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計算機研究與發展雜志社
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計算機研究與發展雜志

《計算機研究與發展》由中國科學院計算技術研究所、中國計算機學會主辦,統計源期刊,綜合影響因子:0.864。計算機研究與發展報道我國計算機領域最高水平的學術論文和最新科研成果。
  • 主管單位:中科院出版委員會
  • 主辦單位:中國科學院計算技術研究所
  • 國際刊號:1000-1239
  • 國內刊號:11-1777/TP
  • 出版地方:北京
  • 郵發代號:2-654
  • 創刊時間:1958
  • 發行周期:月刊
  • 期刊開本:A4
  • 復合影響因子:2.649
  • 綜合影響因子:1.865
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計算機研究與發展 2011年5期雜志 文檔列表

計算機研究與發展雜志網絡技術

路徑節點驅動的低代價最短路徑樹算法

摘要:Dijkstra算法是一個優秀的最短路徑求解算法,同時也產生一棵最短路徑樹SPT(shortestpathtree);該算法在網絡計算與優化中得到了廣泛的應用.為了對最短路徑樹進行代價優化,提出了路徑節點驅動的思想.基于這種思想設計了路徑節點驅動的最低代價最短路徑樹算法LCSPT(least-costshortestpathtreealgorithm).通過LCSPT算法一個正計算節點能夠最大化與當前最短路徑樹中的路徑共享,因而進一步優化SPT樹代價性能,生成高性能的SPT樹.作為算法的重要組成部分,使用數學歸納法證明了算法的正確性;從理論上分析了LCSPT算法的代價性能,以及和同類算法相比如何取得最小代價性能;同時,對其時間復雜度和空間復雜度進行了分析.最后通過3個仿真實驗驗證了該算法在構建SPT時的正確性和其最小代價最短路徑樹特性.
721-728

利他驅動的應用層組播

摘要:節點自私問題是目前應用層組播技術面臨的挑戰之一.自私節點可能有意或者無意地停止轉發某些數據包,導致流媒體質量下降.為了解決應用層組播中節點自私性問題,提出了一種利他驅動的應用層組播,簡稱ADALM機制.ADALM根據一個節點對其他節點的轉發貢獻,計算出該節點的利他值;基于利他值構造組播樹,使得利他值較大的節點位于樹的較高層.和本領域其他研究相比,ADALM在利他值計算和組播樹構造方面均有創新:首先,利他值基于父親節點和孩子節點的反饋,使得系統可以有效地檢測出自私節點;節點無需發送額外的探測包去測量其鄰居節點的服務質量;在組播樹的構造和維護過程中,僅需要調整O(lgN)個節點;最后,利他值計算和組播樹構造采用分布式方法來實現.仿真結果表明,即使存在一定比例的自私節點,ADALM也能構造一棵高性能的組播樹,并且具有較低的控制負荷.
729-735

SOSC:一種基于自組織語義聚類的P2P查詢路由算法

摘要:在沒有輔助機制的條件下,非結構化P2P網絡資源定位技術的效率比較低,很難同時獲得較低的查詢延遲、少量的定位成本和較高的查詢命中率,為此,提出了一種基于自組織語義聚類的P2P查詢路由算法SOSC.SOSC算法通過直接用節點共享資源的關鍵詞頻率向量表達節點語義,各節點均試圖與最相似的節點建立鄰居關系,以及以指數衰減方式傳遞節點語義向量,創造性地解決了對等計算環境中聚類語義的表達和傳遞問題,使得節點可感知周圍節點的語義層次,從而使得各節點均可以語義聚類為基礎進行快速路由.分析和實驗均表明,SOSC算法具有較小的路由延遲、較低的查詢代價和較高的查詢命中率.
736-745
計算機研究與發展雜志研發動態

“超越摩爾定律的科學與工程”計劃

摘要:美國國家科學基金會將繼續為“超越摩爾定律的科學與工程”計劃(Science and Engineering Beyond Moore’s Law)撥款9618萬美元,資助這項整合了納米科技、計算科學、材料科學和物理學的多學科研究課題.該計劃簡稱為SEBML,目標是通過支持那些可改進或取代現有半導體集成技術的研究項目,打破現有技術上的極限,突破摩爾定律,使納米技術、計算方法、軟件設計和芯片結構方面的基礎研究能夠推動新一代芯片制造技術的開發,進而保持美國在通信和計算領域的前沿地位.
745-745

在亞馬遜云中搭建1萬個核心的Linux超級計算機

摘要:Cycle Computing已經在亞馬遜的彈性云(EC2)上搭建了幾個集群,目前可擴充到數千個核心.生物科技企業Genentech的科學家Jacob Corn需要1萬個計算核心云集群計算能力來考察蛋白質的相互鏈接,這項研究最終有可能引入醫學治療過程.這1萬個核心是由每8個核心帶1250個實例構成,此外還有8.75TB的RAM和2PB的磁盤空間.
745-745

英鼓勵中小企業積極參與信息通訊項目建設

摘要:英國《政府信息通訊技術戰略》正式出臺.該戰略旨在幫助英國政府降低信息通訊技術項目成本,以更好地服務于大眾.該戰略強調,中小企業具有極佳的創新能力,能夠向政府提供更多更有創意、更靈活、性價比更高的產品和服務.因此在政府采購過程中,要鼓勵中小企業積極參與.政府將在今后公布政府采購的細節,努力減少采購中的官僚主義,
745-745
計算機研究與發展雜志網絡技術

開放網絡環境下分布式動態頻譜分配算法

摘要:為了提升開放網絡的通信效率、增加網絡容量,研究了采用不同通信協議時無線設備的共存問題,提出一種基于開放網絡的分布式動態頻譜分配算法.該算法通過按輪次調整各個通信對端所使用的信道,將不同設備占用的工作信道均勻地分布于開放網絡頻譜的各個部分,提升了開放網絡的總體容量.同時,探測指數的使用降低了算法運行的通信開銷以及控制信令對鄰居域內數據傳輸帶來的干擾.仿真實驗表明,該分配算法提升了網絡整體工作效率,并從一定程度上保證了不同通信對端之間傳輸性能的公平性.
746-755

libpcap-MT:一種多線程的通用數據包捕獲庫

摘要:libpcap數據包捕獲函數庫提供數據包捕獲、過濾等上層API,目前廣泛被網絡協議分析、入侵檢測等數據包處理系統使用.多核、多CPU通用計算平臺為數據包的高速處理提供可能,但libpcap提供的單線程機制難以充分利用多核、多CPU平臺的并行計算能力.設計并實現了一種支持多線程的libpcap:libpcap-MT.libpcap-MT在內核態進行高效的數據包分發,采用無鎖的多緩存隊列允許多線程同時讀取數據包,提供靈活的數據包分發策略,接口與libpcap保持兼容.實驗結果表明,使用libpcap-MT能夠快速地將現有的系統多線程化,并且具有更好的性能和可擴展性.
756-764

基于謂詞式覆蓋技術的發布/訂購機制及算法研究

摘要:基于內容路由的發布/訂購(Pub/Sub)技術具有異步、松散耦合和多對多通信等特點,使得能更好地應用于大規模分布式交互系統.而高效率的匹配算法、路由算法及較低的訂購維護成本(規模)是實現基于內容路由的大規模Pub/Sub系統所要解決的關鍵問題.提出了謂詞式關系(二叉樹)的概念,在此基礎上提出并實現了基于謂詞式覆蓋技術的訂購算法、退訂算法及啟發式匹配算法(合稱PRBT-*算法).通過將謂詞式覆蓋技術同選擇性訂購轉發策略相結合,在提高事件匹配效率及路由效率的同時,顯著降低了各級內容路由器訂購規模.理論分析及大量實驗對比表明,謂詞式覆蓋技術的引入,在降低各級內容路由器訂購規模及提高算法效率和系統整體性能方面獲得了良好的效果.
765-777
計算機研究與發展雜志研發動態

多源交互式應用層組播路由協議

摘要:應用層組播無需擴充底層基礎網絡就可以實現較大范圍的組播通信,已成為倍受矚目的組播實現機制.但相對于傳統的IP組播,應用層組播的網絡延遲大,節點穩定性差,使得采用應用層組播來實現多源交互式組播應用成為一個獨特的具有挑戰性的問題.Thunder協議將組播結構分為核心網和外圍樹兩部分:核心網通過Mesh-Tree結構追求快速轉發以優化交互式過程;外圍樹允許更多的成員接收組播數據,卻不會對交互過程產生影響,可提高協議的擴展性.實驗表明,Thunder協議能夠減小交互式應用層組播的網絡延遲,具有較好的擴展性和容忍延遲變化特性,適用于各種不同規模網絡.
778-785
計算機研究與發展雜志網絡技術

基于延遲喚醒的無線傳感器網絡的分布式區域覆蓋算法

摘要:針對現有無線傳感器網絡中分布式區域覆蓋算法中存在覆蓋空洞現象、連通性和蠶食現象等問題,提出了一個保證區域全覆蓋與網絡全連通的臨界條件,在此基礎上,提出了一個基于延遲喚醒的分布式區域覆蓋算法.該算法采用分輪機制,因此不需要預先了解網絡的整體拓撲結構;基于延遲喚醒的活躍節點集選擇機制在保證區域全覆蓋、避免出現覆蓋空洞現象的同時,減少了蠶食現象的發生.仿真實驗表明,與現有分布式覆蓋算法相比,該算法可在滿足用戶區域覆蓋感知需求的基礎上延長網絡的生命周期.
786-792

機會網絡中的消息傳輸路徑特性研究

摘要:高效的消息傳輸機制是機會網絡的核心問題.在對CRA WDAD公開發布的Trace數據進行深入分析的基礎上刻畫了機會網絡中的消息傳輸路徑特性.節點的相遇時間分析指出節點間存在明顯的聚集性,少量的節點相遇對網絡的連通性和消息傳輸成功率起決定性作用.為分析該特性對消息傳輸路徑的影響,構造了機會網絡的時間演化圖TEG(time evolving graph)模型以計算任意節點對間的消息單拷貝最小延遲路徑(single copy minimald elay path,SC-MDP).結果表明網絡具有典型的"小世界"特性,即大多數消息平均通過較短路徑可達目的節點.結論指出,探測并利用發生次數較少但對網絡連通性具有重要影響的節點相遇進行消息轉發,能夠有效降低網絡的傳輸代價和提高傳輸成功率.
793-801

自適應幀Aloha的RFID標簽防沖突協議

摘要:為減少重復識別標簽的時間,在動態幀時隙Aloha的RFID標簽防沖突協議的基礎上提出了一種自適應的動態幀時隙Aloha(adaptive dynamic framed Aloha,ADFA)的防沖突協議.在ADFA協議中,閱讀器每成功識別一個標簽就自適應地給該標簽分配一個時隙號,該時隙號規定了標簽在一次識別過程中被閱讀器識別的順序,若當前識別過程中待識別的標簽與上一次識別過程中的標簽相比有較多的重復,ADFA協議就可以減少沖突和空時隙,從而減少標簽識別時間.另外,為進一步減少ADFA協議識別標簽的時間,還對其作了改進,在改進的ADFA協議中,提出了一種低復雜度標簽估計和最優幀長方案.理論分析和仿真結果均表明,ADFA協議在重復識別標簽時能夠減少識別時間,改進ADFA協議的標簽估計方法能夠減少計算復雜度,而其最優幀長方案能使系統的吞吐量得到提高.
802-810
計算機研究與發展雜志算法理論

QBF求解算法研究綜述

摘要:近10年來,布爾可滿足性(SAT)求解技術飛速發展,并已經成功應用于模型檢驗、定理證明等領域,特別是在限界模型檢驗(BMC)中取得了明顯的進展,然而,由于命題邏輯公式的長度隨系統規模指數倍增長,基于SAT的模型檢驗仍然存在狀態空間爆炸問題.帶量詞的布爾公式(QBF)作為SAT公式的自然擴展,具有緊湊的空間結構、更強大、更直觀的表達能力,能夠簡潔地描述模型檢驗中的公式.基于QBF的模型檢驗有希望緩解狀態空間爆炸問題,成為當前研究的一個熱點.總結了當前主流的QBF求解算法及常用的優化技術,指出了該領域中值得關注的新趨勢.
811-822
計算機研究與發展雜志人工智能

基于網格和密度的海量數據增量式離群點挖掘算法

摘要:處理海量和高維數據已經成為設計離群點算法面臨的重要任務和挑戰,針對海量數據的特點提出一種基于網格和密度的增量式離群點挖掘算法IGDLOF,算法的基本思想為:采用網格的七元組信息減少數據維數和數量,利用增量更新減少內存需求.通過代表點過濾相應的主體數據,先判斷再進行近似密度計算的方法減少計算量,降低算法的復雜度.通過在真實和仿真數據集的測試表明,IGDLOF增量算法可與LOF算法保持相同的精確度,而執行效率得到顯著的提高.
823-830

基于描述邏輯規則的語義Web服務組合

摘要:針對OWL-S語義Web服務自動組合問題,提出了一種基于描述邏輯(DL)規則的建模和組合方法.將ServiceProfile中的原子服務及其輸入、輸出參數分別建模DL中角色和概念,將概念間上下位關系和ProcessProfile中組合流程模型建模為DL規則,以一種統一的方式刻畫語義Web服務的靜態功能語義和動態交互特征;提出了刻畫順序服務組合的DL規則鏈和描述Split+Join結構的服務組(WSC)模型,將并發服務組合轉為基于WSC的順序組合,將語義Web服務組合歸結為WSC和DL規則鏈發現過程.與已有的方法相比,該方法將語義Web服務組合問題統一在DL規則的框架下,彌補了基于DL無法描述Web服務動態特征的缺陷,避免了Petri網推理和謂詞演算等進行Web服務組合時限于命題邏輯層面無法充分利用語義信息的問題,也克服了基于智能規劃的組合方法限于順序組合的問題.
831-840

基于不平衡學習的分類器博弈模型及其在中國象棋中的應用

摘要:計算機博弈是人工智能領域中的熱點研究課題.傳統計算機博弈模型使用極大極小搜索與評估函數相結合的方式,棋力高低依賴于搜索的深度.在計算性能較低的平臺上,搜索深度加深會延長反應時間.因此,提出了一種應用不平衡學習技術使用專家譜訓練分類器的機器博弈解決方案,反應時間只相當于一層搜索,且更能體現學習的特性.使用3種經典的不平衡學習方法訓練神經網絡,并對結果進行了比較.驗證了使用分類器模擬中國象棋策略的可能性,以及不平衡學習技術在該策略建模過程中起到的關鍵作用.
841-847

基于擬態物理學方法的全局優化算法

摘要:受擬態物理學方法的啟發,就物理個體與理想粒子的特征異同問題,通過建立擬態物理學方法與基于種群優化算法的映射關系,設計出一種面向全局優化函數的擬態物理學算法框架.這是一種基于群體的隨機優化算法,每個樣本解被看作一個具有質量、速度和位置屬性的物理個體,個體質量是用戶定義的有關其目標適應值的函數,個體的適應值越好質量就越大,則個體間的虛擬作用力就越大.利用牛頓萬有引力定律定義了個體之間的虛擬作用力,制定了個體之間的引?斥力規則,使得適應值較好個體吸引適應值較差個體,適應值較差個體排斥適應值較好個體,最好個體則不受其他個體的吸引或排斥.該方法利用這種引?斥力規則使得整個種群向更好的搜索區域移動.實驗結果表明該算法的有效性.
848-854

基于賦權粗糙隸屬度的文本情感分類方法

摘要:提出了基于賦權粗糙隸屬度的文本情感分類方法.該方法將特征傾向強度引入到文本的向量空間表示法中,建立了基于二元組屬性(特征,特征傾向強度)的文本表示模型.提出了基于情感傾向強度序的屬性離散化方法,將特征選擇寓于離散化過程,達到數據降維的目的.利用特征傾向強度,定義了賦權粗糙隸屬度,用于新文本的情感分類.在真實汽車評論語料上,與支持向量機分類模型進行比較實驗表明,基于賦權粗糙隸屬度的文本情感分類方法在對數據進行一定程度的壓縮后仍表現出較好的分類性能.
855-861
計算機研究與發展雜志信息安全

一種基于帶承諾加密電路的移動代碼保護協議

摘要:基于Jarecki和Shmatikov的帶承諾加密電路技術和Pedersen的可驗證門限秘密共享方案,提出了一種新的適用于惡意環境的移動代碼保護協議.新協議使用一組服務器來代理部分零知識證明過程并共享密鑰.當誠實的服務器多于2?3時,新協議:1)能同時保護輸入輸出的安全,較現有協議有更高安全性;2)適用于無交互的移動代碼環境;3)使得發起者無需和執行者交互就能驗證移動代碼的正確性,從而避免惡意發起者使用惡意代碼來破壞執行者的安全性;4)使得發起者和執行者能公平地得到正確的輸出.
862-868
計算機研究與發展雜志軟件技術

面向軟件行為的需求模型及特性檢測

摘要:軟件需求模型及其檢測是軟件需求工程中的重要工作.在分析現有需求建模方法和軟件行為相關研究的基礎上,對將軟件行為概念引入需求模型進行了詳細的闡述,提出一個面向軟件行為的需求模型描述語言BDL(behavior description language),定義了它的語法、語義;討論了CCS(calculus of communication system)與BDL的轉換關系,構造了BDL到CCS的轉換函數M〖-〗;給出了需求模型的系統一致性、系統安全性、行為可信性及行為非終止性等4種系統特性的時序邏輯描述;最后用模型驗證工具CWB(Concurrency Work Bench)對BDL描述的具體實例進行驗證分析.
869-876

基于截止時間滿意度的網格工作流調度算法

摘要:動態網格環境中用戶截止時間保障是工作流調度問題的一個挑戰.利用隨機服務模型來描述網格資源的動態處理能力及其動態負載壓力,提出了截止時間滿意度的概念和工作流截止時間滿意度的計算方法.將以DAG圖形式表示的任務執行關系轉換為以數值表示的任務執行優先級,并根據最大截止時間滿意度優先的思想,確定執行工作流子任務的候選資源;將工作流全局截止時間劃分問題描述為一個約束下的非線性規劃問題并通過已有方法求解該問題,提出了一種截止時間滿意度增強的工作流調度算法(DSESAW).仿真實驗采用實際網格應用和系統數據來驗證所提出算法的性能表現,實驗結果表明新算法在網格環境的自適應性和用戶截止時間保障方面優于其他兩種實際網格系統中的調度算法.
877-884

基于TGG的SBML與其他生物建模語言間的自動轉換研究

摘要:基于XSLT技術的SBML與其他生物建模語言之間的轉換方法存在無法保證轉換結果的確定性、語法正確性及不能滿足模型轉換的工業化需求等缺陷.針對以上問題,提出了利用圖文法定義SBML Schema及其他生物建模語言,并且利用Triple Graph Grammar構造SBML與其他建模語言之間的轉換方法.在此基礎上,提出了一種基于單路徑嘗試條件的轉換算法,該算法具有多項式時間復雜性,能夠保證轉換目標對象的確定性與語法正確性,給出了相關證明,并且討論了該條件在生物模型轉換中的適用性.與傳統方法相比,該方法利用可視化方法實現轉換,簡化了定義過程;無需動態檢查轉換過程,只要轉化規則正確即可保證轉換結果正確;同時支持擴增傳播以及模型間雙向轉換.最后,通過Petri網與SBML之間的轉換例子證實了該算法的正確性與有效性.
885-896
計算機研究與發展雜志系統結構

一種基于隨機采樣的SPM管理機制

摘要:嵌入式系統對于功耗和面積具有很高的要求.便簽存儲器(scratchpad memory,SPM)與同等容量Cache相比具有能耗低、片上面積小等優點,現已成為嵌入式處理器中廣泛采用的片上存儲器.高效的SPM管理策略對于降低系統功耗具有重要意義.傳統的SPM管理策略通過編譯器采用軟件方式進行.隨著移動設備及網絡互聯設備的發展,嵌入式程序的部署方式已趨于多樣化,致使傳統基于程序特征分析(profiling)的SPM管理方式在某些方面存在局限.提出了一種軟硬件結合的基于隨機采樣(random sampling)的動態SPM管理策略,通過實時監控程序訪存特征等手段在運行時動態預測核心工作集(core workingset).該方法區別于傳統方法之處在于無需依賴profiling信息和編譯器進行SPM管理,而通過跟蹤程序運行時訪存動態特征指導SPM管理.實驗表明,該方法可以充分發揮SPM在功耗、面積等方面的優勢;通過與一種經典的SPM管理策略相比,所提出的方法在保證系統性能不降低的前提下,提高了SPM管理的靈活性、通用性.
897-905

一種基于權值的大規模分布式系統結構脆弱性分析算法

摘要:結構脆弱性是大規模分布式系統的典型脆弱性類型之一.針對大規模分布式系統實體間復雜的依賴關系和冗余備份機制,構建了實體拓撲模型.該模型采用簡單有向圖描述實體間依賴關系,采用故障容忍機制刻畫節點間的冗余關系,并引入權值刻畫節點或邊失效對于業務流程的影響.在此基礎上,提出了基于權值的大規模分布式系統結構脆弱性分析算法,該算法通過權值計算和基于故障傳遞的剪枝方法發現并驗證結構脆弱性.通過算法分析和實現充分驗證了算法的有效性.
906-912

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