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当期目录

    论文
    时域有限差分算法的FPGA加速技术研究
    宋庆增1,张金珠2,武继刚1
    2013, 35(9): 1-6. doi:
    摘要 ( 193 )   PDF (739KB) ( 366 )     

    针对各种嵌入式应用中对实时电磁场计算的需求,提出了一种新的时域有限差分法的硬件方法,采用FPGA作为硬件加速部件,加速电磁场时域有限差分算法(FDTD)的计算。采用滤波器技术重新改写时域有限差分法,将时域有限差分法的求解变成对应的硬件滤波器的设计问题,通过设计合适的滤波器完成时域有限差分的计算。实验结果表明,与时域有限差分算法的软件执行相比,硬件实现可以获得5倍左右的性能加速,能够充分发挥FPGA的计算性能。本研究能够进一步扩展时域有限差分算法的应用领域,尤其是扩展到以前因为计算性能无法应用的领域。

    一种支持可变输入、输出参数的数据服务
    张峰1,2,陈欣1,魏永山1
    2013, 35(9): 7-14. doi:
    摘要 ( 132 )   PDF (497KB) ( 258 )     

    传统Web服务提供一组包含固定输入、输出参数的操作,通常无法满足针对数据资源的内容提出的各种查询请求。提出一种支持可变输入、输出参数的数据服务,其操作可以满足基于数据内容的各种查询请求。首先,服务描述中添加数据内容的描述,指明服务能够提供哪些数据;然后,定义了一个支持可变输入、输出参数的操作,其输入是一个包含输入、输出参数及参数约束的查询请求,输出是查询请求中输出参数所对应的数据;最后,给出了关系型数据的服务化方法,并通过实验从功能角度验证了方法的有效性。

    多核平台PAML并行算法研究
    杨菊,吴卓锋,王刚,刘晓光
    2013, 35(9): 15-19. doi:
    摘要 ( 178 )   PDF (489KB) ( 256 )     

    PAML是一款利用最大似然法进行系统发育分析的软件包,被广泛使用。然而,由于模型复杂、参数众多,PAML的计算过程非常耗时。对PAML中最重要的codeml程序进行了并行算法研究,通过算法分析和程序Profiling确定程序瓶颈。在此基础上,利用现代CPU的多核并行能力和SIMD并行机制优化程序瓶颈,从而提高了程序整体的运行速度。实际数据集和人工数据集上的实验表明并行算法有效提高了codeml的计算速度,加速比最高达7.94倍。

    MPI非阻塞广播算法及性能研究
    严忻恺,郝子宇,吴东,谢向辉
    2013, 35(9): 20-26. doi:
    摘要 ( 133 )   PDF (1691KB) ( 301 )     

    MPI的3.0版新增了非阻塞集合通信。非阻塞集合通信兼顾非阻塞和集合通信的特点,与阻塞集合通信相比具有更低的同步开销,能够实现更多的计算通信重叠,带来性能提升。以广播为例详细介绍了广播通信的不同算法实现,比较了非阻塞与阻塞广播底层控制管理方法并进行了实验分析,提出了实现改进方法。

    针对搜索服务的操作系统伸缩性研究
    赵玉龙, 王雷, 王欢
    2013, 35(9): 27-35. doi:
    摘要 ( 113 )   PDF (1041KB) ( 254 )     

    分析当前成熟操作系统,找出其在多核环境下的性能瓶颈并进行改进,已经成为了现代操作系统研究的重点之一。通过搜索服务压力测试实验发现,运行Nginx反向代理的64核Linux服务器的伸缩性不佳,启用64核时的吞吐量仅是1核时的3倍。瓶颈在于服务器上所有网卡中断和软中断处理都集中在一个CPU核上。结合网卡的Flow Direction机制和Linux内核中断的亲和性配置,实现了网卡中断负载均衡的方法,系统吞吐量提升33%。多核环境下网卡中断负载均衡无法保证TCP连接的亲和性。通过修改Linux内核代码,解决了TCP连接的非亲和性问题,系统吞吐量在之前的提升基础上,又提升9%。

    基于情境感知的智慧矿山服务系统研究
    薛霄1,常静坤1,曾志峰2,安吉宇1
    2013, 35(9): 36-44. doi:
    摘要 ( 116 )   PDF (831KB) ( 330 )     

    随着矿山信息化技术的快速发展,信息系统的种类和数量日益增多,但其服务对象主要限于管理人员,落后的信息管理模式使得绝大多数一线矿工难以获得及时的信息服务,无法有效预防各类安全隐患,造成信息资源的极大浪费。针对以上问题,结合煤矿自身的行业特点,将情境感知技术引入到智慧矿山的建设中,构建了一个基于情境感知的智慧矿山服务系统,通过情境信息采集、情境信息推理、服务配置模型等关键步骤,能够实时感知井下矿工的情境需求,提供更加智能化的业务服务或服务组合,并能实现对煤矿遗留信息系统的充分利用以及更全面的互联互通。最后,通过仿真环境下的测试说明了构建该服务系统的过程以及实施情境感知服务的效果,并对可能存在的各种潜在问题进行了讨论。

    基于量子逻辑的确定型正则文法
    王拥兵1,张丽霞1,雷红轩2
    2013, 35(9): 45-50. doi:
    摘要 ( 117 )   PDF (417KB) ( 230 )     

    (1.安庆师范学院数学与计算科学学院,安徽 安庆 246013;2.内江师范学院数学与信息科学学院,四川 内江 641112)摘要:基于量子逻辑的文法理论是量子计算模型的一个重要研究方向。给出了基于量子逻辑的确定型正则文法的概念,证明了基于量子逻辑的确定型正则文法与基于量子逻辑的确定型自动机的等价性。利用此等价性,给出了量子确定正则语言的代数刻画和层次刻画,并得到量子确定正则语言关于正则运算的封闭性。关键词:

    情景感知的物流Web服务动态优化组合研究
    刘志中,宋成,薛霄,徐秀珍
    2013, 35(9): 51-56. doi:
    摘要 ( 105 )   PDF (499KB) ( 305 )     

    第四方物流服务通过大规模的资源整合,可以将领域内优秀的物流服务组合起来,为用户提供技术、仓储、运输服务等最佳结合的物流服务方案,实现物流服务的低成本、高效率、实时运作。然而,如何高效、动态地构建满足用户服务质量需求的可靠物流服务组合,是第四方物流服务商亟需解决的关键问题。针对这一问题,提出了一种情景感知的物流Web服务动态组合方法,该方法首先基于改进的遗传算法,将用户提出的全局QoS约束分解成局部QoS约束,从而将QoS感知的物流Web服务组合这一全局优化问题转化成局部最优服务选择问题;然后,在物流服务流程执行的过程中,依据当前关键的情景信息,选出可用并且能够满足局部QoS约束的最优物流服务;最后,通过实验验证了所设计方法的可行性和有效性。

    一种面向物联网服务资源优化的调度模型
    徐九韵,吴同心,宁肖,邢昆明
    2013, 35(9): 57-63. doi:
    摘要 ( 125 )   PDF (593KB) ( 280 )     

    随着物联网与SOA的发展,物联网环境下以服务为资源的竞争问题越来越凸显。为了解决该问题,从资源优化的角度对该问题进行了研究与建模分析。利用资源调度机制和服务选择机制建立了服务调度模型;然后运用排队论对本模型进行了时延特性分析。模拟实验结果表明,本文的方法能够在有限的服务资源情况下保持服务请求的公平性,缓解高优先级服务请求的时延及时延抖动性,同时能在一定程度上满足用户的个性化需求。

    ESSF-EGov:一种整体性和跨领域的电子政务公众服务系统框架
    陈健,袁柳,闫亚飞
    2013, 35(9): 64-72. doi:
    摘要 ( 109 )   PDF (1230KB) ( 217 )     

    电子政务公众服务系统采用信息通讯技术,通过流程优化与创新,向公民和法人提供便捷和高效服务。电子政务公众服务系统的建设、运营与持续改进是涉及到政府决策、行政管理、信息技术治理、软件系统开发及维护、数据和知识管理等多领域的复杂工程。基于对电子政务公众服务系统特性的分析和相关研究成果,提出一种面向公众服务领域的具有服务系统特性的系统框架—ESSFEGov。该框架基于Zachman框架方法,具有覆盖电子政务公众服务系统生命周期所有阶段的整体性,也结合了相关多领域的视角。通过一个案例展示和说明了该框架在政府公众服务门户发展中的应用。

    移动传感器网络区域覆盖快速检测的拓扑方法研究
    洪峰,刘旭,易东云
    2013, 35(9): 73-77. doi:
    摘要 ( 117 )   PDF (503KB) ( 257 )     

    无线传感器网络以获取有用信息为最终目的,而获得的有用信息的多少取决于对监测区域的覆盖程度,因此覆盖算法是其研究的重要问题之一。现有的覆盖算法大多假定传感器节点能够提供精确的部署位置及相对方位。介绍了一种基于代数同调群的快速覆盖检测算法,基于网络拓扑即可快速判断网络的覆盖情况,无需传感器精确位置,降低了传感器设计复杂度。仿真结果表明,该算法可以快速有效地检测移动传感器部署的覆盖盲区。关键词:

    面向移动平台的消息通讯服务设计与实现
    邵小哲1,吴国全2,魏峻2,3,黄涛2,3
    2013, 35(9): 78-82. doi:
    摘要 ( 132 )   PDF (1369KB) ( 237 )     

    由于移动平台网络和能耗方面的限制,应用开发者实现并维护一个移动端与服务器端可靠的、低能耗的消息通讯服务代价较高。面向移动平台的消息通讯服务为移动应用提供了即时的、可靠的消息通讯。同时结合移动端上下文信息丰富的特点,消息通讯服务提供了上下文情景感知的消息通讯方式。实验表明了此服务的可行性和低能耗特点。

    Web服务QoS与用户位置的相关性实证研究
    林祥云1,2,刘小青3,唐明董1,2,曹步清1,2,刘建勋1,2
    2013, 35(9): 83-88. doi:
    摘要 ( 117 )   PDF (732KB) ( 226 )     

    如何为用户准确预测Web服务的QoS是最近的一个热点研究问题。考虑到Web服务的QoS可能受用户具体位置的影响,一些工作提出了位置感知的Web服务QoS预测方法。然而,很少有工作在实践中针对Web服务QoS与用户位置的相关性进行具体验证。提出了一套对Web服务QoS与用户位置的关系进行验证的方法,并使用真实的Web服务QoS数据集进行了实验。实验与分析发现:用户位置越邻近,他们在相同Web服务上观察到的QoS越相似;反过来也是如此。这些结果表明Web服务QoS与用户位置之间具有较强的相关性,可以为位置感知的Web服务QoS预测方法提供很好的依据。

    轻量级分组密码算法ESF的不可能差分分析
    刘宣,刘枫,孟帅
    2013, 35(9): 89-93. doi:
    摘要 ( 153 )   PDF (716KB) ( 276 )     

    新的轻量级密码算法ESF用于物联网环境下保护RFID标签以及智能卡等设备的通信安全。ESF算法是一种具有广义Feistel结构的32轮迭代型分组密码,轮函数是SPN结构。分组长度为64比特,密钥长度为80比特。通过不可能差分分析方法来寻找ESF算法的不可能差分特征,给出ESF算法8轮不可能差分区分器来攻击11轮ESF算法。实验结果表明,ESF对不可能差分密码分析有足够的安全免疫力。

    一种基于策略控制的可撤销属性基代理加密方案
    池水明, 陈勤, 党正芹
    2013, 35(9): 94-98. doi:
    摘要 ( 172 )   PDF (1129KB) ( 246 )     

    在分析现有一些可撤销属性基加密方案的基础上,提出了一种基于策略控制的可撤销属性基代理加密方案,该方案的仲裁者通过两个策略控制表(属性撤销表和属性代理表)灵活控制属性撤销和解密权利代理。通过查看属性撤销表,仲裁者拒绝对已撤销属性的用户进行解密操作,达到属性即时撤销的目的;当被代理者将解密权利代理出去时,将发送代理转换密钥给仲裁者,仲裁者利用属性代理表判定被代理用户是否具有密钥代理的权利,以达到属性灵活代理的目的。方案采用了线性秘密分享矩阵构造访问策略,以支持灵活的访问控制结构,同时利用了密钥分割技术为用户分发密钥。最后证明了方案的正确性和安全性。

    论文
    基于生存能力的节点权值多样化布置算法
    刘闻坚,黄遵国
    2013, 35(9): 99-103. doi:
    摘要 ( 93 )   PDF (659KB) ( 251 )     

    将多样化应用到网络系统、软件中以减少恶意代码传播以及单一重复攻击的多米诺效应是一个广泛的共识。提出一种基于生存能力的节点权值多样化布置算法,从节点重要性出发,将有限的差异系统布置到所有节点中。该算法能在保证单个节点对网络影响最小前提下,实现核心节点的高生存性。仿真实验表明了算法的有效性。

    命题演算两个推理系统的等价性
    宋方敏,殷熙尧
    2013, 35(9): 104-109. doi:
    摘要 ( 106 )   PDF (348KB) ( 230 )     

    首先介绍命题演算的Gentzen型系统G,然后给出一个命题演算的永真推理系统H,最后证明一个命题在G中可证当且仅当它在H中可证,从而G与H是等价的。关键词:符号逻辑;命题演算;推理系统

    RGPS支持的面向方面网络式软件演化方法
    田刚1,2,何克清2,孙承爱1,崔焕庆1,彭珍连2,3
    2013, 35(9): 110-116. doi:
    摘要 ( 112 )   PDF (1053KB) ( 226 )     

    为了改进现有的面向方面网络式软件演化方法中切入点(Pointcuts)位置定义不够清晰和切入点织入操作性不强的问题,提出一种利用角色目标流程服务(RGPS)的流程元模型改进面向方面的网络式软件演化的方法。在该方法中,使用RGPS的流程元模型定义流程,采用元模型中的控制结构定义方面切入点的位置,因为方面和流程采用一致的定义方式,所以方面切入点位置定义精确且能够无缝织入原流程。对流程演化过程给出了形式化的定义,并阐述了流程演化时方面织入的各种方式。最后利用一个实例说明了演化方法的方面织入过程。

    基于多Agent学习机制的服务组合
    赵海燕1,2,曹健3,徐文博3
    2013, 35(9): 117-121. doi:
    摘要 ( 82 )   PDF (647KB) ( 230 )     

    服务Agent能够利用本身的功能以及来自外部的多个软件服务,向外界提供更为高层的服务。为了向用户提供综合的功能,服务Agent之间必须通过相互协同实现服务组合。提出了一种依靠多Agent学习机制进行服务组合的方法,其独特性在于通过学习,这些Agent能够对类似的输入迅速得到优化解。对基于多Agent协同进行服务组合的框架进行了介绍,在此基础上详细说明了如何利用多Agent学习机制进行服务组合,并对相关的实验进行了介绍。

    基于几何规划的布尔可满足问题求解方法
    何安平,吴尽昭,梁艺,熊玲芳,吴昊
    2013, 35(9): 122-126. doi:
    摘要 ( 100 )   PDF (401KB) ( 218 )     

    布尔可满足问题是计算机科学中诸多领域的重要问题,它的快速求解具有十分重要的意义。将具有实际物理背景的Solar算法中的拟物算法与几何规划相结合,提出并实现了一种布尔可满足性问题的连续求解方法。经实验验证,这种算法对布尔可满足性问题的求解具有一定的实用价值。

    基于双数组Trie树的中文分词词典算法优化研究
    杨文川,刘健,于淼
    2013, 35(9): 127-131. doi:
    摘要 ( 147 )   PDF (471KB) ( 236 )     

    基于双数组Trie树的中文分词词典具有较高的查找效率,但其插入时间复杂度较高。为此提出了一种基于双数组Trie树结构的改进算法iDAT,在原始词典初始化时优先处理分支多的节点,并在初始化之后对base数组中的空序列的下标值做Hash,Hash表中存放空序列之前的所有空序列个数之和,而后运用iDAT算法进行插入。本算法借鉴了单模式匹配的Sunday算法中的跳跃思想,在适当增加空间开销的基础上,降低了Trie树在动态插入过程中的平均时间复杂度,在实际操作过程中有着良好的性能。

    Web服务个性化推荐研究综述
    张秀伟1,2,何克清1,王健1,刘建晓3
    2013, 35(9): 132-140. doi:
    摘要 ( 112 )   PDF (757KB) ( 490 )     

    随着Web服务的广泛使用和互联网上服务数量的增加,如何向用户提供最佳的服务选择列表成为了新的挑战。 Web服务个性化推荐实现了由被动接受用户请求向主动感知用户需求的转变。个性化的Web服务推荐方法已经成为Web服务发现和选择的有效辅助手段。Web服务的个性化推荐技术也成为了近年来服务计算领域的研究热点。对当前Web服务个性化推荐的文献进行了归类分析,总结了当前Web服务个性化推荐的技术现状、研究方法和实验的数据集,列出了未来Web服务个性化推荐研究热点和挑战。

    网络新词识别算法研究
    刘哲1,黄永峰1,罗芳2,陈跻2,王丙坤1
    2013, 35(9): 141-145. doi:
    摘要 ( 79 )   PDF (570KB) ( 246 )     

    针对社交网络新词识别过程中“旧词新义”所引起的语义模糊问题,提出了网络新词识别算法。通过检测词语频度变化、共现词语分布一致性、情感倾向性迁移三项指标综合分析判断网络新词产生变化的规律特点,从而设计一种网络新词识别算法。最后以实验验证了该算法对提高现有系统网络新词识别准确率的可行性和有效性。

    基于决策树的藏语拉萨话三音子模型
    李冠宇,于洪志,李永宏,马宁
    2013, 35(9): 146-150. doi:
    摘要 ( 104 )   PDF (415KB) ( 245 )     

    对藏语拉萨话中单音子及三音子分布情况进行了统计,分析了在藏语大词表连续词表连续语音识别中建立上下文相关声学模型的必要性。选择音素为建模单元,根据藏语特点,建立以音节为单位的发音字典。讨论了利用决策树建立三音子模型的几个关键问题和基本算法,结合国际音标分类和经验知识,确定了38个藏语拉萨话音子类别集及相应的决策树问题集。建立了共20个发音人8170句的训练语料,在HTK平台上建立和训练得到了基于决策树的藏语拉萨话三音子模型,并分析了不同隐马尔可夫模型状态数及高斯混合度下的识别结果,确定了一套藏语大词表连续语音识别的完整方案。

    基于语义的文档标注方法研究
    张泽宇,李莉,谭凤,晏萍丽
    2013, 35(9): 151-156. doi:
    摘要 ( 82 )   PDF (568KB) ( 203 )     

    针对现有语义标注系统效率低下的现状,借鉴NCBO Annotator的思想,提出了一种基于语义的文档标注方法,旨在结合本体知识库和WordNet的语义知识,构建具有丰富语义描述能力的字典库,并利用字典库实现文档的语义标注。实验表明,本方法能够提高搜索资源的语义,进而提高搜索的准确度。此外,利用本方法还可提供语义扩展搜索。最后将字典库和标注过程以RESTful Web Service的方式呈现,极大地方便了广大用户对字典库和语义资源的使用。

    基于WordNet的通用服务分类方法
    何佳1,赵海燕1,陈庆奎1,席丽娜1,曹健2
    2013, 35(9): 157-161. doi:
    摘要 ( 104 )   PDF (644KB) ( 269 )     

    随着服务技术的发展,越来越多的组织将业务功能作为服务通过网络对外发布。服务的增多导致人工对这些服务进行分类的成本越来越高。将文本挖掘、语义技术和机器学习技术相结合,提出了一个基于WordNet的服务自动分类方法。首先,利用文本挖掘技术和语义消歧技术,从服务的描述文档、社会化标注等获得可描述每个服务的一组有确切语义的Sense向量,本文选取的Sense向量是对每个API进行社会化标注的一组Tags。然后,利用K均值聚类方法完成相应的分类。最后,以Programmable Web上的服务作为测试数据进行了实验,实验表明本方法具有较好的分类效果。关键词:

    基于RSC模型和噪声去除的半监督训练方法
    袁兴梅,谢雪莲
    2013, 35(9): 162-166. doi:
    摘要 ( 98 )   PDF (2392KB) ( 242 )     

    “半监督学习”是利用已经标记好的训练样本和未标记的训练样本一起训练分类器。传统的半监督训练过程对噪声不作辨别,这种做法会因噪声的存在破坏分类器的训练过程,进而影响分类器的分类效果。针对该问题,提出了基于RSC模型和噪声去除的半监督训练方法,在样本训练过程中,使用RSC标签扩展的方法,并添加噪声去除环节。实验表明,该算法能有效降低半监督学习中噪声对分类器的影响,得到更加精确的分类边界,最终提高算法的性能和稳定性。

    智慧城市评估体系的研究与构建
    郭曦榕1,2,吴险峰3
    2013, 35(9): 167-173. doi:
    摘要 ( 103 )   PDF (683KB) ( 223 )     

    智慧城市是一项复杂的系统工程,不仅需要规划、建设、运营管理,而且还需要评估、优化调整等环节来保证智慧城市建设的前瞻性、合理性、有效性和高效性。针对目前国内智慧城市建设过程中存在盲目建设、实际效果不显著等问题,在研究智慧城市组成诸要素及其关系的基础上,对智慧城市的评估体系进行理论探索,提出了构建以智慧城市评价指标体系、评估方法和优化策略为核心的智慧城市评估体系的方法,并通过实例证明该方法的可行性。

    基于多租户模式的节能检测及监控系统
    叶振岳,冯志勇,饶国政
    2013, 35(9): 174-180. doi:
    摘要 ( 89 )   PDF (1116KB) ( 264 )     

    针对城市大量供热企业能耗高、缺乏统一有效的节能检测及监控技术的现状,为降低研发和运维成本,设计并实现了一种基于多租户模式的节能检测及监控系统。采用隔离数据库,共享应用实例的体系架构以及基于元数据驱动的策略,设计了支持多租户的数据存储模型与多租户个性化定制的核心机制,实现系统的可配置,为租户按需提供服务。在此基础上,针对多数据源间的动态选择以及数据安全问题给出了一套解决方案,从而使得一套应用程序可以同时为多个租户提供服务,在保证数据安全的同时又提高了资源利用率。

    无人驾驶车辆的路口防撞机制研究
    朱梅霞
    2013, 35(9): 181-186. doi:
    摘要 ( 110 )   PDF (701KB) ( 255 )     

    防撞协议是提高无人驾驶车辆安全性的重要组成部分,大部分防撞协议已经为路口外的车辆提供了躲避机制。交叉路口因其流量大、方向多而成为事故易发地,但对已在路口内部的车辆的防撞协议的研究比较少。自治路口协议AIM作为目前较流行的路口管理协议之一,也未给出已在路口的车辆的防撞协议。给出了两类基于路口空间的防撞协议:当路口空间较小时,改进的AIM根据三种情况,即同向、逆向、垂直同向,给出了基于刹车的躲避机制;当路口空间较大时,改进的AIM除可以采用基于刹车的躲避机制外,还可以通过转弯为车辆重新规划路线使其通过路口。通过实验证明了改进的AIM的有效性。

    闪烁噪声环境下机动目标跟踪的改进的高斯-厄米特粒子滤波
    崔彦凯1,梁晓庚1,2
    2013, 35(9): 187-190. doi:
    摘要 ( 135 )   PDF (495KB) ( 249 )     

    针对闪烁噪声环境下机动目标跟踪的非线性、非高斯问题,提出了一种改进的高斯厄米特粒子滤波算法。和传统的高斯厄米特粒子滤波算法相比,在生成粒子集时,改进的高斯厄米特粒子滤波算法采用高斯厄米特滤波对当前时刻的各个粒子进行估计,将得到的估计值和协方差直接作为粒子滤波算法的粒子集及相应的协方差。仿真结果表明,改进的高斯厄米特粒子滤波算法对闪烁噪声环境下的机动目标能够进行有效的跟踪,提高了跟踪精度。