1974年1月创刊(月刊)
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ISSN 1002-137X
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    1. 基于神经网络的软件质量评价综述
    宗鹏洋, 王轶辰
    计算机科学    2019, 46 (11A): 507-516.  
    摘要 (95)   PDF (3211KB) (569)  
    软件质量是贯穿于软件生存周期的一个重要问题,随着软件产业的发展,人们对软件质量的要求也越来越高,因此如何建立准确客观的软件质量评价模型成为软件质量领域研究的重要课题。软件质量评价模型旨在从历史数据中寻找软件各个方面的特征与软件质量之间的关系,而神经网络因其强大的学习能力与非线性映射能力成为建立这种复杂关系的最合适的方法。为了总结现有的相关研究并为以后的研究提供思路,以系统性文献综述的方法调研了自1994年至2018年国内外50篇使用神经网络方法进行软件质量评价的文献,从输入元素、评价目标、建模方法以及神经网络的训练等方面对文献进行了归纳与总结,发现了使用神经网络方法进行软件质量评价的一些规律、未解决的问题以及可能的研究方向。
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    2. 基于复杂控制流的源代码内存泄漏静态检测
    姬秀娟, 孙晓卉, 许静
    计算机科学    2019, 46 (11A): 517-523.  
    摘要 (82)   PDF (2024KB) (226)  
    C/C++源代码因其手动分配堆内存的特点,造成大量内存泄漏的问题。对于多分支的控制流结构,其内存分配点和释放点具有不确定性,使得内存泄漏检测的难度增大。针对这种复杂控制流中的内存泄漏问题,定义了一种基于路径抽象的内存泄漏分类方法,提出了一种基于投影的模型检测静态分析算法。该算法采用投影技术将原控制流图进行规约和简化;同时,在进行函数间的分析时,融合了Cloning Expands the ICFG和Expanded Supergraph两种方法,构建了一个函数间的内存定义-使用控制流图(Interprocedural Memory Control Flow Graph,IMCFG)。实验表明,该检测方法在有效性和准确率方面明显取得了较好的结果。
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    3. 前列腺癌辅助诊断GPU并行算法设计
    苏庆华, 付景超, 谷焓, 张姗姗, 李奕飞, 江方舟, 白翰林, 赵地
    计算机科学    2019, 46 (11A): 524-527.  
    摘要 (86)   PDF (2022KB) (203)  
    在癌症高发的当代,前列腺癌作为男性特有的疾病,其发病率逐年升高。卷积神经网络因其在图像识别领域的强大性能而倍受关注,也非常适用于计算机辅助诊断(Computer Aided Design,CAN)领域。由于神经网络模型中通常包含大量参数,因此训练一个卷积神经网络十分耗时。如何加快神经网络的训练成为了深度学习领域中一个十分重要的问题。为了解决这个问题,一般采用多GPU并行方案。其中,数据同步在GPU性能均衡的情况下表现更佳。因此,文中借鉴已有的基于数据并行算法对前列腺三维卷积网络进行加速。
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    4. GRAPES_CUACE大气化学耦合模式并行优化
    叶跃进, 陈德训, 胡江凯, 马欣, 张小曳
    计算机科学    2019, 46 (11A): 528-534.  
    摘要 (119)   PDF (2737KB) (301)  
    文中主要介绍了数值天气预报模式GRAPES_MESO(4.0版本)与大气化学模式CUACE在线耦合形成的GRAPES_CUACE大气化学耦合模型在不同版本的x86体系结构下的并行优化算法的研究与分析。借鉴目前国内外主流的并行优化设计方法,结合GRAPES_MESO系统本身的程序架构和并行框架,针对不同版本x86体系架构做了相应的并行化改造。运用gprof工具和戳桩计时等方法,测试得到的程序热点模块主要有3部分:IO、通信和物理过程。对IO模块主要的优化方法为:1)由离散读写改为连续读写;2)开辟缓冲区由稀疏访存改为连续访存;3)异步IO。对通信部分采用两种方式:1)由细粒度改为粗粒度通信;2)采用时间复杂度更低的集合通信。对IO与通信模块优化结果分析可得:IO模块优化后的耗时占比由原来的43.7%降至1.41%,比重大幅度降低,最优部分性能提升了317倍,因此,该方法极大地提升了IO模块运行效率。此外,对物理过程进行优化采用的主要方法是:1)多层循环计算过程由离散改为连续;2)通信机制循环外移;3)数据复用以减少计算冗余;4)缩减栈变量空间等。这些优化方法使计算性能提高了22%,进一步提高了程序的并行效率和模式的强可扩展性。
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    5. 一类同步自动机及损耗函数分析
    陈雪萍, 何勇, 肖芬芳
    计算机科学    2019, 46 (11A): 535-538.  
    摘要 (98)   PDF (1607KB) (190)  
    文中给定整数n>1,对任意整数定义了自动机Cn,i,确定了自动机的簇{Cn,i|0≤i<n}中的同步自动机及它们的最短同步字。此外,根据自动机的转移损耗函数和字的权重平均损耗函数,分析了该类同步自动机在一些经典应用中的优势。
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    6. 分数阶统一混沌系统动力学及其复杂度分析
    严波, 贺少波
    计算机科学    2019, 46 (11A): 539-543.  
    摘要 (168)   PDF (2825KB) (306)  
    基于Adomian分解算法、Lyapunov指数谱、分岔图和吸引子相图分析了分数阶统一混沌系统的复杂动力学特性,并揭示了系统状态随参数和微分阶数变化的规律以及系统走向混沌的道路。采用C0算法和SampEn算法计算了分数阶统一混沌系统的复杂度。通过分析与最大Lyapunov指数谱的比较,发现复杂度的计算结果与最大Lyapunov指数谱结果在反应分数阶统一混沌系统的动力学特性方面具有较好的一致性,且C0算法的分析结果优于SampEn算法的分析结果。最后,设计了基于统一混沌系统的伪随机序列发生器。测试结果表明,其可以通过全部NIST测试项目,这为分数阶统一混沌系统的实际应用奠定了实验基础。
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    7. 基于区块链的商户间账本管理模型
    李卫, 王腾宇, 刘乾隆, 刘克猛, 范永刚
    计算机科学    2019, 46 (11A): 544-547.  
    摘要 (156)   PDF (3334KB) (284)  
    随着互联网经济的不断发展,越来越多的商户选择利用互联网终端进行账本管理。但是,常常会由于人为因素导致账本丢失、数据被篡改、商户双方信任危机等一系列问题。通过梳理当前社会上常见的账本管理问题发现,数据的分布式存储、可追溯性和不可篡改性成为了解决账本管理问题的关键,而这恰恰是区块链技术的主要特性。鉴于账本对于交易双方的重要性以及区块链技术与账本管理的高契合度,文中提出了基于区块链的商户间账本管理模型并加以实现。首先,在介绍区块链特性与账本管理联系的基础上,提出基于区块链的账本管理模型架构;其次,分析交易文本格式设计、区块成链方式、智能合约设计与共识算法设计;最后,对模型进行安全性分析和性能测试,并对模型性能方面存在的缺点进行分析。结果证明了基于区块链的账本管理模型符合商户间账本管理的安全性与性能要求。该模型为建立安全、可靠的交易账本管理提供了新思路与新方法。
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    8. 基于区块链的云计算资源去中心化交易共识机制研究
    梁贺君, 韩景倜
    计算机科学    2019, 46 (11A): 548-552.  
    摘要 (176)   PDF (2155KB) (757)  
    区块链的去中心化、去信任、数据可追溯等技术特性,为云计算发展带来了新的机遇与挑战。传统的中心化数据中心,用户通过网络带宽资源从数据中心获取计算、存储、数据库等资源,这种模型下存在中心化机构运行成本高、效率低以及数据存储不安全等问题。为此,文中提出了去中心化的云计算交易机制与方法,构建了基于区块链的云计算资源交易市场,重点研究了共识机制在云计算去中心化交易市场中的应用。通过分析比较目前主流的区块链共识算法(PoS,PoW,DPoS,PBFT),提出基于实用拜占庭容错算法(PBFT)改进的算法,对以太坊应用于联盟链时会产生的资源浪费与信任缺失等缺点进行优化,从而达到减少开销的目的,并将改进算法应用到云计算资源去中心化交易市场中。文中提出了在云计算资源交易中引入区块链技术,采用去中心化和去信任的方式集体维护一个可靠分布式数据库,设计了基于以太坊的共识机制,能够构建全球联网计算机算力交易平台,真正实现云计算资源的弹性可扩展与按需分配。
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    9. 基于区块链的实验教学经费可信任回溯机制研究
    曲广强, 孙斌
    计算机科学    2019, 46 (11A): 553-556.  
    摘要 (93)   PDF (2026KB) (228)  
    摘 要 文中提出了一种基于区块链技术的实验教学经费系统的解决方案,其主要分为两部分:核心数据网络和信息公开网络。核心数据网络是由一系列具有平等核心的权力节点组成的分布数据库,主要负责数据的存储与录入;信息公开网络是一个对外开放的网络,任何人都可以读取核心数据网络中的完整数据,实现对实验相关信息的监督,但不具有写权限。实验结果表明,在传统的基于道德教育方法基础上,去中心化的算法和数据能够增加更好的检测机制。
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    10. 基于聚类簇中心的共识跨链交换模型
    赵涛, 张凌浩, 赵其刚, 王红军
    计算机科学    2019, 46 (11A): 557-561.  
    摘要 (152)   PDF (3570KB) (491)  
    区块链的去中心化、匿名性、不可篡改等特性给金融及其他领域带来了深远影响,但目前区块链系统中仍存在共识计算效率低、单位时间容量受限及不同区块系统之间兼容互通的问题。针对这3个方面的问题,文中提出了基于聚类簇中心的共识跨链交换模型。该模型在确保区块链系统的开放性、安全性、数据不可篡改性等特征的前提下,实现了用户所发出的交易获得区块链网络的快速确认,并有效地防止同一区块链网络中的单次同步区块数据过大的问题。该模型将区块链中的节点划分为共识服务节点、跨链交换节点和应用节点3类。将具有高效计算能力的共识服务节点通过高速网络连接在一起,形成服务于某一业务领域的区块链P2P网络,并专为该区块链网络中的应用节点提供共识计算服务;跨链交换节点同时连入不同区块链网络,交换节点之间基于P2P协议形成区块链交换网络,为不同区块链网络的应用节点提供跨链访问服务;应用节点可从所属区块链网络共识服务节点同步数据、访问跨链交换节点,以及发送链内或跨链交易。实验证明,通过该模型构建的区块链服务网络大幅度地提升了共识计算效率并增加了单位时间可容纳的交易量。
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