GTX280系列GPU对其进行了测试，结果显示:与CUSP支持的5种常见稀疏矩阵存储格式和算法相比较，所提出的bDIA格式以及相应的spMV算法的单双精度浮点效率均可以提高1倍以上，并突破了该系列GPU在spMV计算时4%的单精度浮点效率上限和22.2%的双精度浮点效率上限;应用于共扼梯度(CG)与稳定双共扼梯度(BiCGStab)求解器，相对于DIA格式均有1.5倍左右的加速。

一种基于MapReduce的防火墙策略冲突并行化检测及消解模型

肖淇，秦云川，阳王东，李肯立

计算机科学. 2013, 40 (3): 50-54.

摘要 ( 102 )

PDF(423KB) ( 493 )

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防火墙在网络安全中起到很重要的作用，其中防火墙策略中的规则决定了网络数据包被“允许”或被“拒绝”进出网络。对于大型网络来说，由于规则太多，管理者很难保证其中不出现冲突，因此策略中规则冲突的检测及解决成为了保证网络安全的重要方面。提出了一种基于MapReduce模型的防火墙策略冲突检测解决算法，它对由基于规则的分段技术得到的片段进行自定义的排序，之后将其转化为规则的形式来代替原来的规则进行数据包的过滤。片段间两两不相交且匹配的包只执行一种动作，从而消除了冲突。

基于超算平台的公共Wi-Fi无线网络无痕信息获取与舆情分析系统研究

杨明，舒明雷，顾卫东，郭强，周书旺

计算机科学. 2013, 40 (3): 55-58.

摘要 ( 125 )

PDF(367KB) ( 470 )

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提出一种利用国家超级计算济南中心的千万亿次计算平台对整个城市范围内的公共Wi-Fi无线网络进行信息获取和奥情分析的系统，它基于非介入式的无线数据包捕获技术、Web页面还原与容错修复技术、多种文本挖掘技术和海量数据处理技术，可对公共W i-Fi无线网络中的各种非法行为进行取证，对网络奥情进行准确分析和预测，可为相关部门的网络典论导向工作提供全面准确的参考。

大尺度图像编辑的泊松方程并行多重网格求解算法

杜振龙，李晓丽，郭延文，杨小健，沈钢纲

计算机科学. 2013, 40 (3): 59-61.

摘要 ( 104 )

PDF(304KB) ( 603 )

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随着获取设备的发展，大尺度、高分辫率数字图像已逐步进入人们的生活，大尺度图像的梯度域编辑显得更为重要，求解大规模未知数的泊松方程是大尺度图像梯度域编辑的关键。传统多重网格算法的迭代、约束和插值操作单独进行，内存和外存间通讯量大，算法效率低，为此提出了一种面向大尺度图像梯度域编辑的并行多重网格求解泊松方程的算法。该算法利用多重网格的迭代、约束和插值过程的内存数据访问局部性和更新相关性，构造滑动工作窗口，使迭代、约束和插值操作并行运行，提高了多重网格算法求解泊松方程的计算效率。全景图拼接实验表明，所提算法的运行效率高于超松弛迭代、高斯塞德尔迭代和传统多重网格算法。

基于Fermi架构的Join算法

李观钊，陈思桐，甄真，陈虎

计算机科学. 2013, 40 (3): 62-67.

摘要 ( 256 )

PDF(554KB) ( 461 )

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在列数据库中，连接操作依然是最核心和最耗时的操作，GPU强大的计算能力可为此提供新的优化手段。基于Fermi架构，提出了新的Hash Join算法和Sort merge Join算法，其基本思想是充分利用该架构新增的缓存结构来减少连接操作的cache缺失率。与CUDA stream技术相结合，新算法在输出结果较多时可以有效地隐藏主存与显存间数据传输带来的延迟，进一步提升其执行效率。实验结果证实了基于Fcrmi架构的Hash Join算法处理偏抖数据的高效性及Sort merge Join算法的稳定性，并且通过比较表明，这两种算法的性能全面优于基于多核CPU充分优化的Join算法，最大加速2.4倍，在外键分布高偏抖时新的Hash Join算法的执行速度甚至达到每秒217M元组。

面向骨干网NIDS的细粒度并行多模式匹配方法

邵宗有，刘兴奎，刘新春，孙凝晖

计算机科学. 2013, 40 (3): 68-73.

摘要 ( 118 )

PDF(614KB) ( 409 )

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随着网络带宽的快速增长，互联网正面临着日益严重的安全威胁。网络入侵检测系统(KIDS)利用模式匹配等技术对网络报文进行分析和检测，是防范网络威胁、保护网络安全的一种有效手段。但模式匹配消耗巨大的计算量，现有的技术难以满足10Gbps以上骨干网络KIDS的需求。提出了基于B1oom filter的细粒度并行模式匹配技术PBPM(Parallel-B1oom-filter-based multi-Pattern Matching) , PBPM利用多个相同的B1oom filter分别从输入文本的不同位置处并行匹配，每个周期可完成多个字符的匹配，显著提高了匹配速率。详细讨论了在FPGA上的实现方式，在Snort 2.9规则集上的测试结果表明，PBPM能够提供超过20Gbps的模式匹配需求。

基于分布式存储的正则表达式匹配算法设计与实现

李璋，杜慧敏，张丽果

计算机科学. 2013, 40 (3): 74-76.

摘要 ( 154 )

PDF(281KB) ( 609 )

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深度包检测(Deep Packet Inspection, DPI)是一种先进的包过滤技术，广泛应用于防火墙中。基于正则表达式的模式匹配算法已成为实现DPI的重要方法之一，传统的正则表达式匹配算法的时间复杂度较高，不能实时进行网络安全的防护。为了提高正则表达式匹配算法的实时性，提出一种基于分布式存储的正则表达式匹配并行算法，该算法通过对数据进行步长计数，采用分布式存储，实现了并行处理。实验分析表明，与传统的串行算法相比，该算法匹配速度至少提高5倍，能够有效降低算法时间复杂度，提高匹配效率。

支持多集群数据并行的On-demand文件传输算法

魏晓辉，周芹芹，李洪亮

计算机科学. 2013, 40 (3): 77-78.

摘要 ( 124 )

PDF(258KB) ( 421 )

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数据密集型应用通常需要在广域网分布式共享计算环境中高效地传输海量数据。并行处理中，大量的数据需要在生成集群、存储集群、处理集群间进行传输。针对该传输问题提出了一个支持多集群数据并行传输的按需文件传输算法(On-demand File Transfer)，该算法以批量传输请求的整体完成时间最小为目的，根据集群内部快速传输的特点，实现目的端并行，分散单个节点的传输负载;在传输路径上，采用多重路径和多跳路径分割方法实现并行传输。对于批量传输请求，依据每个请求的传输负载，全局按需分配带宽，以解决传输路径的带宽冲突，从而充分利用当前网络带宽，快速传输批量传输请求。

基于OpenCL的均值平移算法在多个众核平台的性能优化研究

庞旭，张云泉，龙国平，贾海鹏，颜深根

计算机科学. 2013, 40 (3): 79-85.

摘要 ( 170 )

PDF(931KB) ( 740 )

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OpenCL作为一种面向多种平台、通用目的的编程标准，已经对许多应用程序进行了加速。由于平台硬件和软件环境的差异，通用的优化方法不一定在所有平台都有很好的加速。通过对均值平移算法在GPU和APU平台的优化，探讨了不同平台各种优化方法的贡献力，一方面研究各个平台的计算特性，另一方面体会不同优化方法的优劣，在优劣的相互转化中寻求最优的解决方案。实验表明，算法并行优化前、后在AVIV 5850,Tesla 02050和APU A6365。上分别达到了9.68, 5.74和1.27倍加速，并行相比串行程序达到79.73,93.88和2.22倍加速，前两个平台OpcnCL版本相比，CUVA版本的OpenCV程序达到1.27和1.24倍加速。

DRR:一种多维案例检索优化算法研究

汪璟玢，胡烜

计算机科学. 2013, 40 (3): 86-88.

摘要 ( 127 )

PDF(318KB) ( 387 )

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基于本体的案例检索系统中，由于数据库中的案例数量随着时间的推移而成倍增加，案例检索的效率不断降低。提出了一种多维案例检索算法—DRR，该算法通过将多维空间案例点降维成二维空间点，利用一个二维空间点来代表类案例点组成的集合，并对此二维空间点建立R树空间索引，通过两级检索的方法，加速了检索效率和准确率。实验证明，该方法不仅提高了案例检索的准确率，还极大地提高了案例检索的效率。

基于用户的Web服务FRC评估选择模型

王海艳，王随昌

计算机科学. 2013, 40 (3): 89-94.

摘要 ( 117 )

PDF(518KB) ( 356 )

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Web服务非功能属性评佑是服务选择的重要前提，而目前的服务评佑方法没有根据各非功能属性内在特征进行其属性值的评估，也没有考虑用户对多个属性的复杂需求，无法有效地选择出真正满足用户需求的最佳服务。因此从用户角度出发，提出了基于用户的Web服务FRC评佑选择模型，模型考虑了用户对各个属性的需求，并根据非功能属性隶属的不同数学性质，将隶属度的概念、模糊评判理论、概率统计方法和TOPSIS多属性决策法应用于模型，建立了模糊性子模型F和随机性子模型R，最终通过确定性子模型C综合评估来实现服务选择。仿真实验结果表明，该模型能较好地根据用户需求有效实现服务选择。

基于R的并行统计计算

宋磊，尹俊平，陈虹

计算机科学. 2013, 40 (3): 95-99.

摘要 ( 140 )

PDF(447KB) ( 665 )

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随着统计分析中数据规模和复杂性的不断增加，高性能计算也开始在金融、经济和管理等统计计算主导的领域中发挥重要的作用。将对基于R的统计分析中并行计算技术的发展现状和最新进展做一个综述，重点从用户的角度考察R在不同体系结构计算平台上并行统计计算的实现。一个人造和真实应用的测试表明了其应用效果。

基于Hadoop的高性能海量数据处理平台研究

翟岩龙，罗壮，杨凯，徐晟晨

计算机科学. 2013, 40 (3): 100-103.

摘要 ( 142 )

PDF(334KB) ( 583 )

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海量数据高性能计算蕴藏着巨大的应用价值，但是目前云计算体系只具有海量数据处理能力，而不具有足够的高性能计算能力。将具有超强并行计算能力的CPU与云计算相融合，提出了基于CPU/GPU协同的异构高性能云计算体系结构。以开源Hadoop为基础，采用注释码的形式对MapReduce函数中需要并行的部分进行标记。通过定制GPU类加载器，将被标记代码转换为CUDA代码并动态编译运行。该平台将GPU的计算能力融合到MapReduce框架中，可高效处理海量数据。

基于InfiniBand网络的消息可扩展技术研究

彭龙根，尤洪涛，尹万旺

计算机科学. 2013, 40 (3): 104-106.

摘要 ( 135 )

PDF(622KB) ( 1300 )

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InfiniBand是目前HPC系统互连的主流网络之一，其提供的可靠连接传输服务因为支持RDMA、原子操作等功能而被广泛应用于MPI等并行应用编程模型。但是支撑可靠连接所需的消息队列及缓冲区开销往往会随着并行规模的扩大而急剧增加，从而制约了应用规模的扩大。为了解决这种内存开销带来的消息可扩展性问题，先从InfiniBand传输优化方面介绍了共享接收队列和扩展可靠连接技术，然后基于并行通信模型提出了分组连接技术。通过这些技术可以将节点内存开销减少2个数量级，并且开销不会随并行规模的扩大而明显增加。

单节点多GPU集群下HPL动态负载均衡优化

陈任之，黄立波，陈顼颢，王志英

计算机科学. 2013, 40 (3): 107-110.

摘要 ( 225 )

PDF(306KB) ( 883 )

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现有CPU加速的高性能Linpack基准测试程序(HPL)一般采用基于实际运算能力的动态负载均衡算法来实现。然而该算法在单节点多GPU的平台上表现不佳，其原因是单节点多GPU平台上单个GPU计算量小，并且GPU与CPU的总性能差距较大。为此，提出了经验指导的动态负载均衡算法以及多GPU自适应负载均衡算法，并且在单节点多GPU平台上进行了验证，结果显示，其比现有的基于NVIDIA费米GPU的HPI有6.3%的加速效果。

基于OpenCL的连续数据无关访存密集型函数并行与优化研究

蒋丽媛，张云泉，龙国平，贾海鹏

计算机科学. 2013, 40 (3): 111-115.

摘要 ( 157 )

PDF(697KB) ( 534 )

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连续的数据无关是指计算目标矩阵连续的元素时使用的源矩阵元素之间没有关系且也为连续的，访存密集型是指函数的计算量较小，但是有大量的数据传输操作。在OpenCL框架下，以bitwise函数为例，研究和实现了连续数据无关访存密集型函数在GPU平台上的并行与优化。在考察向量化、线程组织方式和指令选择优化等多个优化角度在不同的GPU硬件平台上对性能的影响之后，实现了这个函数的跨平合性能移植。实验结果表明，在不考虑数据传输的前提下，优化后的函数与这个函数在OpenCV库中的CPU版本相比，在AMD HD 5850 GPU达到了平均40倍的性能加速比;在AMD HD 7970 GPU达到了平均90倍的性能加速比;在NVIDIA Tesla 02050 CPU上达到了平均60倍的性能加速比;同时，与这个函数在OpenCV库中的CUDA实现相比，在NVIDIA Tesla 02050平台上也达到了1.5倍的性能加速。

一个结构网格并行CFD程序的单机性能优化

车永刚,张理论，王勇献,徐传福,刘巍，王正华，刘化勇

计算机科学. 2013, 40 (3): 116-120.

摘要 ( 128 )

PDF(454KB) ( 420 )

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从单机性能优化角度对一个高阶精度结构网格CFI)并行程序进行了优化。通过识别关键变量并对其进行常量参数化优化，使编译器能够实现更高级别的针对性优化;根据程序数据结构特点及访问模式，设计了分级数据缓存技术，使程序主要计算代码能够以更优的方式访问主要数据结构，提高了访存空间局部性;进行了各种循环变换，以优化访存性能。在国家超算长沙中心“`Tianhe—lA'，并行机上的测试结果表明，相对于采用Intel编译器最高优化级别的版本，其对10。万网格点二维翼型算例，串行程序性能提高约22.2%-28.9%;对1. 12亿网格点三角翼算例，并行程序性能提高约13.9%-20.2%。

异构计算中体系结构感知的并行任务分簇方法

郝水侠,曾国荪

计算机科学. 2013, 40 (3): 121-125.

摘要 ( 132 )

PDF(420KB) ( 346 )

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异构计算是高效能计算发展的必然趋势，针对异构计算运行中并行任务和体系结构难匹配的问题，提出了实现并行任务和体系结构匹配的并行任务分簇方法。首先给出效能的概念及异构计算中体系结构感知的分簇问题，然后从理论上分析了异构匹配与效能的关系，提出了实现异构计算匹配和结构匹配的分簇理论，目的是发挥异构计算中机器的潜能，协同处理并行任务，实现高效能。在此基础上，给出相应的算法。最后通过仿真实验说明，该方法可通过簇图与体系结构的匹配缩短通信开销在执行时间上所占的比例，从而缩短并行执行时间，以提高系统利用率，最终实现异构计算的高效能。

一种改进的并行Orthodir (m)算法

左定喜,吴帆,李肯立

计算机科学. 2013, 40 (3): 126-127.

摘要 ( 173 )

PDF(227KB) ( 417 )

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通过将Orthodir(二)算法的两个向量内积改成几个连续内积，改变算法数据相关性，提出了改进的Orthodir (m)算法(IOrthodir(二)算法)。改进的算法具有与原算法相同的收敛性。理论分析表明，当处理器数目达到一定数量时，IOrthodir(二)算法计算速度快于原算法，扩展性方面也要优于Orthodir(yn)算法。实验证实，IOrthodir(二)算法优于Orthodir(m)算法。

CC$:一种面向分布式众核平台的并行编程语言

吴峻峰,许跃生,张永东,江颖,叶纬材

计算机科学. 2013, 40 (3): 128-132.

摘要 ( 337 )

PDF(447KB) ( 555 )

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CC$是一种并行编程语言，目的是解决分布式众核并行计算机的编程困难。CC$的编程模型以Multi BSP 模型为基础，将分布式众核并行计算机的硬件架构抽象为3层。数据按照存储的层次和共享范围分为5类，以便在不同层次上提供共享。LL$还提出一类虚拟指令来解决不同层次之间的数据交换，实现数据访问的逻辑化描述。并行程序按照3层Multi BSP超步嵌套执行。CC$具有统一的编程风格、内建的多层会共地址空间、数据访问请求的表达式描述和数据传输编译优化4大特点。测试表明，CC$程序的运行效率高，易学易用，大幅地缩短了开发周期。

超级计算中心核心应用的浅析

党岗,程志全

计算机科学. 2013, 40 (3): 133-135.

摘要 ( 123 )

PDF(400KB) ( 498 )

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目前，我国国家级超算中心大多采用“地方政府投资、以市场为导向开展应用”的建设思路，地方政府更关心涉及本地企事业单位的高性能计算应用和服务，超算中心常被用于普通的应用，很难充分发挥超级计算的战略作用。如何让超算中心这艘能力超强的航母生存下来，进而“攻城掠地”，推动技术创新，一直是业内人士研究的课题。初步探讨了国内超算中心核心应用所面临的挑战，提出了超算中心核心应用服务地方建设的几点建议。

面向可靠性一费用优化的网格任务调度模型及算法研究

阎朝坤,胡志刚,李玺,罗慧敏

计算机科学. 2013, 40 (3): 136-141.

摘要 ( 103 )

PDF(889KB) ( 371 )

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网格资源的异构性、动态性等特征使得网格任务调度仍面临着诸多问题。针对传统可靠性评佑模型仅考虑资源失效的问题，在考虑本地任务会抢占网格任务执行资源的情况下，引入任务执行延期失效，从而建立了一种新的网格资源可靠性评估模型。该模型使用随机服务系统理论建模网格资源的动态负载压力，给出了任务在资源上的执行可靠性的计算方法及证明。基于建立的网格资源可靠性模型，建立了面向可靠性和费用的多目标任务优化调度模型，以获得最大化任务执行可靠性、最小化任务执行费用的任务调度策略。针对该NP问题，采用化学反应优化算法对该优化问题进行求解，并给出了算法4种操作的具体实施方法。仿真实验表明，所提出的可靠性评估模型更符合真实的网格系统，与遗传算法、粒子群算法相比，化学反应优化算法能更好地解决可靠性一费用双目标优化的网格任务调度问题。

面向异构计算平台的列数据库调度方法研究与实现

罗伟良,李观钊,陈虎,荣霓

计算机科学. 2013, 40 (3): 142-146.

摘要 ( 115 )

PDF(491KB) ( 492 )

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由多核CPU和GPU构成的异构计算平台已经成为当前高性能计算的重要发展方向。为了有效提升列数据库的查询性能，充分利用异构计算平台的计算资源，在一套已定义的列数据库原语集合的基础上，提出了一套原语调度方法。该方法包括原语执行机制、基于动态规划的CPU原语调度方法和基于〔}PU显存管理机制的GPU原语调度方法。这使得系统可合理利用多核CPU计算资源，有效利用GPU显存中数据的局部性，以提升整体性能。对"I'PG H基准程序中几个典型查询进行了测试，结果表示，CPU原语调度方法使查询更稳定，GPU原语调度方法使查询更快。同时通过实验发现了此异构计算平台下的列数据库调度方法存在的不足，这为后续工作指明了改进方向。

三维海战场雷达探测可视化研究与实现

韩晓宁,陈希,王娇艳

计算机科学. 2013, 40 (3): 147-150.

摘要 ( 133 )

PDF(609KB) ( 598 )

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雷达探测可视化是战场态势展示中的重要组成部分，是作战态势推演、态势评估等的必要依据。针对三维海战场雷达探测可视化需求，深入研究了多干扰下雷达探测问题，给出了探测范围三维可视化模型和相应的绘制方法，结合三维海战场环境、动态目标、干扰机干扰等战场态势要素，实现了三维海战场多干扰下雷达探测的动态绘制，从而丰富了战场态势的展现内容，增强了三维海战场指挥决策能力。

无线mesh传感器网络跨层路由算法

李勇,郭墨飞,王平,夏青

计算机科学. 2013, 40 (3): 151-154.

摘要 ( 88 )

PDF(433KB) ( 456 )

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针对无线mesh传感器网络的需求，提出一种综合量度的跨层路由协议H工.S。算法H工S利用底层的链路质量信息、MAC层时隙分配信息，结合跳数对备选路径做出综合判断，避开质量较差的链路和负载较重的节点。路由发现过程中在中间节点设置链路质量和节点负载阂值，并根据相关信息进行延时转发操作，以减少不必要的路由开销。在路由维护阶段使用主动和被动相结合的方式全面检测路由路径。NS2的仿真结果表明，HLS协议在吞吐量、端到端时延以及网络生存时间上有更好的表现。

移动传感器网络节点快速一致性滤波定位

钱慧,周样云,许志猛,余轮

计算机科学. 2013, 40 (3): 155-158.

摘要 ( 89 )

PDF(324KB) ( 347 )

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针对移动传感器网络拓扑结构的动态特性，提出了一种快速卡尔曼一致性滤波定位算法。该算法依据Mc- tropolis准则，仅利用通信节点之间的RSSI值快速调整融合步长。在网络拓扑结构未知的情况下，利用卡尔曼一致性滤波定位算法实现位置求精。仿真结果表明，与Saber算法相比，该方法能够在降低通信量的同时，提高节点的定位精度，适合移动传感器网络。

面向多业务通信调度的优先级排队模型研究

柯鹏,金姗姗,李文翔

计算机科学. 2013, 40 (3): 159-162.

摘要 ( 118 )

PDF(309KB) ( 621 )

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互联网业务的快速发展为数据的高效传输提出了挑战，需要一种有效的数据包调度方案来满足各项业务的 QoS需求。基于数据包的时延敏感性、长度等属性，采用优先级排队模型研究各种调度策略的性能，指出非抢占式短包优先策略能提供最小的总体时延;在此基础上对时延敏感业务和非时延敏感业务采用不同的策略，设计最优化传输性能的业务调度多优先级排队模型o NS-2平台下的仿真实验证明了所提模型的优越性，并演示了不同流量下的数据包排队特性，以及包交付率、吞吐量、时延等指标的变化规律，从而为性能的优化提供了参照。

基于多事件并发的无线传感网数据一致性信任评价

沈海波,张宏,姜海涛,刘方斌

计算机科学. 2013, 40 (3): 163-166.

摘要 ( 110 )

PDF(344KB) ( 326 )

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目前无线传感器网络的信任评价模型主要研究节点通信方面的信任，很少研究节点发送数据一致性方面的信任。数据一致性信任评价要求一段时间以内传感区域只发生一个事件，否则不但不能准确区分多个事件，还会把合法节点与恶意节点混淆，针对这一局限，提出一种适用于多事件并发的数据一致性信任评价方法。仿真结果表明，在传感区域多事件并发的时候，该方法能准确区分多个事件，也能发现并排除恶意节点，降低误判率。

一种支持邻居负载感知的动态负载平衡扩散算法

余鑫,张斌

计算机科学. 2013, 40 (3): 167-169.

摘要 ( 94 )

PDF(315KB) ( 335 )

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动态负载平衡是网络节点之间负载分布调整的主要手段。负载平衡中的扩散算法与其他算法相比具有各节点同步执行，迁移开稍较小、不存在中心节点瓶颈等优势。对FOS (First Order Scheme)扩散算法进行改进，提出了支持部居负载感知的动态负载平衡扩散算法(NLA LI3)。采用了发送者启动的策略来建立迁移组，利用节点的部居负载信息计算负载交换的影响因子，以实现对H)S算法的加速改进。实验证明，该算法有效提升了收敛速度。

基于网络编码的车载移动网络数据传输优化

李繁,金明录

计算机科学. 2013, 40 (3): 170-174.

摘要 ( 88 )

PDF(796KB) ( 367 )

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车载网络系统已成为未来网络通信的重要发展趋势之一。通过车载网络系统，汽车与汽车间可以实时地分享行车信息，以避免车祸的发生，同时可以通过点对点信息分享的技术来传输数字多媒体信息。通过网络编码的方式来传递封包，针对汽车行进方向来分群组，并且通过结合ROMSGP的分组方法及改善VANETCODE的优先权设定策略来改善车载网络系统的整体性能。最后，通过仿真实验验证了该算法的有效性，并与原VANETCODE算法进行了性能对比。仿真结果表明:优化后的VANETCODE在性能上有了显著的改善。

一种基于Bloom过滤器的服务模糊匹配算法

赵文栋,张进,彭来献,田畅

计算机科学. 2013, 40 (3): 175-179.

摘要 ( 110 )

PDF(429KB) ( 458 )

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针对基于内容的发布/订阅系统中常用的查找匹配算法要求严格、不能很好地支持服务模糊匹配的问题，提出了一种支持模糊匹配的服务匹配算法。该算法的基本思想是首先将服务与需求分别用两个Bloom过滤器来表示，然后通过比较两个Bloom过滤器比特向量的相似程度，估算需求与服务之间的匹配程度。理论分析及仿真结果表明，此算法可通过简单的Bloom过滤器运算实现基于内容的服务模糊匹配，准确度在95%以上。

一种基于无监督免疫优化分层的网络入侵检测算法

林冬茂,薛德黔

计算机科学. 2013, 40 (3): 180-182.

摘要 ( 97 )

PDF(344KB) ( 369 )

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高校网络被外网访问时，外网访问数据没有类别标记，导致数据识别特征不明显，传统的入侵检测模型不能有效提取出无监督外网访问数据中的识别特征，无法准确训练入侵检测模型，造成高校网络入侵检测准确度不高。为了解决这一难题，提出一种基于无监督免疫优化分层的入侵检测算法，即在免疫网络中对数据进行学习，用小规模的网络完成数据压缩，集中增强数据的识别特征，运用分层聚类方法分析网络，完成数据模型的建立。仿真实验表明，这种无监督入侵检测模型方法克服了高校网络外网访问数据的识别特性不明显，提高了高校网络入侵检测的准确率，取得了满意的结果。

一种改进粒子群迭代优化的集成网络智能节点部署算法

任剑锋,张永强

计算机科学. 2013, 40 (3): 183-186.

摘要 ( 89 )

PDF(322KB) ( 399 )

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为了解决复杂环境中集成网络系统的智能节点交又覆盖和相互千扰对智能节点最优位置选择的影响问题，提出了一种改进粒子群迭代优化的集成网络智能节点部署算法。在该算法中，首先将集成网络系统智能节点部署模型转化为在交又率和千扰约束目标下的优化问题;然后利用改进粒子群算法对节点部署方案进行映射，依据粒子粒距聚类度和粒子信息墒对粒子权值进行修正，再计算粒子的适应度值，对粒子的局部最优解和全局最优解进行更新;最后利用粒子速度和位置更新策略对智能节点部署进行迭代优化。仿真对比实验证明，该算法具有较好的收敛速度，且收敛值更优，有效地保证了在覆盖率最大时干扰最小。

无线传感器网络中的病毒传播动力学研究

庄克深,张宏,张棍,姜海涛

计算机科学. 2013, 40 (3): 187-191.

摘要 ( 122 )

PDF(417KB) ( 467 )

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从无线传感器网络的基本特征出发，结合传感器病毒感染过程的具体特点，对无线传感器网络上的病毒传播动力学进行研究。分别使用均匀随机分布、簇分布、二维高斯分布、随机格状分布方法来建立平面无线传感器网络模型;结合传染病理论，考虑了无线传感器网络的传播特征以及不同的MAC机制对传感器网络中病毒传播的影响，建立了无线传感网中病毒传播模型。仿真实验表明，有局部聚集的节点散布方式会加快病毒的传播，而采用休眠唤醒机制的通信方式能够限制病毒传播的速度，降低病毒在传感器网络中快速扩散的风险。

面向Web服务的SAML路径验证协议及其性能分析

张斌,王曦

计算机科学. 2013, 40 (3): 192-196.

摘要 ( 114 )

PDF(389KB) ( 348 )

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基于PKI的签名机制在保护SAMI、断言传递时存在增加SOAP消息长度、显著降低Wcb服务响应速度的问题。为此，提出了基于身份聚合签名的SAML路径验证(

微内核中断机制的形式化设计与验证

李康杰,钱振江,黄皓

计算机科学. 2013, 40 (3): 197-200.

摘要 ( 128 )

PDF(410KB) ( 524 )

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操作系统的正确性和安全性很难用定量的方法进行描述。形式化方法是操作系统设计和验证领域公认的标准方法。以操作系统对象语义模型(OSOSM)为基础，采用形式化方法对微内核架构的中断机制进行了设计和验证，在自行开发的安全可信操作系统VTOS上加以实现，采用Isabelle/HOL对设计过程进行了形式化描述，对VTOS中断机制的完整性进行了验证，这对操作系统的形式化设计和验证工作起到了一定的借鉴意义。

一种改进的针对滑动窗口模幂运算实现的密码数据Cache计时攻击

周平,寇应展,王韬,赵新杰,刘会英

计算机科学. 2013, 40 (3): 201-205.

摘要 ( 97 )

PDF(429KB) ( 804 )

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RSA,DSA等公钥密码大都基于“滑动窗口”算法实现模幂运算，其运算过程中进行的Cache访问会产生旁路信息泄漏并用于密钥破解，基于Cache访问泄漏的幂指数分析算法是提高攻击效率的关键。通过分析现有攻击的不足，进一步分析了预计算乘法因子到Cache的映射规律，提出了一种基于窗口值判定的幂指数分析改进算法;以基本模幂运算为例，通过实际攻击实验验证改进算法的效率，结果表明改进算法可恢复出60%的幂指数位，优于前人最好工作的4700;最后以RSA和DSA为例，给出了改进算法对密钥分析的影响。

基于模型的Fuzzing测试脚本自动化生成

侯莹,洪征,潘增,吴礼发

计算机科学. 2013, 40 (3): 206-209.

摘要 ( 122 )

PDF(302KB) ( 511 )

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针对基于知识的Fuzzing测试技术存在脚本编写工作量大的问题，提出一种基于模型的Fuzzing测试脚本自动生成方法。方法首先以高阶属性文法形式化地描述数据模型，获取统一的、与测试环境无关的数据格式描述;然后依据文法模型，将样本解析为带格式知识的文法分析树;最后建立文法分析树与测试逻辑的关联关系，实现自动化的测试脚本生成。实验结果表明，所提出的方法能够自动生成有效的测试脚本，并发现软件中潜在的安全漏洞。

云环境下基于BN模型的虚拟机安全部署模型

孙磊,杨星,马自堂

计算机科学. 2013, 40 (3): 210-214.

摘要 ( 146 )

PDF(676KB) ( 367 )

相关文章 | 多维度评价

针对云计算环境下多用户共享硬件资源带来的安全风险，提出了虚拟机安全邵署模型CVDBN，基于BN模型设计了安全部署规则，以满足云计算环境下利益冲突用户对于虚拟机部署的安全隔离需求。最后设计了虚拟机安全部署模块和安全部署算法。仿真实验结果证明了该模型和算法的有效性和可用性。

基于GRoundTram的软件产品线设计模型的同步方法

邱连启,沈立炜,赵文耘

计算机科学. 2013, 40 (3): 215-218.

摘要 ( 99 )

PDF(433KB) ( 311 )

相关文章 | 多维度评价

领域设计模型与应用系统设计模型是软件产品线开发与定制阶段的重要产物。在产品线的生命周期中，为了保证这两个模型之间的一致性，需要采用自动化或半自动化的手段实现模型之间的同步。针对该问题，提出了一种基于GRoundTram的软件产品线设计模型的同步方法，称为SPLSync-GRoundTram。该方法将领域设计模型与应用系统设计模型之间的同步问题转换为基于图的模型双向变换问题，并使用GRound"hram实现自动化的同步操作。出了该模型同步方法的具体操作步骤，并通过一个“网上书城”的设计模型实例展示其有效性。

基于属性值分布的关系数据库对象级别检索结果排序算法

邓承刚,张俊,刘宁

计算机科学. 2013, 40 (3): 219-224.

摘要 ( 93 )

PDF(564KB) ( 344 )

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目前关系数据库的相关性排序方法有很多。对象级别检索可以更好地将分散在各个元组中的信息进行整合，得到完整的信息。由于每个对象是唯一的，对象之间的区别不仅仅是通过关键词来体现，而且是通过它们包含的属性值来体现的。因此介绍的方法通过统计包含关键词的对象中的属性值的分布情况，运用信息嫡的方法为每个属性分配权值，由此计算每个对象针对单关键词的相关性得分，进而以对象为单位将针对每个关键词的得分求和，得到最终的排序得分。

基于ISM与AHP组合的需求优先级排序方法

湛浩星,印桂生,赵蕴龙

计算机科学. 2013, 40 (3): 225-227.

摘要 ( 237 )

PDF(340KB) ( 549 )

相关文章 | 多维度评价

当前需求优先级排序方法将用户需求放在同一层次上进行比较，然后设定优先级，而对需求层次性考虑不多。对此，从需求的层次性出发，提出以解释结构模型和层次分析法相结合的需求优先级排序方法，其中用解释结构模型对需求进行分层处理，然后对最上层的需求使用层次分析法进行需求优先级排序，最后给出案例分析。结果表明，该方法能够提高需求优先级设定的合理性，明显降低需求的比较次数，降低因需求导致项目失败的风险。

基于HBase的并行BFS方法

强彦，卢军佐，刘涛，裴博

计算机科学. 2013, 40 (3): 228-231.

摘要 ( 111 )

PDF(328KB) ( 605 )

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NoSQL数据库作为下一代巨型数据的存储模式，在科学计算和商业计算领域均发挥着重要作用，受到当前学术界和企业界的广泛关注。提出一种新的基于NoSQL数据库HBase的并行求取最短路径树的方法。首先利用Watts-Strogatz模型完成对巨型网络的数学建模，这种建模方式使得网络模型具有一定的聚类效果;其次利用HBase最近发布的Coprocessor简化和改进并行BFS方法，提高其计算效率。此外，还设计并实施了大量实验，得出了巨型网络的最短路径树，验证了该算法的正确性和有效性;同时对比其它路径算法，验证了该算法的高效性。

概率XML文档Top-k关键字并行检索算法

周小平，史一民，张俊

计算机科学. 2013, 40 (3): 232-237.

摘要 ( 84 )

PDF(478KB) ( 315 )

相关文章 | 多维度评价

概率XMI、是描述不确定数据的有效方式，Dcwcy编码是一种重要的XMI、文档关键字索引编码技术。在概率XML大文档关键字索引检索过程中，频繁地比较关键字索引Dewey编码非常耗时。针对上述问题，对概率XML文档进行分区，并设计了适合概率XML文档特点的关键字索引的Dewey编码策略，提出了一种概率XML文档Top-k关键字并行检索算法PTKS(Parallcl Top-k Keyword Scarch Algorithm)。实验证明，P"I'KS提高了概率XM工文档关键字检索的时间效率，尤其在文档结构复杂度高的情况下检索效率提高更加显著。

协同状态网及其在软件建模和分析中的应用

沈春山

计算机科学. 2013, 40 (3): 238-243.

摘要 ( 82 )

PDF(499KB) ( 436 )

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软件建模是软件活动的根本任务和模型驱动开发过程的核心，软件工程界一直追寻“银弹”式的软件建模方法。在分析现有软件建模方法的基础上，提出了协同状态网，以实现对软件系统的静态和动态特征描述。首先给出了协同状态网的形式化定义、图形化表示以及相关概念解释。以锅炉控制软件系统为例，详细说明了模型构造算法、模型可靠性分析方法。阐述了协同状态网在软件建模与实现等方面的一些优点，如便于理解，一个模型描述静动态特征，模型可分析可执行，可视化和一致性较好等。

基于滑动窗口的蚁群在线调度算法

孙立斌，邓蓉

计算机科学. 2013, 40 (3): 244-247.

摘要 ( 107 )

PDF(302KB) ( 413 )

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任务调度是网格计算领域的一个核心问题。目前，国内外有大量针对网格离线调度问题的研究，对在线调度问题却研究得较少。基于滑动窗口的蚁群算法SWbAC(Silde Window based Ant Colony)采用两类窗口分别记录最近一段时间到达的任务信息以及资源的负载情况，并通过这些信息对未来进行预测。为了验证算法的有效性，首先对GridSim平台进行了扩展，模拟了资源负载实时变化的情况。对比实验的结果表明,SWbAC算法的平均任务周转时间要比Online Min-Min算法短3%~10%.

目标跟踪的自适应双重采样粒子滤波算法

白笛，张冰，朱志宇

计算机科学. 2013, 40 (3): 248-250.

摘要 ( 119 )

PDF(319KB) ( 469 )

相关文章 | 多维度评价

针对传统粒子滤波存在的粒子退化、贫化问题及粒子集个数不能自适应改变带来的滤波精度和收敛速度下降的问题，提出一种基于双重采样的自适应粒子滤波算法。该算法首先利用观测新息来确定重采样粒子分布方案，然后在首次重采样基础上，采用粒子交又聚合算法进行二次重采样，提高了粒子的使用效率，避免了由于使用过多粒子而增加计算量的问题。基于DR/GPS的实验仿真结果表明，与传统的PF算法相比，该算法有效提高了滤波精度和稳定性。

广义菌群优化算法

陈建超，胡桂武，杜小勇

计算机科学. 2013, 40 (3): 251-254.

摘要 ( 106 )

PDF(305KB) ( 389 )

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为提高菌群优化算法的性能，将群体聚集机制和自适应策略集成到趋药性操作中，取消聚集操作，构造出新的趋化操作，在趋化循环中引入自适应扩散机制，提高其克服“早熟”的能力，重新定义健康度，减少计算复杂性，得到了一种新的群体智能优化方法—广义菌群优化算法(GBFO, Generalized Bacterial Foraging Optimization)。通过10个复杂Benchmark函数的计算进行算法性能测试，并与几个典型的算法进行了实验比较，结果表明，GBFO算法在搜索能力和稳定性、求解质量和效率等方面优于其他典型算法的比率分别达到80%~90%,70%~80%，验证了该算法的优越性能。

基于KKT条件与壳向量的增量学习算法研究

文波，章甘霖，段修生

计算机科学. 2013, 40 (3): 255-258.

摘要 ( 119 )

PDF(330KB) ( 486 )

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摘要针对经典支持向量机难以快速有效地进行增量学习的缺点，提出了基于KKT条件与壳向量的增量学习算法，该算法首先选择包含所有支持向量的壳向量，利用KKT条件淘汰新增样本中无用样本，减小参与训练的样本数目，然后在新的训练集中快速训练支持向量机进行增量学习。将该算法应用于UCI数据集和电路板故障分类识别，实验结果表明，该算法不仅能保证学习机器的精度和良好的推广能力，而且其学习速度比经典的SMO算法快，可以进行增量学习。

基于时序和兴趣度约束的加权关联规则挖掘算法研究

杨泽民

计算机科学. 2013, 40 (3): 259-262.

摘要 ( 85 )

PDF(342KB) ( 478 )

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为了解决关联规则挖掘算法中频繁集信息挖掘不完善和时序周期对事务集频繁项挖掘的影响问题，提出了一种基于时序和兴趣度约束的加权关系规则挖掘算法。该算法首先利用时序滑动函数对时序事务集进行发生概率估算和权值赋值，依据兴趣度约束函数和剪枝定理进行事务集化简，然后根据支持度和寿支持期望进行加权频繁事务集抽取，最后依据置信度进行加权关联规则导出。实验结果证明，该算法能够快速有效地挖掘出符合用户兴趣度的关联规则。

基于单层双树小波变换和平滑零范数法的压缩感知图像重构

苏立超，黄添强，吴铁浩，袁秀娟

计算机科学. 2013, 40 (3): 263-265.

摘要 ( 165 )

PDF(614KB) ( 398 )

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基于压缩感知理论，从图像稀疏变换方式和压缩感知恢复算法两方面出发，对原有算法进行改进，提出了基于单层双树小波变换和平滑零范数法(Smoothed-L0)的压缩感知图像重构算法(DTSL0 )。该算法的思想是:对原始图像进行双树实系数小波稀疏变换，并使用Smoothed-L0压缩感知恢复算法予以重构。仿真实验表明:该算法在图像重构质量、执行速度，以及鲁棒性方面均有显著提升。

结合Rotation Forest和MultiBoost的SVM集成方法

姚旭，王晓丹，张玉玺，毕凯

计算机科学. 2013, 40 (3): 266-270.

摘要 ( 102 )

PDF(493KB) ( 582 )

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针对如何提高集成学习的性能，提出一种结合Rotation Forest和Multil3oost的集成学习方法—利用Rotation Forest中旋转变换的思想对原始数据集进行变换，旨在增加分类器间的差异度;利用Mu1tiI3oost在变换后的数据集上训练基分类器，旨在提高基分类器的准确度。最后用简单的多数投票法融合各基分类器的决策结果，将其作为集成分类器的输出。为了验证该方法的有效性，在公共数据集UCI上进行了实验，结果显示，该方法可获得较高的分类精度。

改进的变精度粗糙集在概念格构造中的应用研究

徐红升，张瑞玲

计算机科学. 2013, 40 (3): 271-274.

摘要 ( 108 )

PDF(693KB) ( 352 )

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根据可变精度粗糙集的R-上、下分布约简算法的优势，结合概念格形式背景的特点，将二者有机地结合，提出了基于变精度粗糙集的概念格约减算法。分析了变精度粗糙集模型中的R值的选取算法、可辨识矩阵属性约简，以及传统算法中存在的问题，并进行了改进。最后，为了验证改进后算法的有效性，设计了基于变精度粗糙集的概念格生成系统，通过一个实例演示了构造概念格的整个过程，并通过实验证明了算法的有效性。

PSO算法的稳定性分析及算法改进

朱小明，张慧斌

计算机科学. 2013, 40 (3): 275-278.

摘要 ( 126 )

PDF(299KB) ( 1047 )

相关文章 | 多维度评价

种群多样性的缺失是导致PSO算法易陷入早熟早收敛的重要原因，因此对基于线性定常离散系统的PSO算法的稳定性作了理论分析，并分析了种群多样性缺失的原因，根据此特性提出了一种·贯r}权重因子在一定范围内随机取值且学习因子取恒定常数的改进Pso算法，该算法可以使粒子速度具有一定的概率发散，以保持种群的多样性。通过对3个约束优化问题的仿真实验表明，该算法跳出局部极值的概率很大，可有效地避免早熟早收敛。

求解高维函数优化问题的混合蜂群算法

林志毅，王玲玲

计算机科学. 2013, 40 (3): 279-282.

摘要 ( 85 )

PDF(332KB) ( 427 )

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为了提高人工蜂群算法求解复杂优化函数的全局搜索能力，提出了多父体杂交算法、差分进化算法和蜂群算法的混合蜂群算法(Hybrid artificial bcc colony algorithm, HABC) 。 HABC的核心在于，采用多父体杂交算子提高人工蜂群算法的全局搜索能力，通过淘汰相同个体保证群体的多样性，利用差分进化算子加快人工蜂群算法的收敛速度。高维函数优化问题的仿真结果表明，该算法全局搜索能力好，收敛速度快。

基于采样特异性因子的实时异常检测

牛之贤，孙静宇，石淑萍

计算机科学. 2013, 40 (3): 283-286.

摘要 ( 89 )

PDF(329KB) ( 414 )

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面向特异性的数据挖掘中，特异性因子是一个重要概念，但其计算时间复杂度过高。使用基于采样的方法定义特异性因子即采样特异性因子((Sampled Peculiarity Factor,SPF)可在不影响精度的情况下，提高运行效率。为提高基于SPF算法的异常检测效率，提出了基于SPF的学习采样频率算法，将SPF和最优采样频率结合起来提出了实时异常检测算法。在真实数据集上进行了实验，置信度为95%时，得到的最优采样频率序列为[1/32,1/16]。仿真实时异常实验表明该算法的误检率为2%。

差分隐私保护k- means聚类方法研究

李杨，郝志峰，温雯，谢光强

计算机科学. 2013, 40 (3): 287-290.

摘要 ( 144 )

PDF(325KB) ( 1172 )

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研究了基于差分隐私保护的k-means聚类隐私保护方法。首先介绍了隐私保护数据挖掘和隐私保护聚类分析的研究现状，简单介绍了差分隐私保护的基本原理和方法。为了解决差分隐私k-means聚类方法聚类结果可用性差的问题，提出了一个新的IDP k-means聚类方法，并证明了其满足e-差分隐私保护。最后的仿真实验表明，在相同隐私保护级别下，IDP k-means聚类方法与差分隐私k-means聚类方法相比，聚类可用性得到了较大程度的提高。

边界近邻零空间鉴别分析

林玉娥，李敬兆，梁兴柱，林玉荣

计算机科学. 2013, 40 (3): 291-294.

摘要 ( 112 )

PDF(322KB) ( 336 )

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提出了一种边界近部零空间鉴别分析算法。算法首先定义了新的目标函数，通过对该目标函数的理论分析与证明指出首先用PCA将高维样本降维至一个低维子空间，而在此低维子空间该目标函数并不损失任何有效的鉴别信息;算法不但能有效地解决本问题，而且仅需通过3次特征值分解就可求出具有正交性的投影矩阵，从而有效地提高了算法的识别性能。最后也给出了该算法基于核映射的非线性拓展。人脸库上的实验结果证实了所提方法的有效性。

一种结合粒子群算法和自适应加权窗的二维Otsu图像分割新方法

颜学颖，焦李成

计算机科学. 2013, 40 (3): 295-298.

摘要 ( 101 )

PDF(581KB) ( 372 )

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针对传统二维Otsu门限分割方法中滤噪和小目标保持性能的不足，提出了一种基于自适应加权窗的二维Otsu门限分割的新方法。新方法对二维Otsu的部域窗口设置方法做了改进，使用中心点的局部平稳特征来自适应地确定下一邻域窗口的尺寸大小，然后利用粒子群算法来加快门限的计算速度，从而提高门限分割的性能。实验结果表明:与目前广泛使用的一维Otsu、二维Otsu方法以及直线型门限二维Otsu方法相比，新方法有着更好的门限分割效果，并且有更好的噪声抑制和目标保持效果。

雾天条件下的多尺度Retinex图像增强算法

李菊霞，余雪丽

计算机科学. 2013, 40 (3): 299-301.

摘要 ( 87 )

PDF(858KB) ( 627 )

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在雾天条件下拍摄图像时，由于受到大气散射作用的影响，图像的颜色和对比度会出现退化现象。为了提高雾天图像的质量，提出一种改进的多尺度Retine雾天图像增强算法。首先采用幂次变换压缩图像动态范围;然后采用非线性变换对图像的高光区域进行抑制;最后采用反锐化掩模滤波消除图像模糊，增强雾天图像细节信息，并采用多幅雾天图像对算法性能进行仿真测试。仿真结果表明，改进多尺度Rctinc的雾天图像增强算法较好地解决了传统Retine算法存在的不足，加快了雾天图像增强的运行速度，使得雾天图像更加清晰化，获得了更优的视觉效果。

融合SUSAN算法和Robert算法的图像边缘检测滤波处理技术

章慧，陈宏明

计算机科学. 2013, 40 (3): 302-304.

摘要 ( 148 )

PDF(512KB) ( 424 )

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研究了图像边缘检测算法并进行了滤波处理。由于传统的SUSAN算法对阂值的选择比较难，难以得到更多的图像信息，因此提出了一种基于Robert图像边缘检测技术的改进型算法，其融合了SUSAN特征点匹配技术，同时采用均值滤波算法去除图像检测过程中的噪声，最后采用图像细化方法对图像进行细化处理。经仿真实验表明，提出的改进算法能够有效地对图像进行检测，降低了算法的复杂度。

基于相对形状上下文的低分辨率遥感影像阵群目标关联算法

刘平，周滨，赵键

计算机科学. 2013, 40 (3): 305-309.

摘要 ( 94 )

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目标关联是遥感影像融合处理的重要步骤，本质上是目标配对问题。针对低分辫率遥感影像中阵群目标的特点，提出了一种基于点模式匹配的阵群目标关联算法。首先提出一种新的基于点集的不变特征—相对形状上下文特征，然后建立了以相对形状上下文特征的统计检验匹配测度为基拙的阵群目标关联数学模型。为了求解该模型，在构造新的相容性度量函数来初始化关联概率矩阵后，利用松弛标记法通过迭代逐步更新关联概率矩阵，同时通过行列双向正则化最终得到满足一对一约束的最优关联匹配结果。通过仿真和实际数据实验验证了新算法的有效性和鲁棒性。

基于非下采样Contourlet变换的医学图像融合方法

杨艳春，王晓明，党建武，王阳萍

计算机科学. 2013, 40 (3): 310-313.

摘要 ( 96 )

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针对传统多尺度变换的医学图像融合问题，提出一种基于非下采样Contourlet变换的医学图像融合新方法。在低频子带系数的选取上，根据医学图像的特点，考虑到相部低频子带系数之间存在的相关性，采用基于区域能量的融合规则;在选择带通方向子带系数时，充分利用非下采样Contourlet变换的方向特性，采用改进拉普拉斯能量和作为带通方向子带系数的融合规则。实验结果表明，与传统融合方法相比，该方法避免了图像失真，达到了良好的图像融合效果。