随着CMOS工艺的不断进步，单个芯片上集成的晶体管数目快速增长，使得由高能粒子和α粒子辐射产生的软错误逐渐成为影响微处理器可靠性的重要因素。通过计算体系结构脆弱因子，量化分析软错误对微处理器中不同结构的影响，已成为指导微处理器容错设计、提高系统可靠性的重要方法。体系结构脆弱因子在线计算方法，利用体系结构脆弱因子随应用程序运行而变化的特点，指导动态选择容错技术，实现可靠性与性能之间的平衡。在对已有方法分析的基础上，提出一种基于占用率的体系结构脆弱因子在线计算方法，并在SimAlpha模拟器上进行验证。通过运行SPEC CPU2000基准测试程序，计算发射队列、重命名缓冲和存取队列的体系结构脆弱因子。实验结果表明，该方法能有效计算微处理器中不同结构的体系结构脆弱因子，与离线计算方法相比，发射队列、重排序缓存和存取队列三个体系结构脆弱因子的平均绝对误差仅为0.10、0.01和0.039。
针对标准体硅在CMOS和PD SOI CMOS两种工艺下的nMOSFETs，研究了沟道长度和宽度缩减对热载流子效应的影响。实验结果表明，在两种工艺下，热载流子的退化均随着沟道长度的减小而增强；然而，宽度的减小对两种工艺热载流子退化的影响却截然不同：体硅工艺的热载流子退化随宽度的减小而增强，SOI工艺的热载流子退化随宽度的减小而减小。基于界面态对热载流子效应的影响深入分析了长度减小导致两种工艺下热载流子退化均加重的原因；同时基于边缘电场分布对热载流子效应的影响解释了宽度减小导致两种工艺下热载流子退化规律截然相反的现象。研究结果对于实际深亚微米工艺下，集成电路设计中器件工艺尺寸和版图结构的选择具有一定指导意义。
系统休眠与唤醒作为电源管理的关键技术之一，实现了处理器功耗模式的切换和设备电源管理的间接管理。根据S3C6410处理器模块的特性和Windows Embedded CE 6.0电源管理驱动结构，研究并实现了嵌入式系统休眠与唤醒；同时，还对唤醒源设置这样的关键问题进行了研究，最后对该休眠与唤醒策略进行了功能验证和性能分析。实验结果表明，本设计具有良好的稳定性和有效性。通过对休眠唤醒在系统的电源管理过程中发挥的作用进行了定量分析，不失一般性，本设计可为其他嵌入式系统功耗控制提供参考解决方案。
在科学计算、数字信号处理、通信和图像处理等应用中，除法运算是常用的基本操作之一。基于SRT8除法算法，设计一个SIMD结构的IEEE754标准浮点除法器，在同一硬件平台上能够实现双精度浮点除法和两个并行的单精度浮点除法。通过优化SRT8迭代除法结构，提出商选择和余数加法的并行处理，并采用商数字存储技术降低迭代除法的计算延时，提高频率。同时，采用复用策略减少硬件资源开销，节省面积。实验表明，在40nm工艺下，本设计综合cell面积为18601.9681 μm2，运行频率可达2.5GHz，相对传统的SRT8实现关键延迟减少了23.81%。
针对智能设备，为避免引入虚拟化技术而产生的性能开销，提出并实现了MuxOS。MuxOS是一种多重操作系统架构，使得智能设备可以在非虚拟化条件下运行多个操作系统。介绍了MuxOS工作原理，描述了MuxOS运行流程。测试结果表明， MuxOS性能优于Xen等虚拟化产品，可以实现操作系统间亚秒级的快速切换。
激光等离子体粒子模拟广泛用于探索极端物质状态下的科学问题。将一种基于粒子云网格方法的三维等离子体粒子模拟程序LAREDP移植到Intel Xeon Phi协处理器上。在移植的过程中，综合运用了Native和Offload两种编程模式：首先运用Native模式对LAREDP程序中热点计算任务进行优化研究，通过采用SIMD扩展指令使该计算任务获得了4.61倍的加速；然后运用Offload模式将程序移植到CPU-Intel Xeon Phi异构系统上，并通过使用异步数据传输和双缓冲技术分别提升了程序性能9.8%和21.8%。
针对内建自测试技术中传统的测试生成故障覆盖率过低、硬件开销过大等缺点，提出了一种多配置LFSR的混合测试矢量生成结构，结构利用矩阵理论先后对随机性矢量和确定性矢量进行反馈网络的配置；针对确定性矢量的生成，提出了一种反馈配置解的寻优算法，在一定程度上减少了硬件开销，因结构生成的混合测试矢量可以同时检测出被测电路中的随机矢量可测性故障和抗随机性故障，进而保证了测试故障覆盖率。最后，通过实例和对几种综合基准电路的测试，验证了该方案的可行性。
随着集成电路工艺持续高速发展，片上处理器核数目呈现指数增长规律，设计复杂程度不断增长，对处理器验证提出了严峻的挑战，至今仍缺乏有效的工具手段。提出了一种多核处理器事务级模型的多视图协同验证方法，将模拟验证、形式验证、应用验证三种不同验证视图，采用统一平台集成为一体化验证环境。从而可在一体化验证环境中，充分发挥多种验证方法综合应用的优势，协同高效完成多核处理器事务级模型验证任务。基于SoCLib事务级建模仿真平台实现了一个具有良好可扩展性的多视图协同验证环境MVIE。初步应用实验结果表明，多视图协同验证和传统单一视图验证方法相比，在模型验证的方便性、完备性、高效性以及模型数据一致性维护等方面，具有明显的优势。
由于具有高集成度、高性能及低功耗等优点，三维芯片结构逐渐成为超大规模集成电路技术中的热门研究方向之一。TSV是三维芯片进行垂直互连的关键技术，然而在TSV的制作或晶圆的减薄和绑定过程中都可能产生TSV故障，这将导致与TSV互联的模块失效，甚至整个三维芯片失效。提出了一种基于TSV链式结构的单冗余/双冗余修复电路，利用芯片测试后产生的信号来控制该修复电路，将通过故障TSV的信号转移到相邻无故障的TSV中进行传输，以达到修复失效TSV的目的。实验结果表明，该电路结构功能正确，在面积开销较低的情况下，三维芯片的整体修复率可达91.97%以上。
完整性保护是计算机安全的一项重要内容，虽然绝大多数安全操作系统都设计实现了完整性保护机制，但仍存在着系统的完整性被破坏以及完整性策略不够灵活的不足。在实施完整性保护的基本原则下，提出了一种灵活的完整性访问控制策略FIC，并给出了在LSM框架下的实现过程。FIC定义了主完整级和辅助完整级，通过访问控制规则、进程再标记规则和新建客体标记规则，实现了系统的完整性保护以及进程执行的灵活完整性保护控制。最后分析了实现效果，并指出了进一步可扩展性研究需求。
为了使无线网络满足连通性、节能、干扰较小和容错等要求，采用对节点发送功率进行适当调整的拓扑控制技术是一种十分有效的方法。现实中的Ad Hoc网络应用场景的通信情况复杂多变，网络的优化目标也可能随之发生改变。提出一种更加贴近真实环境的容错三维拓扑控制算法—OVFSS，在拓扑容错的前提下，该算法在干扰对网络影响较大时能将干扰优化到最小，在干扰影响较小时能较好地考虑节能。
Android中存在很多系统机制供应用程序使用，然而这些机制在不当使用时会对用户安全和利益造成很大的破坏性。提出一种基于程序分析的方法，检测应用程序使用这些机制时可能存在的恶意行为。针对函数本身的特征，构建与之相对应的函数摘要。在构建摘要时使用指令级的模拟执行，在检测恶意行为时使用函数级的模拟执行，通过这两种不同级别的模拟执行分析出应用程序中潜在的恶意行为。基于上述方法，设计和实现了一个原型系统。通过对公开的恶意应用样本进行检测，验证了本方法是有效的。
自认证公钥密码体制与签密思想相结合，使得消息在一个合理逻辑步骤内既签名又加密，同时无需公钥证书和密钥托管，为系统节约开销和存储空间，设计安全、高效的自认证签密方案尤为重要。通过对两个自认证签密方案的分析研究，发现这两个签密方案都是不安全的。存在已知明文与密文对的伪造攻击，任何第三方均可借助窃取到的明文与密文对假冒发送方伪造任意消息的签名。进而对第一个方案提出改进，通过添加随机数的方法，克服了原方案的安全隐患，提高了原方案的安全性能。
随着软件定义网络、OpenFlow等技术的兴起，传统的基于5元组的报文分类技术已不能满足OpenFlow基于多元组的细粒度流量控制需求。因此，以分析已有的报文分类算法为基础，采用分而治之的思想，针对OpenFlow报文分类的精确匹配需求，设计实现了一种基于Hash的计数型链表Bloom Filter算法——OF_CBF算法。针对OpenFlow报文分类的通配匹配需求，借鉴正则表达式匹配算法思想，设计实现了基于有限自动机的报文匹配算法——OF_FSMP算法。对两种算法进行分析验证，并初步对两种算法进行了性能分析。
电力线信道的阻抗特性、信号衰减特性及噪声特性导致电力线通信的可靠性成为制约其广泛应用的重要因素。分析了低压配电网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构，结合我国低压集中抄表系统应用的工程特点，提出了一种基于图论生成树的电力线通信自动路由方法。该方法能够有效地建立起电力线通信网络路由，并根据信道变化动态地维护路由，保证了电力线网络的可靠性。实验测试表明了该路由方法的有效性、可靠性和实用性。
对于低成本RFID系统，其安全隐私问题一直是研究的热点。为了保护用户的隐私安全，现有的RFID安全认证协议主要采用Hash函数、传统加密算法等来保证标签信息的安全，虽然在一定程度上保证了信息的安全，然而这些协议却忽略了对非授权标签信息的保护。为了弥补以上缺陷和不足，提出了一种基于角色访问控制RBAC的RFID安全认证协议。通过引入RBAC机制，能够有效地确保非授权标签信息的安全性，并且可以抵抗重传攻击、内部阅读器攻击等攻击。同时，利用部分ID、位运算等方法降低系统对标签的硬件要求，更适合低成本RFID系统。
分布式星群网络是打赢未来信息化战争的有利武器，星群的接入技术对于提升我国空天信息获取能力具有重要意义。针对分布式星群网络高动态拓扑导致资源利用不充分的问题，提出了一种基于层次分析法的分布式星群网络接入策略。该接入策略首先是利用层次分析法动态计算资源利用率各指标权重；其次是根据各卫星节点的实时资源情况，动态调整资源利用率的权重。仿真表明，该接入策略降低了分布式星群网络的新呼叫阻塞率和强制中断率，有效地解决了星群网络资源利用率问题，提高了星群网络群内业务分配的合理性。
CNONIX标准规范了图书出版行业在信息交互过程中的数据项及其格式，提高了数据质量和使用效率。为了保证第三方软件能够正确地生成符合CNONIX标准的XML文件以及检测一个XML文件是否符合CNONIX标准，提出了相关的标准符合性测试方法；对CNONIX标准中规定的元素属性进行了研究并且分析了其对测试用例的影响；设计了XML文件对于CNONIX标准符合性的检测规则；最后提供了一个应用实例对检测规则予以说明。
运用测试集对程序错误语句定位的算法被统称为TBFL方法。目前通行的TBFL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。随机TBFL就是一类新型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。随机TBFL算法可以看成是这种类型算法的一般“模式”，人们可以从这个一般的模式里开发出不同的算法。基于测试结果调整语句出错概率的方法就是将随机TBFL算法中关于程序、测试集的先验知识和具体测试活动分离开来，根据测试结果再先后注入人们对测试集和程序的先验知识，从而更好地定位错误语句。在一些实例上，通过把新算法和随机TBFL算法进行对比，发现新算法是可取的。提出了三个有关不同TBFL算法比较标准，从这三个标准考察，新算法在上述实例上也是良好的。
作为测试、模型检验等开发阶段所用技术的有效补充，运行时验证技术越来越受到广泛的关注。然而，当前的运行时验证技术主要用于应用软件，很少专门针对操作系统进行研究。对面向嵌入式操作系统的运行时验证框架和关键技术进行了研究，并结合一个开源嵌入式操作系统FreeRTOS进行了设计与实现。首先提出了一种面向嵌入式操作系统的运行时验证和反馈调整框架，然后针对框架中的关键技术部分，完成了规约语言的设计、三值语义监控器的生成、FreeRTOS嵌入式操作系统相关接口的实现等主要工作。
研究认知科学的起源、发展、学科结构及研究方向。提出了基于过程的认知定义,探讨了认知科学的起源;将认知科学的发展划分为计算理论、符号处理理论、多理论三个阶段；论述了认知科学的学科结构及研究方向，指出认知模型、大脑存储模型、认知计算是当前认知科学的主要研究方向。研究发现，基于过程的认知定义能够体现认知的本质。一元事件认知模型能够模拟人类的认知，是一种理想的认知模型。
针对传统室内定位方法定位精度低、开销大等问题，提出一种基于粒子群的射频识别定位算法。首先采用高斯滤波对读取到的信号强度指示RSSI进行预处理，以减少环境因素对信号的干扰，使RSSI值与标签实际位置相符。其次，以网格排列的参考标签作为辅助，通过引入粒子群优化算法，经多次迭代找出最优值，计算出待定位标签的估计坐标，提高定位精度。最后，采用拉格朗日插值法计算虚拟标签的信号强度指示值，使其更接近于真实标签的值。实验表明，该算法可有效提高定位精度和效率，并减少开销。
针对基本捕鱼策略优化算法（FSOA）在优化过程中存在易陷入局部最优、求解高维的复杂优化问题时优化性能不好的不足，对基本捕鱼策略优化算法（FSOA）进行了改进，提出了自调整的捕鱼策略优化算法(ADFSOA)：算法采用时变的搜索半径，每个渔夫可根据自己所处的状态自我调整搜索策略。通过与基本FSOA、RFSOA和标准PSO算法的数值实验对比, 表明了所提算法的优化性能具有显著的优势，可用于求解高维的复杂优化问题。
布局问题研究物体的布局先后或布局定位以满足设计要求，布局迁移设计是在已有布局基础上高效设计新布局的方法。在轨道交通自动控制系统中，闸机表面传感器的布局对人与物的识别有重要的影响。为了实现闸机在不同地域环境中的快速设计，首先以闸机布局中的传感器作为研究对象，进行基元划分，提出了多种基元类型；并分析了基于拓扑结构的基元迁移变换方法，研究了人群特征因素、机械结构约束的数学表达；然后提出基于包围圆搜索的基元运动与干涉分析算法，其参数能够根据求解精度进行自适应调整；并利用多目标归一化函数对各基元的解进行择优，以获取最终布局。最后以18对传感器的闸机布局设计为例进行实例分析，应用此方法并借助于Visual Basic可视化编译平台，实现了闸机在不同地域环境中的传感器布局快速设计。
基于肤色和器官的人脸检测是视觉监控领域中广泛应用的经典方法，但是辨别每个肤色像素和提取候选区域非常耗时且对噪声敏感，很多时候不能满足实时人脸检测的需要。通过引入肤色单元的概念，提高了该方法的快速性和鲁棒性，最终将其应用于实时视频序列中。首先，采用单元化的方法进行肤色分割，提取出人的肤色部分；接着，根据人脸长宽比例的范围，确定出候选人脸；然后，再对候选人脸区域分别进行眼睛和嘴巴的定位；对眼睛和嘴巴定位之后，我们可以利用眼睛和嘴巴呈倒三角关系的几何特征反过来进行人脸的精确定位。实验结果表明，该方法的识别率较高，并能满足实时视频人脸检测的快速性要求。
提出了一种新的手势识别方法，该方法从深度图像中提取手形轮廓，通过计算手形轮廓与轮廓形心点的距离，使用离散傅里叶变换获得手势的表观特征，引入径向基核的支持向量机识别手势。建立了一个常见的10种手势的数据集，测试获得了97.9%的识别率。
旅行商问题是图论中一类经典的最优化问题，其研究对于其他图优化问题的解决具有重要的理论意义和实际价值。针对旅行商问题建模中的困难之处——如何避免“分割”现象，提供了三种不同的解决方法，并给出了基于当今最流行的优化计算软件LINGO的实证分析。
近十几年来，计算机视觉越来越受研究者们的欢迎，特别是全景相机由于其具有较大的视场而被广泛应用到许多领域，包括视频监控、机器人导航、电视电话会议、场景重建以及虚拟现实等。摄像机标定是从二维图像获得三维信息必不可少的一步，摄像机标定结果的好坏直接决定着三维重建结果以及其它计算机视觉应用效果的好坏，所以，研究摄像机的标定方法具有重要的理论研究意义和重要的实际应用价值。这里将2000年到2012年折反射相机标定方法按照标定像的不同分为五大类：基于线的标定、基于二维标定块标定、基于三维点的标定、基于球的标定和自标定，且简要分析其优缺点。
在使用无线多媒体传感网络WMSN进行环境监测的过程中，对同一场景所采集的红外和可见光源图像进行信息融合时，传统的方法融合的数据量较大且没有充分考虑其内在稀疏性和丰富的结构特征，图像融合的质量不高。将稀疏表示理论应用于WMSN红外和可见光图像融合中，在原始DCT冗余字典基础上，结合KSVD字典训练算法和同步正交匹配追踪SOMP算法对WMSN红外和可见光图像进行有效的稀疏表示，并选择自适应加权平均融合规则对稀疏表示系数进行融合处理。仿真结果表明，相对于传统的基于空域及变换域的红外和可见光图像融合方法，该方法更能从WMSN含噪图像中有效地保留源图像的有用信息，获得较好的融合效果。
提出了一种基于DSMMFI算法的改进算法DSMMFIDS算法，它首先将事务数据按一定的全序关系存入DSFIlist列表中；然后按排序后的顺序存储到类似概要数据结构的树中；接着删除树中和DSFIlist列表中的非频繁项，同时删除窗口衰退支持数大的事务项；最后采用自顶向下和自底向上的双向搜索策略来挖掘数据流的最大频繁项集。通过用例分析和实验表明，该算法比DSMMFI算法具有更好的执行效率。
提出了一种结合关键词特征和共现词对特征的向量空间模型。首先，通过分词和去除停用词提取文本中的候选关键词，利用文本频率筛选关键词特征。然后，基于获得的关键词特征两两构造候选共现词对，定义支持度和置信度筛选共现词对特征。最后，结合关键词特征和共现词对特征构建向量空间模型。文本分类实验结果表明，提出的模型具有更强的文本分类能力。
为构建更加有效的隐含概念漂移数据流分类器，依据不同数据特征对分类关键程度不同的理论，提出基于特征漂移的数据流集成分类方法（ECFD）。首先，给出了特征漂移的概念及其与概念漂移的关系；然后，利用互信息理论提出一种适合数据流的无监督特征选择技术（UFF），从而析取关键特征子集以检测特征漂移；最后，选用具有概念漂移处理能力的基础分类算法，在关键特征子集上建立异构集成分类器，该方法展示了一种隐含概念漂移高维数据流分类的新思路。大量实验结果显示，尤其在高维数据流中，该方法在精度、运行速度及可扩展性方面都有较好的表现。
城市公共交通具有结构复杂、并发性和分布性等特点，使用数学建模的方法很难有效解决其调度问题，而多Agent系统MAS是一种解决复杂系统问题的有效方式，因此应用MAS来解决公交调度问题。首先，建立了城市公交系统的概念模型；然后，根据MAS的建模思想对公交调度相关实体进行抽象，建立了智能公交调度系统的MAS模型，并给出了Dispatch Agent、Bus Agent和Stop Agent的建模方法以及知识库的构建、推理和学习的流程；最后，完成系统实现。
为满足智能卡在银行、保险、医疗等管理系统的应用需求，设计了一款基于ARM的支持双界面智能卡的读写系统。采用具有ARM CortexM3内核的STM32F103RBT6和近场通信收发器STRFNFCA等芯片进行相关的硬件设计。软件设计完成了对非接触式卡和接触式卡的底层驱动及应用层通信模块、LCD显示等操作；根据PBOC 2.0标准对智能卡进行金融交易包括圈存、消费、查余额等；同时，读卡器集成了Crypto 1加密算法来兼容市场上的Mifare系列卡。测试结果表明，读写系统性能稳定、功耗低、实用性强、可靠性高。
