计算机科学

Ada语言的发展

吴迪,徐宝文

计算机科学. 2014, 41 (1): 1-15.

摘要 ( 347 )

PDF(1512KB) ( 922 )

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Ada语言诞生于1979年,1980年被指定为美国军用标准,1983年被正式确立为ISO标准并投入使用。Ada所追求的主要目标是:程序的可靠性与可维护性、程序设计作为人的活动(强调程序可读性比可写性更重要)以及效率。Ada凭借其强大的功能、良好的可靠性以及对软件工程思想的优良体现在20世纪最后20年对程序设计语言的发展产生了重要影响。Ada广泛应用于高可靠、长生存期的大型软件研发,在军事、商业、公共交通、金融等领域的核心软件开发中发挥着重要作用。诸多欧美国家的国防与空中管制系统、交通运输系统、银行安全防卫系统等均使用Ada语言研制开发。迄今为止,国际标准组织先后确立过Ada 83,Ada 95,Ada 2005,Ada 2012等4个语言标准,新标准在旧标准的基础上均保持了良好的兼容性。从语言机制、应用、影响力等方面对Ada语言的发展进行全面的介绍和分析。

多核平台上的线程级猜测执行综述

郭辉,王琼,沈立,王志英

计算机科学. 2014, 41 (1): 16-21.

摘要 ( 122 )

PDF(551KB) ( 626 )

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多核体系结构的发展,使人们可以以猜测的方式挖掘应用中的粗粒度并行,线程级猜测执行(TLS)就是其中的典型代表。它的最大优点是编程模型非常简洁——程序员只需标识出那些可以猜测执行的代码段即可,运行时系统或硬件负责确保猜测线程之间的数据相关不被破坏。全面分析了现有的TLS技术,总结了当前TLS面临的挑战和未来的主要发展趋势。主要贡献包括:1)按照猜测变量的生命周期提出了一种新的TLS技术分类方法,并比较了各种已有方法的优缺点；2)根据猜测变量的生命周期,归纳了支持TLS的多核平台的设计空间,提出了探索该设计空间的若干方法；3)指出了TLS技术当前面临的挑战和未来的发展趋势。

存储系统重复数据删除技术研究综述

谢平

计算机科学. 2014, 41 (1): 22-30.

摘要 ( 245 )

PDF(961KB) ( 1352 )

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目前企业对数据量不断增长的需求使得数据中心面临严峻的挑战。研究发现,存储系统中高达60%的数据是冗余的,如何缩减存储系统中的冗余数据受到越来越多科研人员的关注。重复数据删除技术利用CPU计算资源,通过数据块指纹对比能够有效地减少数据存储空间,已成为工业界和学术界研究的热点。在分析和总结近10年重复数据删除技术文献后,首先通过分析卷级重删系统体系结构,阐述了重删系统的原理、实现机制和评价标准。然后结合数据规模行为对重删系统性能的影响,重点分析和总结了重删系统的各种性能改进技术。最后对各种应用场景的重删系统进行对比分析,给出了4个需要重点研究的方向,包括基于主存储环境的重删方案、基于分布式集群环境的重删方案、快速指纹查询优化技术以及智能数据检测技术。

基于GPU的并行计算性能分析模型

王卓薇,程良伦,赵武清

计算机科学. 2014, 41 (1): 31-38.

摘要 ( 208 )

PDF(682KB) ( 602 )

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针对GPU并行计算领域缺少精确的性能分析模型和有针对性的性能优化方法,提出一种基于GPU的并行计算性能定量分析模型,其通过对指令流水线、共享存储器访存、全局存储器访存的性能建模,来定量分析并行程序,帮助程序员找到程序运行瓶颈,进行有效的性能优化。实验部分通过3个具有代表性的实际应用(稠密矩阵乘法、三对角线性方程组求解、稀疏矩阵矢量乘法)的性能分析证明了该模型的实用性,并有效地实现了算法的优化。

64位Windows ABI虚拟化方法研究

黄聪会,陈靖,龚水清,陈明华

计算机科学. 2014, 41 (1): 39-42.

摘要 ( 156 )

PDF(307KB) ( 618 )

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针对64位Windows ABI在Linux上的虚拟化问题,对x86-64ABI在Windows和Linux中的差异进行了分析,提出并研究了实现64位Windows ABI虚拟化的3个关键问题,即程序加载与链接、程序库接口仿真和系统调用仿真。在此基础上,对在用户空间和内核空间实现64位Windows ABI虚拟化的两种解决方案进行了分析,并基于用户空间方案设计实现了一种兼容Win64应用程序的操作系统KgdLinux。实验测试结果表明,64位Windows ABI虚拟化方法是可行的。

基于单幅线条图的三维立体重建方法综述

郑金鑫,汤帜,王勇涛

计算机科学. 2014, 41 (1): 43-47.

摘要 ( 194 )

PDF(542KB) ( 490 )

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从单幅线条图重建物体的三维立体结构是机器视觉领域的一个重要问题。它的应用范围包括基于手工绘制的立体设计与创作、将现有的工程线框模型图转换为三维模型、基于自然图像的三维建模、图像理解和检索等。从不同的角度对现有的相关方法进行了分类,并重点从所用算法分类的角度回顾了现有的相关方法。最后总结了基于幅线条图的三维立体重建方法的现状和不足,指出了未来的研究发展方向。

社交网络影响力研究综述

丁兆云,贾焰,周斌,唐府

计算机科学. 2014, 41 (1): 48-53.

摘要 ( 189 )

PDF(549KB) ( 1308 )

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互联网正逐步演变为无处不在的计算平台和信息传播平台。在线社交网站、微博、博客、论坛、维基等社交网络应用的出现和迅猛发展,使得人类使用互联网的方式产生了深刻变革——由简单信息搜索和网页浏览转向网上社会关系的构建与维护、基于社会关系的信息创造、交流和共享。社交网络中个体间的交互形成影响力,社交网络中的影响力主要依赖个体间的关系强度、个体间的网络距离、时序因子以及网络特征与个体特征等。影响力分析技术的相关研究主要包括个体间的影响强度度量技术、个体影响力度量技术、影响力扩散机制等。

一种基于非局部正则化和可靠区域检测的虹膜图像去模糊算法

刘京,孙哲南,谭铁牛

计算机科学. 2014, 41 (1): 54-58.

摘要 ( 135 )

PDF(507KB) ( 568 )

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在虹膜图像的采集过程中,由于现阶段硬件设备和虹膜本身特性的限制,不可避免地会采集到模糊的图像。模糊的虹膜图像由于其纹理细节信息的丢失,造成了虹膜识别系统性能的下降。提出了一种适用于虹膜图像的恢复算法,以增强模糊图像的质量,提升系统的识别准确率。此去模糊算法充分利用虹膜图像的独特性质作为先验知识,使用了一种由粗到精的结构,模糊核首先在参数模型的刻画下进行初始化,然后转而使用像素级的模型进行优化更新,以准确表达真实的模糊原因。在优化过程中,使用了一种基于非局部性的正则化手段,并通过对虹膜图像的分析仅选取了可靠的区域来对清晰图像进行估计,以同时保证算法的可靠性和高效性。在实验中通过与现有算法的比较,可以发现本算法对于运动模糊和离焦模糊的虹膜图像均能够获得更大程度的识别性能提升,验证了本算法的有效性。

基于3-layer中心度的社交网络影响力最大化算法

王俊,余伟,胡亚慧,李石君

计算机科学. 2014, 41 (1): 59-63.

摘要 ( 162 )

PDF(413KB) ( 541 )

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社交网络影响最大化问题是指如何寻找网络中有限的初始节点,使得影响的传播范围最广。一些贪心算法可以得到较好的影响范围,但是因时间复杂度太高而不适用于大型社交网络。基于度中心性的启发式算法简单但准确度不高；基于介数中心性、接近中心性等全局指标的启发式算法可以较好地识别影响力最大的节点,但计算复杂度也过高。考虑网络节点深层次结构对影响扩散的作用并权衡计算复杂度与准确度,定义了3-layer局部中心度,以计算节点的潜在影响力值。基于线性阈值模型,启发选择一部分种子节点:每一次都选取潜在影响力最大的节点作为种子节点进行激活；运用贪心算法选取剩下的一部分种子节点:每一次都选取具有最大影响增量的节点作为种子节点进行激活。实验表明,该混合算法具有很好的激活范围以及非常低的时间复杂度。

基于改进的压入与重标记算法的图割在GPU上的实现

李晔,于双元,罗四维

计算机科学. 2014, 41 (1): 64-68.

摘要 ( 143 )

PDF(446KB) ( 444 )

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Graph Cuts一直是应用于图像处理领域的一种重要方法。近些年特别在CUDA出现后,图像处理器逐渐成为能够编程的高层次多核心并行处理器。在GPU高性能计算平台上并行实现基于压入与重标记算法的Graph Cuts能够提高算法的运算性能,对于扩大Graph Cuts在图像处理领域的应用范围很有研究价值。首先将压入与重标记算法在GPU上进行并行化,通过CUDA的纹理内存技术来优化和改进并行化地压入与重标记算法的Graph Cuts。最后经实验证实,改进使算法性能得到有效提高。

基于标签和协同过滤的个性化资源推荐

蔡强,韩东梅,李海生,胡耀光,陈谊

计算机科学. 2014, 41 (1): 69-71.

摘要 ( 197 )

PDF(334KB) ( 959 )

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传统的协同过滤算法以用户评分体现用户兴趣偏好及资源相似度,忽视了用户、资源自身的特征,并且对稀疏数据和新资源的推荐质量明显下降。在Web2.0时代下,标签可被用户依个人偏好进行自由资源标注。因此,提出了基于标签和协同过滤的推荐算法。其基本思想是将标签作为体现用户兴趣偏好和资源特征的信息,依据用户、标签及资源的多维关系生成用户及资源的标签特征向量,并计算用户对资源的偏好程度和资源相似度,然后基于用户的历史行为预测用户对其他资源的偏好值,最后依据预测偏好值排序产生Top-N推荐结果。通过与传统的协同过滤算法的比较,验证了本算法能有效缓解数据的稀疏性,解决推荐的冷启动问题,提升推荐的准确性,获得更好的推荐效果。

基于Agent动态加权二部无标度网络的异性HIV传播与政策调控模型

何晓力,毕贵红,王海瑞

计算机科学. 2014, 41 (1): 72-79.

摘要 ( 120 )

PDF(725KB) ( 536 )

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HIV的传播是个体的行为、疾病的干预措施和个体之间的社会网络协同演化的结果。提出了基于agent的动态加权二部无标度网络方法的异性HIV传播和干预仿真模型。二部网络中的女性人群根据高危行为不同分为普通人群和女性性工作者(Female Sex Workers,FSW),男性人群根据高危行为不同分为普通人群和女性性工作者客户(Clients of female sex worker,CSW)。给出了利用配置模型快速生成指数可调的异性二部无标度网络的生成算法,其根据异性二部网络中单位时间内性行为次数的分配算法确定二部网络中边的权值,构成二部加权无标度网络。网络中的伙伴关系有固定关系、偶然关系型和临时关系,二部网络中的边可随边的维持时间的结束而断开和重连,网络具有动态特性。个体/agent模型描述了个体高危行为、病程、个体社会结构与干预措施之间的相互影响关系。仿真实验分析了个体高危行为是否采用安全措施、是否参加自愿咨询检测和是否参加抗病毒治疗等干预措施对疾病传播的影响。

基于HMM的蒙古语语音合成技术研究

赵建东,高光来,飞龙

计算机科学. 2014, 41 (1): 80-82.

摘要 ( 166 )

PDF(322KB) ( 496 )

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基于隐马尔科夫模型的语音合成方法是当今语音合成的主流方法,它已被广泛应用于英语、汉语、日语等语音合成系统中。然而基于隐马尔科夫模型的蒙古语的语音合成技术研究还处于空白状态。首次将基于隐马尔科夫模型的语音合成方法用于蒙古语语音合成,并进行了语音合成实验。从最终合成系统的效果来看,合成的语音整体稳定流畅,可懂度高,而且节奏感比较强,主观平均得分为3.80。这为进一步研究基于隐马尔科夫模型的蒙古语语音合成技术奠定了基础。

无迹卡尔曼滤波在旋转乒乓球轨迹预测中的应用

张康洁,王奇志

计算机科学. 2014, 41 (1): 83-87.

摘要 ( 182 )

PDF(433KB) ( 1097 )

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乒乓球机器人不能进行成功的智能回球的主要原因是对旋转球的轨迹预测不准确。减小轨迹预测误差可采取如下对策:分析旋转乒乓球飞行过程的运动学模型,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)思想构建过程方程和观测方程,根据视觉系统观测得到的三维空间位置信息对乒乓球的三维空间位置、线速度及角速度进行在线估计。通过多次Matlab仿真对比实验和实际对比实验表明,UKF算法相对EKF算法在轨迹预测用时上可节省99%,跟踪误差更小。

基于I2C距离和标记相关性的多标记场景分类

郝虹,计华,张化祥,刘丽

计算机科学. 2014, 41 (1): 88-90.

摘要 ( 122 )

PDF(256KB) ( 436 )

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将改进的ML-I2C与基于标记相关性的方法结合,提出一种改进的多标记场景分类方法。首先提取所有图像的SURF特征,将每个类用一个特征集来表示；然后采用改进的I2C方法来计算待测图像与已知类之间的距离,根据距离进行标记排序；最后根据排序,利用标记相关性来预测待测图像的所有可能标记。实验结果表明,该方法对多标记场景分类的准确率较高。

基于近似熵及EMD的高铁故障诊断

赵晶晶,杨燕,李天瑞,曾京,魏来

计算机科学. 2014, 41 (1): 91-94.

摘要 ( 154 )

PDF(448KB) ( 582 )

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抗蛇行减振器故障、横向减振器故障、空气弹簧故障是高铁的3种典型故障。针对高铁的3种常见故障的非线性、非平稳特性,本次研究中将近似熵和经验模态分解应用到高铁故障诊断中进行故障特征提取,并使用BP神经网络作为高铁故障诊断模型进行高铁的故障诊断。实验证明,该方法能够准确有效地进行高铁故障诊断。此外,通过对比实验表明,融合近似熵特征和EMD分解后的第一个模态分量的能量特征比单个特征更有利于高铁故障诊断。

基于最小最大割算法的阈值分割算法

刘雅坤,于双元,罗四维

计算机科学. 2014, 41 (1): 95-99.

摘要 ( 181 )

PDF(646KB) ( 599 )

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近年来,建立在图论基础上的谱聚类算法作为一种新型的工具被应用于图像分割。其本质是将图像分割转化为最优化问题,其中的最小最大割算法(Min-max cut)能充分满足聚类算法的准则。算法实现过程中,把最优化准则转化为特征系统进行求解。该实现方法计算复杂,随着图像尺寸的增加,所需存储空间和计算时间复杂度都会增加。在实现最小最大割算法时,用基于灰度级的权值矩阵代替通常所用的基于图像像素的权值矩阵来描述图像各像素的关系,确定分割的阈值。实验表明,此方法实现的最小最大割算法实现简单、实时性高,具有自动分割等优越的分割性能。

基于双层码本的语音驱动视觉语音合成系统

贾熹滨,尹宝才,孙艳丰

计算机科学. 2014, 41 (1): 100-104.

摘要 ( 156 )

PDF(880KB) ( 443 )

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提出了一种基于双层码本的语音驱动视觉语音合成系统,该系统以矢量量化的思想为基础,建立语音特征空间到视觉语音特征空间的粗耦合映射关系。为加强语音和视觉语音的关联性,系统分别根据语音特征与视觉语音特征的相似性两次对样本数据进行自动聚类,构造同时反映语音之间与视觉语音之间相似性的双层映射码本。数据预处理阶段,提出一种能反映视觉语音几何形状特征与牙齿可见度的联合特征模型,并在语音特征LPCC及MFCC基础上采用遗传算法提取视觉语音相关的语音特征模型。合成的视频中图像数据与原始视频中图像数据的比较结果表明,合成结果能在一定程度上逼近原始数据,取得了很好的效果。

CDN缓存资源分配的细胞优化算法

冯翔,马美怡,虞慧群

计算机科学. 2014, 41 (1): 105-110.

摘要 ( 217 )

PDF(479KB) ( 431 )

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为了缓解Internet网络拥挤状况,提高用户访问网站的响应速度,从技术上解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因所造成的用户访问网站响应速度慢的问题,提出了一种新的缓存资源分配方法——细胞优化算法。该算法是模仿自然细胞系统功能的一种智能优化方法,其通过模拟细胞内部结构和原理,对细胞核、细胞质的浓度、细胞间的亲和度、细胞优化机制、细胞的动态演化过程建立数学模型。给出了算法的并行计算结构和步骤。最后,通过理论证明、仿真实验与同类算法的比较,验证了算法求解CDN缓,存资源分配问题的有效性。

基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准研究

孙统风,丁世飞

计算机科学. 2014, 41 (1): 111-115.

摘要 ( 198 )

PDF(687KB) ( 420 )

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针对图像配准容易产生误配准、漏配准的问题,提出了基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准。该方法改进了尺度不变特征,通过构建边缘尺度空间设计了尺度不变边缘特征变换,融合了尺度不变特征点和尺度不变边缘。以尺度不变特征为基础,搜寻图像间的局域图像变换,实现图像局域几何配准。实验表明,SIFT特征点和边缘信息互补能够提供更多的配准信息并减少错误配准；该方法对尺度、噪声、形变、光照等不敏感,能够配准移动目标,真实地反映图像的配准状况。

基于扩展描述逻辑和逻辑程序的事件动作形式化表示与推理

刘炜,徐文杰,唐英英,付剑锋,张旭洁,刘宗田

计算机科学. 2014, 41 (1): 116-125.

摘要 ( 131 )

PDF(967KB) ( 566 )

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事件”是比“概念”粒度更大的人类知识表示单元,更接近于人类的认知过程。动作作为事件的一个重要要素,表示事件中对象的状态的变化过程。在状态的变化过程中加入时间信息,将动作表示为对象的状态随时间变化而变化的过程,使得动作描述得更加具体。运用事件中的动作、对象和时间要素构建了一个动作形式化体系,研究了事件知识中确定性动作和不确定性动作的语法表示和语义解释。该形式化体系将扩展的带时间维的描述逻辑T-ALC和逻辑程序设计进行整合,增强了动作的表达能力；在动作的推理中,将确定性动作转化为逻辑程序Datalog规则实现动态推理,将不确定性动作转化为Datalog规则实现不确定推理。最后通过银行服务系统实例对动作的形式化表示和推理进行了验证。

基于多线谱驱动的虚拟人手运动及约束控制

信琴琴,陈志翔,冯晓霞,朱月秀

计算机科学. 2014, 41 (1): 126-129.

摘要 ( 132 )

PDF(674KB) ( 410 )

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针对现有手部运动模拟控制的复杂性,通过分析人手解剖学结构及运动特性,提出了基于多线谱控制的虚拟人手运动及控制机制。针对单指运动,通过控制该指上的多条肌肉归一化收缩量,驱使单指关节的灵活运动；在多指协同运动中,由于相邻手指之间存在运动促进和制约的关系,因此要考虑其他手指的影响,根据其约束关系,控制相应的肌肉收缩,实现多指协同运动。实验表明,所建立的控制机制能较好地仿真单指及多指间的各种运动,在多线谱的控制下,能够方便快捷地仿真多种手势及手语,且运动效果逼真,手部运动自然灵活。

一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法

赵宏伟,黄雅平,王胜春,李清勇

计算机科学. 2014, 41 (1): 130-133.

摘要 ( 169 )

PDF(674KB) ( 479 )

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钢轨表面擦伤检测是保障铁路运输安全的重要手段之一。应用图像处理和模式识别技术来处理钢轨数字图像,检测并定位擦伤区域是一种可行且发展迅速的研究手段。课题组在前期工作中提出了一种鲁棒实时的钢轨表面擦伤检测算法,该算法首先对钢轨图像进行灰度对比度增强,在此基础上定位可疑擦伤区域并进行判定。算法对于常规擦伤图像具有较高的检测性能,但对于钢轨图像包含多处擦伤且擦伤区域灰度值差异较大的情况,往往造成漏检。针对原算法的不足,提出了一种基于空间滤波的钢轨表面擦伤检测改进算法,该算法对原算法检测到的擦伤区域进行钢轨灰度图均值填充,并对填充后的图像进行二次检测,在重新生成的灰度对比度图中,原检测图像中灰度值不明显的擦伤区域的灰度对比度值得到增强,从而增加了检出的可能性。经实验结果验证,改进算法具有较高的检测性能:在总的时间耗费没有明显增加的情况下,检测的平均准确率为90.8%,平均漏检率为4.0%,较原算法有较大改善。

语言真值直觉模糊逻辑的知识推理

邹丽,谭雪微,张云霞

计算机科学. 2014, 41 (1): 134-137.

摘要 ( 162 )

PDF(291KB) ( 452 )

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针对格蕴涵代数、直觉模糊集及知识表示、基于语言真值直觉模糊代数的相关性质及运算方法,提出了六元语言真值直觉模糊代数的相关逻辑性质,并在六元语言真值直觉模糊知识表示的基础上,将模糊推理的CRI方法进行扩展,研究得出了六元语言真值直觉模糊推理的方法即6LTV-CRI算法。而后将直觉模糊推理与六元语言真值直觉模糊推理方法进行对比分析,验证了6LTV-CRI推理算法的合理性,并分析了其优缺点。

一种模糊对象的极大co-location模式挖掘算法

温佛生,肖清,王丽珍,孔兵

计算机科学. 2014, 41 (1): 138-145.

摘要 ( 127 )

PDF(612KB) ( 398 )

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空间co-location模式表示的是空间对象的实例在一个相同的区域内频繁地进行空间并置。人们已经对确定和不确定数据co-location模式挖掘做了很多工作,也有很多成果,但对极大co-location模式挖掘研究较少,特别是针对模糊对象的极大co-location模式挖掘研究还未见报道。提出Mevent-tree算法来挖掘模糊对象的极大co-location模式,首先为每个对象构建空间对象树,从而得到候选模式,然后为候选模式集构建HUT树,最后在HUT树中从阶数最大的候选模式开始到阶数 2为止,深度优先搜索极大co-location模式并在得到极大模式后对HUT树剪枝。接着提出两个改进算法,包括预处理阶段模糊对象的剪枝算法和在构造HUT树之前co-location候选模式的剪枝算法。最后通过大量实验验证了Mevent-tree算法和改进算法的效果和效率。

多智能体一致性协议可视化仿真平台的研究

谢光强,章云,李杨,田建峰,曾安

计算机科学. 2014, 41 (1): 146-151.

摘要 ( 277 )

PDF(768KB) ( 692 )

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设计实现了一种通用的大规模多智能体一致性协议可视化仿真平台,介绍了平台的体系结构、工作流程、详细设计与实现,最后以舆论传播为例给出了仿真平台的测试与结果分析；提出了进行系统总体性能分析所需的性能指标,给出了具体定义,从而实现了对多智能体系统性能的分析和评价。仿真平台通过设置系统主要参数和加载对应的一致性协议,能快速进行各种一致性模型的仿真验证,再现系统的演化过程,主要的设计方法是先进行系统环境的搭建,包括智能体、网络拓扑、任务目标、一致性协议等基本要素的设计,平台还能将系统演化过程进行图形化显示,并统计整个过程所消耗的资源的信息。

基于颜色Petri网的网格服务组合

翟正利

计算机科学. 2014, 41 (1): 152-155.

摘要 ( 152 )

PDF(464KB) ( 400 )

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在新的面向服务的网格计算架构下,网格服务为Internet上的分布式计算提供了一种重要范例。对服务提供者和消费者来说,通过组装已有网格服务来创建新的增值网格服务的应用模式已经出现。网格服务的组合已经成为网格研究领域中的一个重要课题。由于可用网格服务的复杂性,许多网格服务表现出复杂的会话协议,要求其提供的操作能根据特定的规则进行调用。讨论了以下几个问题:(1)如何精确描述网格服务的会话协议；(2)如何建立组合规则来对选定的组件服务进行合成；(3)如何验证整个网格服务组合的正确性,尤其是被合并的组件服务的一致性和它们的会话协议。Petri网提供了描述并发系统同步的结构,高级编程语言提供了描述和操作数据值的结构,而颜色Petri网结合了Petri网和高级编程语言的表达能力。为了解决上述问题,提出了一个基于颜色Petri网的会话协议和网格服务组合模型,其使用颜色Petri网的带颜色的token来模拟业务流程的不同消息和事件类型,把服务的会话协议和网格服务组合过程转换为颜色Petri网(CPN),利用现有的CPN的专门工具(如CPN Tools)来对CPN进行模拟以分析评价系统的性能和行为性质。

基于梯度的受限空间安全定位方法

王宁,秦小麟,沈尧

计算机科学. 2014, 41 (1): 156-162.

摘要 ( 99 )

PDF(585KB) ( 415 )

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现有的无线传感器网络定位技术消耗了大量的计算和处理资源,并且受到了环境因素以及对手攻击等干扰,在受限空间中定位精度较低,无法满足定位需求。为了提高受限空间中的定位精度,提出了一种基于梯度的安全定位算法,算法在双曲线定位模型基础上,引入梯度的概念,降低了算法的计算复杂度,使算法能够适应受限空间的环境要求,实现高效高精度的定位；为了提高算法的安全性,增加了对不一致性测量的选择性剪枝过程,增强了算法对恶意攻击的抵抗能力。最后,以室内走廊为实验环境进行了仿真验证,通过主频计时策略,提高了算法的定位精度。分析结果表明,在室内受限空间中,提出的算法在定位精度、能量消耗和抗干扰能力上优于现有算法。

一种基于社会信任潜在因子模型的推荐方法

邢星,张维石,贾志淳

计算机科学. 2014, 41 (1): 163-167.

摘要 ( 111 )

PDF(498KB) ( 426 )

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随着社交网络的快速发展、社交网络用户规模的不断扩大,如何为用户推荐感兴趣的信息变得越发困难。传统的推荐方法利用用户兴趣的历史数据来预测用户未来感兴趣的项目,忽视了社交网络中的信任关系,导致推荐方法的推荐质量不高。针对上述问题,提出了基于社会信任潜在因子模型的推荐方法。该方法引入社会信任来度量社交网络中朋友之间的隐含信任关系,根据社会信任程度来选择用户信任的朋友,对用户信任的朋友与目标用户的共同兴趣进行潜在因子分析,构建基于社会信任的潜在因子模型,实现目标用户的前k个项目推荐。真实数据集上的对比实验结果表明,基于社会信任潜在因子模型的推荐方法在推荐质量上优于现有的推荐方法。

基于势能导向多下一跳路由的服务承载网构建方法

于婧,张建辉,汪斌强

计算机科学. 2014, 41 (1): 168-171.

摘要 ( 132 )

PDF(358KB) ( 487 )

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服务承载网络是基于服务构建的以满足服务端到端QoS保障为出发点的覆盖网络,是满足可重构柔性网络对业务需求支撑的有效的网络架构。基于可重构柔性网络体系框架,分析服务承载网构建的主要问题,提出了可重构柔性网络下服务承载网的构建原则,在此基础上给出了基于势能导向多下一跳路由的服务承载网构建算法,并对其进行了性能分析及仿真。仿真结果表明,该算法具有较高的构建成功率。

CBSD:一种基于Chord的模糊服务发现方法

赵文栋,田畅,彭来献

计算机科学. 2014, 41 (1): 172-177.

摘要 ( 110 )

PDF(515KB) ( 358 )

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针对基于DHT的结构化服务发现方法不支持模糊查找的问题,采用服务聚类技术与结构化服务发现技术相结合的方式,提出了一种基于Bloom filter聚类优化的结构化Web服务发现方法。该方法利用Bloom filter实现服务语义映射并通过服务训练队列实现服务描述聚类特征向量的提取,利用相关性计算实现服务描述的预分类,利用Chord算法实现服务的发布/发现,无需冗余发布,既可保证服务语义相近的服务发布到相同的节点上,又可有效地支持服务的模糊查找,并在此基础之上提出了一种基于Bloom filter的分布式服务组合算法。最后,通过仿真验证了所提方法的可行性。

一种低功耗的社区机会网络消息路由算法

周军海,林亚平,周四望

计算机科学. 2014, 41 (1): 178-182.

摘要 ( 115 )

PDF(460KB) ( 376 )

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社区机会网络中节点的移动具有一定的相关性且不同的节点往往具有不同的移动特点, 当前机会网络中主流的多拷贝路由算法并未充分考虑到这些特点,将该算法直接应用于这类网络会导致资源消耗较高、传输成功率低等问题。针对这些问题,提出一种基于社区的低功耗消息路由算法,其能自适应地控制消息拷贝数量,并根据节点与目标社区节点和本地社区节点相遇的历史信息来设置其目标社区和本地社区的活跃度,依靠活跃度较高的节点来完成消息传输。仿真结果表明,在延迟要求比较宽松的社区机会网络中,该算法在消息传输的成功率及占能耗最主要部分的消息转发次数方面明显优于Spray and Focus算法。

一种城市环境中移动传感器网络的RF信号估值算法

李振杰,尹立新,张绚,米立红

计算机科学. 2014, 41 (1): 183-186.

摘要 ( 97 )

PDF(347KB) ( 406 )

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在城市环境中移动传感器网络节点之间的RF信号受反射、衍射以及多径衰落等多种传播方式的影响很大,导致基于节点RF接收信号的定位、跟踪等移动传感器网络应用很难实用化。针对该问题提出一种对城市复杂环境具有鲁棒性的基于阈值的RF信号估值算法。通过分析可知,该算法复杂度低,能够实现复杂环境下RF信号的突变检测,并充分利用Kalman算法的优势进行最优的RF信号估值。最后仿真实验证明,该算法比传统的Kalman算法和滑动窗口算法具有更优的估计性能。

基于PCA和禁忌搜索的网络流量特征选择算法

冶晓隆,兰巨龙,郭通

计算机科学. 2014, 41 (1): 187-191.

摘要 ( 120 )

PDF(420KB) ( 553 )

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针对网络流量特征属性选择的寻优和效率问题,提出了一种PCA结合禁忌搜索的网络流量特征选择方法。该方法通过PCA对高维特征属性空间进行特征约减,并利用禁忌搜索得到全局最优特征子集。实验证明,相比流行的遗传算法(GA)和粒子群寻优算法(PSO-SVM),PCA和禁忌搜索方法具有更好的处理效率和特征选择精度。

基于正规序列的Omega网络路由构造方法

张以皓,沈越泓,蒋嵘

计算机科学. 2014, 41 (1): 192-195.

摘要 ( 123 )

PDF(414KB) ( 970 )

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在混洗交换网络中,窗口检测法涉及的多窗口之间复杂的制约关系对无冲突路由的构造形成严重阻碍。为克服这一阻碍,提出正规序列概念,在此基础上给出构造无冲突路由的新依据——序列检测法。该方法将2n－1级Omega网络中无冲突路由的构造转化为单个序列的构造,与传统的窗口检测法相比,新方法不仅缩小了构造对象的空间规模,而且降低了构造对象的复杂度,为更方便地构造混洗交换网络路由创造了条件。

面向弹性路由层生成的网络拓扑评价与优化方法

伍文,孟相如,康巧燕,杨婷

计算机科学. 2014, 41 (1): 196-201.

摘要 ( 382 )

PDF(519KB) ( 380 )

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针对弹性路由层重路由技术在不同应用需求下的适用性问题及本身存在的路径次优问题,提出了一种面向弹性路由层的网络拓扑评价方法以及原拓扑结构优化方法。在介绍弹性路由层相关理论背景的基础上,给出了其规范的矩阵表述方式,提出了3个从不同角度反映生成的弹性路由层性能的评估指标,为了对原拓扑结构进行优化设计,提出了评判弹性路由层生成潜力的原全拓扑评估指标,基于此给出了面向弹性路由层生成的原拓扑结构优化方法。仿真结果表明,评估指标可以客观地评判出弹性路由层在不同情况下的适用程度,而优化的原拓扑结构能够以较少的资源满足应用需求,且很大程度上克服了路径次优问题。

一种基于虚拟隔离机制的安全私有云存储系统

鲍爱华,袁晓萍,陈锋,缪嘉嘉

计算机科学. 2014, 41 (1): 202-207.

摘要 ( 120 )

PDF(679KB) ( 470 )

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云存储技术是云计算领域的重要研究方向,由于存在隐私泄漏和安全问题 ,公共云存储服务在持有核心数据的组织(如创新型企业、军队)中往往难以得到广泛应用。提出一种基于虚拟隔离机制的安全私有云存储系统VI-PCS:系统将物理存储介质和公共云存储服务虚拟化为虚拟存储能力,通过集中生命周期管理使其为系统提供服务；系统将文件存储过程划分为元数据管理、文件虚拟存储和文件物理存储3个层面,通过文件重命名、IO透明加解密等方式实现数据安全可靠存储；系统提供基于隔离沙箱技术的安全网盘访问方法,通过虚拟化隔离环境来保证数据安全、可控、可用；系统提出基于有序哈希树的文件双向同步方法来实现数据的高效同步,其离线模式也提高了系统的可用性和适应性。结果表明,系统在可靠性、安全性、可伸缩性和适应性方面具有一定的优势。

移动网格虚拟链路选取研究

杜丽娟,鞠宏军

计算机科学. 2014, 41 (1): 208-211.

摘要 ( 93 )

PDF(331KB) ( 378 )

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为了有效地管理各类资源,移动网格采用覆盖网络技术。将所有节点分为普通节点和超级节点两类,在超级节点之间选取虚拟链路形成覆盖网络来管理资源。虚拟链路的选取对网络性能有很大影响。考虑了覆盖网络连通性、底层物理链路的带宽和维护代价等因素,将虚拟链路选取问题形式化描述为多目标约束优化问题,采用免疫克隆的智能算法加以解决。首先将约束条件转化为优化目标,然后引入Pareto-占优的概念解决多目标优化问题。对提出的算法进行了复杂度分析和实验分析,仿真结果表明了算法的有效性。

基于免疫原理的多拓扑路由生成算法

陈铎龙,孟相如,梁霄,袁荣坤

计算机科学. 2014, 41 (1): 212-216.

摘要 ( 111 )

PDF(432KB) ( 387 )

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针对现有多拓扑路由生成算法存在存储资源利用不合理、多故障恢复能力无法有效适应网络环境等问题,提出了一种结合生物免疫原理的多拓扑路由生成算法。该算法以适应网络环境中常见的多故障为目标,根据免疫原理中抗原与抗体决定基无须完全吻合而只需关键部位相匹配的机制,将子拓扑生成看作免疫原理中的抗体产生,增强了多故障情况下的网络抗毁性,同时引入人工免疫算法来解决算法中的寻优问题。实验结果表明,该方法提高了网络在多故障环境下的抗毁性。

一种基于全域子空间分解挖掘的QoS准确预测方法

张博雅,胡晓辉

计算机科学. 2014, 41 (1): 217-219.

摘要 ( 104 )

PDF(562KB) ( 324 )

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QoS的准确预测是评判和选择最佳Web服务的一种重要标准；传统的QoS预测方法采用时间平均值和各种参数简单加权的方法,无法对大量Web服务下的资源进行准确预测,预测结果模糊；提出一种基于全域子空间分解挖掘的QoS准确预测方法,即采用全域分析的思想对所有数据进行预处理,在此基础上,通过子空间分解的方法,在子空间中对数据进行分解分析,提取数据的深层次特征,然后将全域分析的结果与子空间分解分析的结果进行有效的数据融合,从而实现对所分析数据的准确预测；采用一组Web节点和拟定度量参数进行了预测实验,结果显示,基于全域子空间分解挖掘的QoS预测方法可以精确预测出渐变过程,结果准确,在QoS预测中具有广泛的应用价值。

一种基于CIL静态分析的C#程序缺陷检测方法

边攀,梁彬,石文昌

计算机科学. 2014, 41 (1): 220-224.

摘要 ( 156 )

PDF(698KB) ( 417 )

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通过静态检测发现源程序中的潜在缺陷,可以帮助程序员在软件发布之前发现并修补程序缺陷,提高软件的安全性。提出一种通过静态分析CIL代码来检测C#程序代码缺陷的方法。采用改进的深度优先搜索算法遍历目标程序的控制流程图,结合历史状态缓存机制,能够大幅度提高检测效率；另外,为便于实施别名分析,还提出一种基于内存区域的变量表示方法。基于所述分析方法,开发了一个C#源代码缺陷静态检测系统,并对实际开源项目进行了检测。实验结果表明,本系统能够高效、准确地检测C#程序中常见类型的缺陷。

基于CSP的物联网David数字图书馆协议的改进与形式化分析

吴名欢,程小辉

计算机科学. 2014, 41 (1): 225-229.

摘要 ( 161 )

PDF(746KB) ( 346 )

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在分析了物联网通信节点使用的David数字图书馆通信协议运行的基础上,指出了此协议存在阅读器非法扫描标签和协议主体没有会话密钥的安全隐患,提出了解决安全隐患的方案。采用通信顺序进程(CSP)的形式化分析方法对提出的方案进行了建模分析,对复杂环境下的攻击者和各协议主体建立了CSP进程。在实验中,攻击者在Dolev_Yao模型下对新的协议方案模型进行攻击,最后没有发现攻击点。实验结果表明,该协议方案能有效解决David数字图书馆协议的安全隐患,保证了协议主体的相互认证性以及会话密钥的安全性,证明了模型的可行性。

产业链协同SaaS平台业务流程定制安全技术研究

曹帅,王淑营

计算机科学. 2014, 41 (1): 230-234.

摘要 ( 105 )

PDF(882KB) ( 406 )

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针对产业链协同SaaS平台企业群以盟主企业为核心的业务流定制过程中的流程规则编排、存储/访问以及执行控制3个环节可能存在的安全隐患,建立了基于数字签名及业务实例关联的业务流程安全控制模型,对XML数字签名和验证模式、存储策略及模型执行策略进行了研究,提出了基于用户身份认证和业务实例关联的安全签名、存储和执行算法。对该安全模型和算法在汽车产业链协同SaaS平台企业群车辆售后的三包业务流程定制和执行过程进行了验证,结果表明其能防止业务流程在编排、存储和执行过程中被非法篡改和调用。

等级平均随机TBFL方法

王蓁蓁

计算机科学. 2014, 41 (1): 235-241.

摘要 ( 117 )

PDF(577KB) ( 375 )

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运用测试集对程序错误语句定位的算法,现在被统称为TBFL(testing based fault localization)方法。目前通行的算法一般都没有利用测试员、程序员关于测试用例和程序的先验知识,致使这些“资源”白白浪费掉。文献[12]引入了一类新的随机TBFL方法,其精神就是在随机理论的框架下,把这些先验知识和实际测试活动结合起来,从而对程序错误语句更好地定位。文献[12]提出的算法可以看成是这种类型算法的一般“模式”,人们可以根据这个一般性的模式开发出不同的算法。基于文献[13]的思想,对文献[12]中的算法做了改进。主要是根据测试结果,构造执行矩阵E和功效矩阵F两个工具,并结合测试集和程序先验知识,对程序语句出错可能性引入两个级别的排序,然后对这两个排序进行“平均”,得到程序语句出错可能性的平均等级排序,它可以作为程序员改正程序错误的导向。还提出两个有关不同TBFL算法的比较标准,根据这两个标准,在一些具体实例上,将所提算法和其他一般方法以及文献[12]中的方法进行了对比,结果显示所提算法的效果令人满意。

基于结构分解的因果行为轮廓获取方法

蔡敏,汪世义

计算机科学. 2014, 41 (1): 242-245.

摘要 ( 95 )

PDF(388KB) ( 345 )

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模型因果行为轮廓不仅可用于度量业务模型之间的一致度,还可以监控业务流程的实际执行。针对现有因果行为轮廓获取方法的局限性,提出了基于最小T-不变量分解技术的因果行为轮廓获取方法。该方法首先将工作流系统模型分解成一组完备子系统,再由各完备子系统中的局部关系推导出系统模型中的全局关系,可用于捕获任意sound自由选择工作流系统的因果行为轮廓。

一种基于运行时验证的Web服务选择方法

张亚红,张琳琳,赵楷,陈佳丽,冯在文

计算机科学. 2014, 41 (1): 246-249.

摘要 ( 104 )

PDF(351KB) ( 398 )

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为了确保用户选择的Web服务的运行时行为与用户需求之间的一致性,提出了一种基于运行时验证的服务选择方法。首先基于自动机原理,对Web服务进行运行时验证。其次,定义了3种程度的行为匹配关系,基于运行时验证结果,量化Web服务运行时行为与用户需求之间的匹配程度,并使用AHP理论计算用户偏好。方法综合考虑行为匹配程度和用户偏好对服务选择的影响,提出服务选择策略。最后通过实验分析和比较说明了该方法的合理性。

一种基于前向计算的动态程序切片方法

王兴亚,姜淑娟,鞠小林,邵浩然

计算机科学. 2014, 41 (1): 250-253.

摘要 ( 122 )

PDF(393KB) ( 656 )

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动态程序切片技术是一种重要的程序分析技术,在软件分析、测试与调试过程中有着广泛的应用。给出一种基于前向计算的动态程序切片方法,该方法首先在对当前执行语句进行定义使用分析的基础上计算该语句定义变量的影响集,其次计算该语句的直接动态依赖关系,最后计算当前执行语句中变量的动态切片。根据该方法设计并实现了一个Java动态程序切片系统,基于一组基准测试程序开展了切片实验,并与已有的切片方法进行了比较。实验结果表明,该方法可以得到比较精确的动态程序切片结果。

基于XML Schema技术的设计模式定义方法

古辉,张炜星

计算机科学. 2014, 41 (1): 254-257.

摘要 ( 126 )

PDF(309KB) ( 482 )

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在程序理解和逆向工程中,对软件设计模式的识别有助于软件技术人员从软件结构上理解系统的设计意图和实现功能。通常,采用UML类图表示的软件设计描述难以从特征上对设计模式进行准确的识别。提出一种基于XML Schema技术定义XML文档结构的设计模式定义语言——DPDLXS。通过运用DPDLXS语言描述特定设计模式的实例表明,该设计模式定义语言能够准确表述设计模式的特征,可以为设计模式的识别提供技术支持。

基于Skyline查询的社会网络链接预测

许烁娜,曾碧卿

计算机科学. 2014, 41 (1): 258-261.

摘要 ( 102 )

PDF(327KB) ( 389 )

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在社会媒体中,用户的状态信息实时地更新,用户之间的链接结构也不断改变,这给网络的链接预测提出了严峻的挑战。传统的链接预测方法针对某一特定情景,在非预定情景中效果往往表现不佳。针对单一网路连接预测算法的不足,提出一种基于Skyline查询的社会网络链接预测方法。该算法综合运用多种网络链接预测算法,将其预测值作为被预测链接的属性向量,并将Skyline点作为链接预测的结果返回给用户。实验表明,基于Skyline查询的链接预测方法其准确性明显高于相关链接预测研究的准确性,可应用于实际的社会媒体链接预测和推荐。

内逆P-信息智能融合与它的属性析取特征-应用

吴松丽,陈桂友,史开泉

计算机科学. 2014, 41 (1): 262-266.

摘要 ( 98 )

PDF(408KB) ( 378 )

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逆P-集合(inverse packet set)是由内逆P-集合F(internal inverse packet set)与外逆P-集合(outer inverse packet set)构成的元素集合对；或者,()是逆P-集合；逆P-集合具有动态特性。利用内逆P-集合与内逆P-推理(internal inverse packet reasoning)、内逆P-信息智能融合生成、内逆P-信息智能融合补充生成与内逆P-信息智能融合度量,给出内逆P-信息智能融合定理、内逆P-信息智能融合依赖定理与内逆P-信息智能融合还原定理。给出内逆P-信息智能融合的属性析取特征与属性析取扩展定理,以及属性析取扩展-未知内逆P-信息智能融合发现原理；给出这些理论结果的应用。逆P-集合是研究另一类动态信息应用的新理论、新方法；另一类动态信息具有属性析取特征。

基于奇异谱分析的机场噪声时间序列预测模型

温冬琴,王建东

计算机科学. 2014, 41 (1): 267-270.

摘要 ( 112 )

PDF(298KB) ( 1182 )

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随着我国民航事业的不断发展,机场噪声问题日益严重。针对机场噪声时间序列预测问题,提出了一种基于奇异谱分析的噪声序列预测模型,即将机场噪声时间序列按照奇异谱分析预测的方法进行奇异值分解,得到主分量和经验正交函数,分析其趋势和振动的特点,然后选择适当的特征向量进行序列重构,通过线性重复公式建立预测模型。在此基础上,提出通过状态转移矩阵确定残差偏离方向,并根据残差的偏离方向和贡献率将重构模型忽略的次要成分计算进去,进而对预测值进行修正。在某机场实测数据中的应用表明,该方法的准确度明显优于已有SSA预测方法。

R-广义模糊子格的理想

王德江,梁久祯,廖祖华

计算机科学. 2014, 41 (1): 271-273.

摘要 ( 89 )

PDF(293KB) ( 361 )

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给出了R-广义模糊子格的理想的定义并对其进行了研究。证明了当R(x,y)对变量y递减时,有限个R-广义模糊子格的理想的交(并)仍是R-广义模糊子格的理想,R-广义模糊子格的理想的同态像(原像)仍是R-广义模糊子格的理想。讨论了具体8种蕴涵算子下R-广义模糊子格的理想的等价形式。

基于Twitter Storm平台并行挖掘最稠密子图

王金明,王远方

计算机科学. 2014, 41 (1): 274-278.

摘要 ( 104 )

PDF(427KB) ( 821 )

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在大规模图结构数据中发现最稠密子图具有极其广泛的应用,如社区发现、垃圾邮件检测和论文引用关系抽取等。基于带标签的无向图,提出了查询标签集的概念,设计了一个可以快速发现最稠密子图的近似算法DSFLC(Densest Subgraph Finding based on Labelset Constraint ):用户提交自定义的查询标签集,算法便可保证在用户可以接受的时间内返回满足查询标签集约束的最稠密子图。对于任何参数ε(ε＞0),DSFLC算法只需扫描大规模数据集O(log1+εn)次,同时可保证算法的近似因子是2(1+ε)。对DSFLC算法进行分析后,发现该算法在预处理阶段易于并行化,因此选择Twitter Storm平台,并行化地实现了DSFLC算法。最后对从DBLP数据库中抽取的合作关系图进行测试,一方面研究Storm平台对算法的加速程度；另一方面分析挖掘出的子图的稠密度与参数ε之间的关系,最终验证了DSFLC算法的实用性和可扩展性。

具有参数自适应机制的改进离散差分进化算法

王丛佼,王锡淮,肖建梅

计算机科学. 2014, 41 (1): 279-282.

摘要 ( 89 )

PDF(360KB) ( 425 )

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在研究和分析离散差分进化算法的基础上,提出了一种具有参数自适应机制的改进离散差分进化算法(PA-DDE)。该算法首先对连续域进化过程中的参数进行自适应调整,以平衡全局搜索与局部搜索,协调种群多样性和收敛速度间的矛盾,其次根据对应离散域上成功进化的个体的离散编码反馈信息引导算法协同进化。通过对背包问题进行的实验表明,该算法具有良好的收敛效率和稳定性。

P-概念格及其基本性质

杨亚锋,刘保相

计算机科学. 2014, 41 (1): 283-285.

摘要 ( 103 )

PDF(290KB) ( 402 )

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P-集合(packet sets)是一个集合对,具有动态性,由内P-集合(internal packet sets)与外P-集合(outer packet sets)共同构成。利用P-集合的基本方法,分析形式背景的P-嬗变特征,进而构建了一种新型的动态概念格结构——P-概念格。最后给出了P-概念格与经典概念格的转化定理,证明了P-概念格的伽罗瓦连接与一些基本性质,并进行了案例研究。

一种基于多态关联挖掘的位置服务优化查询方法

蔡朝晖,张健沛,杨静

计算机科学. 2014, 41 (1): 286-289.

摘要 ( 67 )

PDF(355KB) ( 312 )

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高效可靠的位置服务查询方法是位置服务广泛应用的关键。传统的位置服务查询方法采用近邻查询的方法,在对近邻的分割时往往面临稳定性差的问题,无法实现高效查询。提出一种基于多态关联挖掘的位置服务优化查询方法,该方法根据查询标准,将数据分为多个状态,然后对多个状态进行关联挖掘,提取数据的深层次特征,根据深层次特征,对位置服务的查询方法进行优化查询来提高系统查询的效率和可靠性。采用查全率和查准率作为衡量标准,对200组数据进行了实际分析,结果显示,基于多态关联挖掘的位置服务查询方法使查全率和查准率分别提高9.5%和8.8%,研究成果在位置服务和信息挖掘中具有很好的应用价值。

基于改进增强学习算法的双边多协议协商策略

张科,罗军,邓俊昆

计算机科学. 2014, 41 (1): 290-292.

摘要 ( 81 )

PDF(255KB) ( 350 )

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针对传统增强学习算法存在妥协过快导致自身效用降低的缺点,通过设计改进增强学习算法的双边多议题协商模型,引入期望还原率,还原Agent的期望,从而提高协商解的质量。通过实验分析了期望还原率不同取值对协商的影响,并对传统增强学习协商策略、基于时间的协商策略和改进增强学习协商策略的协商效果做了对比。实验表明,在协商次数允许的范围之内,基于期望还原率的改进增强学习算法在双边多议题协商中能够提升双方的效用。

基于MC法改进的实验模型在圆周率估算中的应用

张兵,赵跃龙

计算机科学. 2014, 41 (1): 293-296.

摘要 ( 96 )

PDF(318KB) ( 412 )

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蒙特卡罗法采用统计抽样理论近似求解工程问题,但其存在着模型精确度和时间复杂度相互矛盾的问题。通过估算圆周率,构建Monte-Carlo法实验模型,对模型的精确度和时间复杂度进行了理论分析,提出了两种基于实验模型的改进方案,并采用移位和预处理的思想,将大数除法转化为乘法来降低计算复杂度,从而提高梅森算法效率。仿真结果表明,在保持相同精确度的情况下,改进型的实验模型和算法能够大幅度降低仿真时间,提高仿真速度,具有一定的工程应用价值。

基于在线手绘二次曲线识别的参数特征提取与修正

王关峰,王淑侠,余隋怀,高满屯

计算机科学. 2014, 41 (1): 297-299.

摘要 ( 121 )

PDF(218KB) ( 447 )

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给出如何将被识别为二次曲线的在线手绘图按照识别类型进行参数特征提取,并提出对被识别为圆(弧)、抛物线的在线手绘二次曲线进行参数特征修正的方法。首先,将二次曲线按中心曲线和非中心曲线两类分别对其参数特征提取方法加以介绍,然后给出圆(弧)、抛物线的参数特征的修正方法,从而为在线手绘图识别系统与CAD系统的融合提供参数接口。实验证明,该特征修正方法可以很好地对拟合结果进行修正,为从2D草图重建3D模型奠定了基础。

基于遗传算法的小波域上的三维数字水印技术

刘菁,温显斌

计算机科学. 2014, 41 (1): 300-302.

摘要 ( 279 )

PDF(542KB) ( 407 )

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针对三维模型在嵌入水印后形变量较大、会有局部失真的问题,提出了基于遗传算法的小波域上的三维数字水印嵌入与提取算法。首先寻找三维模型的特征点,然后根据使嵌入水印后的模型特征点的显著区域变化最小的原则构造适应度函数,以此通过遗传算法寻找最佳嵌入点,最后在小波域上对三维模型进行水印嵌入。实验结果表明,该算法具有较强的鲁棒性,并且使三维模型在嵌入水印后具有较小的形变量。

基于Contourlet变换和SPIHT算法的彩色医学图像压缩

汤敏,陈秀梅,陈峰

计算机科学. 2014, 41 (1): 303-306.

摘要 ( 99 )

PDF(590KB) ( 410 )

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二维小波变换只能很好地分离不连续点,无法最优表示曲线奇异,同时只能获取有限的方向信息,这大大限制了它在图像处理领域的应用。Contourlet变换则结合拉普拉斯金字塔和方向滤波器组,得到多分辨率、局域、多方向的图像表示。由于基于小波变换的多级树集合分裂排序(SPIHT)算法不能有效表达图像的纹理和轮廓信息,因此提出一种基于Contourlet变换和SPIHT算法的彩色图像压缩方法,并应用于医学图像感兴趣区域压缩。首先将彩色图像转换至YIQ彩色空间；然后选取感兴趣区域,对其采用Contourlet变换提取特征信息,并利用SPIHT算法对Contourlet系数优先编码和传输,从而保证感兴趣区域的图像质量和细节信息。对背景区域则采用小波变换,并通过系数截断的方式提高图像压缩比。实验结果表明,所提算法可以较好地保留感兴趣区域的图像特征,大幅度提高背景区域的压缩比,是一种较实用的图像压缩新方法,在医学图像感兴趣区域压缩中效果良好。

基于矩阵相似度的最佳样本块匹配算法及其在图像修复中的应用

翟东海,李同亮,段维夏,鱼江,肖杰

计算机科学. 2014, 41 (1): 307-310.

摘要 ( 181 )

PDF(806KB) ( 630 )

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在基于纹理合成的图像修复算法中,最佳样本块匹配算法存在匹配精度不高和时间复杂度高等问题。针对上述问题,首先构造了块匹配算法,采用矩阵相似度来计算模板块与样本块之间的匹配度,以相对较粗的粒度初步选出最佳样本块的候选集。然后,又构造了像素点匹配算法,采用模板块与候选最佳样本块之间的误差矩阵的内积来计算对应像素点之间的匹配度,以更细的粒度来确定最终的最佳样本块。块匹配算法降低了时间复杂度,像素点匹配算法提高了匹配精度,因此,在此基础上构造的基于相似矩阵的最佳样本块匹配算法能够在不增加时间复杂度的情况下提高算法的匹配精度。实例验证结果表明,与当前基于纹理的图像修复算法相比,该算法的匹配精度提高,时间复杂度降低。

一种快速的判别公共向量分类方法

韩姗姗,黄凯,王万良,郑建炜,蒋一波

计算机科学. 2014, 41 (1): 311.

摘要 ( 85 )

PDF(560KB) ( 375 )

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在传统DCV的基础上,提出了一种改进的快速DCV分类方法。该方法与传统的DCV分类方法相比,在保证识别率相同的情况下具有较快的分类速率。传统的DCV分类方法通过计算特征向量之间的距离来进行分类,而所提快速DCV分类方法则通过标量计算完成分类。理论分析及复杂度计算表明,快速DCV分类方法的分类速率是传统DCV分类方法的2倍左右,在Yale、ORL和PIE 3种人脸数据库得到的对比仿真实验结果验证了该算法的有效性。