小型微型计算机系统

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一个新的软件行为动态可信评测模型

杨晓晖1,2，周学海1，田俊峰2，李珍2

2010, 31(11): 2113-2120.

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针对软件动态可信性度量方法和理论研究中存在的问题，提出以行为轨迹和检查点场景来刻画软件行为的动态特性，通过计算系统调用上下文值以及构造系统调用参数关系约束规则来评测行为轨迹和检查点场景的偏离程度，构建了基于软件行为自动机的动态可信评测模型.实验结果表明，本模型能够准确获取软件行为信息，正确检测出攻击行为，且系统开销较低.

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代码挖掘中的数据处理方法综述

谢素斌，梁彬，石文昌，梁朝晖

2010, 31(11): 2121-2128.

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程序代码中蕴含着软件开发人员最原始的开发理念、设计思想和编程习惯等信息，将数据挖掘用于分析处理这种编码痕迹以便提取出潜藏着的有用知识是一个有着广阔前景的新的研究领域.由于当前的挖掘程序尚无法直接处理这种文本结构的程序代码，因而研究者需要将软件代码抽象成一种更有效的中间表达形式来作为挖掘对象.这种中间表达形式不仅界定了挖掘所使用的算法，更重要的是，它决定了所能挖掘的知识内容.对代码挖掘的一般过程进行了介绍并着重分析了代码挖掘的各种中间表达形式的特点.在此基础上，指出了当前代码挖掘存在的问题及今后的发展方向.

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T-CBESD：一个构件化嵌入式软件设计模型验证工具

徐丙凤1，胡军1，3，曹东2，黄志球1，郭丽娟1，张剑1

2010, 31(11): 2129-2137.

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现代复杂嵌入式软件系统的高可靠性需要有效的基于模型的设计与分析技术.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期.本文在Eclipse平台上设计并实现了一个基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计的形式化验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-Based Embedded Software Designs).工具直接使用UML顺序图模型作为系统规约，可以检验系统设计模型与场景式规约之间多种行为一致性问题；并使用消息事件的时间约束不等式，检验实时接口自动机网络与带时间约束的顺序图模型之间的实时行为一致性问题.工具设计与实现内容包括：输入输出接口、顺序图模型的预处理转换、状态空间数据结构设计、抽象验证算法的实现以及通信构件组合系统的实例应用分析.

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ABCE:Java冗余数组越界检查消除

黄锃，杨克峤，周曦，杨珉

2010, 31(11): 2138-2144.

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作为一个类型安全的程序语言，Java要求对每次数组访问提供越界检查.这些检查指令减慢了Java程序的运行速度.算法ABCE维护着一张不等式图，并在图中不断更新记录变量的取值信息，然后根据这些信息识别出那些冗余的数组边界检查，最后删除它们，从而达到提高程序性能的目的.科学计算类测试集SciMark2.0的测试表明ABCE算法平均删除了76%的越界检查指令，其中LU子程序，该算法的加速近似达到理论最大值.

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基于元建模的实时系统模型转换方法研究

刘亚萍1，黄志球1，祝义1，2

2010, 31(11): 2145-2153.

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通过模型转换将UML模型转换为形式化模型并进行模型检验是软件工程研究领域的热点，然而传统的模型转换多是ad-hoc式的，转换规则复杂且难以重用.本文针对这一研究现状，通过元建模实现MARTE到时间自动机模型的转换，从而提出一种基于元建模的实时系统模型转换方法.该方法有效的分离了语法转换与语义转换，框架标准的支撑使得转换易于重用.最后通过一个实例来说明该方法的可行性与有效性.

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从XML历史结构变化中发现频繁变化结构

苏强，李雄飞，罗梓恒

2010, 31(11): 2154-2159.

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给出一个从XML历史版本结构变化中发现频繁变化结构的解决方案.提出HCN-DOM模型，在该模型中记录历史版本中出现的每一个结点的变化次数和显著变化次数.基于HCN-DOM模型，提出两种算法：FCS算法和FCS+算法.FCS算法在构建完HCN-DOM后获取FCS，而FCS+算法采取边构建边获取的策略，提高了效率.实验结果表明两种算法是高效的.

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可信Web服务的偏好本体度量模型

张杨，房斌，徐传运

2010, 31(11): 2160-2165.

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可信Web服务的选取及优化是基于Web服务的软件系统是否成功的关键因素之一，因此本文针对Web服务的可信性度量问题，提出可信Web服务的偏好本体度量模型，利用一个独立的第三方——可信度量中心TMC来评测Web服务的可信度，采用面向偏好的领域本体刻画度量指标及其权重，借鉴模糊描述逻辑设计了模型算法完成Web服务可信度的推算，并开发了可信Web服务智能推荐系统以验证该方法的可行性和有效性.

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一种软件体系结构级路径覆盖方法

伦立军1，孔庆彦2，孙鹏飞1,3，宋益波4

2010, 31(11): 2166-2169.

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软件体系结构测试是对构件功能描述和接口描述的测试，是保证基于构件的软件系统质量的重要手段.提出一种新的软件体系结构级路径覆盖方法，用Wright描述软件体系结构并将体系结构配置行为转换成改进的配置行为图表示构件内部计算及外部迁移信息，根据构件连接路径覆盖准则C_CPC和构件连接路径覆盖生成算法FindC_CPaths，生成相应的测试路径.基于此设想实现了工具WTPT，通过实验及其分析表明了算法的正确性和有效性.最后对构件连接路径覆盖准则进行评估，评估结果为应用该覆盖准则提供了理论依据.

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对等网络中节点共享文档组织策略研究

谭义红1,2,陈治平1,栾悉道1,林亚平2

2010, 31(11): 2170-2173.

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有效组织节点共享文档，是提高对等网络搜索效率和搜索质量的重要因素之一.提出采用文档聚类技术构建文档聚类特征树来组织共享文档的方法，并对文档聚类特征树的结构、性质、维护进行详细的分析；将该方法应用到超节点对等网络中，以提高搜索效率和搜索质量.实验结果显示了该方法的有效性.

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无线传感网络中的存储节点配置

王刚1，2，黄刘生1，2，杨振国1，2，徐宏力1，2，黄河1，2

2010, 31(11): 2174-2179.

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无线传感网络中的大多数应用均需要将无线传感节点收集的大量数据传输到基站以便进行数据处理或者存档，因而可以通过放置一定数目的存储节点来存储其临近节点发送的数据，如此可以减轻网络中的数据传输量，达到节能这个对于无线传感网络至关重要的目的.本文研究如何放置有限数目的存储节点，以使整个无线传感网络的能量消耗最小，这也就是存储节点配置问题.对存储节点配置问题进行规约，在这一过程中文章修正了已有算法在能量模型定义上的不足，证明无线传感网络中的存储节点配置为NP-hard问题；文章提出一个基于反向贪心策略的近似算法，并且证明了其最坏情况下的性能比为O(logn)，其中n为网络中的传感节点数目.通过实验证明了这一算法的优良性能.

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无线传感器网络节点非均匀分布方法研究

李磊，刘海涛,李凤荣，吴明娟

2010, 31(11): 2180-2184.

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无线传感器网络节点负载的不均衡性，极易导致靠近数据汇聚中心的节点因过多的参与数据转发而提前死亡，从而在数据汇聚中心附近引起能量空洞，降低网络的生存时间.针对该问题，本文在综合考虑节点信息感知和信息传递的能耗基础上对圆形区域和带状区域的节点能耗进行了分析，并从理论上分别给出适用于这两种场景的节点非均匀分布方法.仿真结果表明，按该方法布设的网络在其生存周期结束时，内部各节点剩余能量基本相同.

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TIM：一种P2P网络激励机制

于真1，周芳1，郑雪峰1，刘海燕1, 梁春霞2

2010, 31(11): 2184-2190.

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在Peer-to-Peer网络中,Free-riding行为严重影响了P2P网络的可供使用的资源总量，降低了P2P网络的整体服务能力.针对这一问题，提出一种基于信任的激励机制TIM，适用于非结构化P2P网络.从多个方面统计了节点转发查询的能力，从而确定节点的查询被转发的范围；通过比较请求节点和服务节点的信誉来决定请求节点获取服务的概率；在选择响应节点时，优先选择信誉度高的服务节点.给出了信息的放置方法及查询转发、服务提供、响应处理三方面的算法.仿真实验和分析表明，激励机制TIM可以有效识别搭便车节点和恶意节点，并促进了节点之间的合作，提高了P2P网络的整体可用性.

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对等网中一种面向推荐行为的反馈可信度评估模型

鲍翊平1,2，姚莉1,2，张维明1,2，唐九阳1,2

2010, 31(11): 2191-2195.

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对等网信誉系统的一个关键问题就是信誉评估的准确性，一般通过考察推荐方的反馈可信度来给其反馈加权.提出一种新的反馈可信度评估模型，模型基于推荐方历史推荐行为满意度预测其未来的推荐行为，模型提出的"虚检验"机制加速了评估的过程，并且提高了准确性.仿真和分析表明，模型能有效抑制恶意推荐行为，降低其对最终信誉评估的影响.

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无线传感器网络中基于分簇转发的移动sink定位算法

邹长忠，林柏钢，陈羽中

2010, 31(11): 2196-2200.

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无线传感器网络中，能量漏洞问题引起了很高关注.位于sink节点附近的网络节点因需要转发大量的数据包而过早地耗尽能量，导致网络生命过早的结束.提出一种新的分簇转发网络模型，基于该模型，提出相应的移动sink定位算法(CFSLA)，算法根据各簇节点能量的分布情况，不断改变sink位置，有效地避免节点耗能不均，解决了能量漏洞问题.从实验和理论上，验证了该方法的有效性和可行性，比已有的算法有更好的效果.

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一种对等网文件共享系统下的全局信任模型

王新生，王伟杰，陈敬男，温学谦

2010, 31(11): 2201-2206.

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对等网文件共享系统高度的开放性和自治性导致节点在交互的过程中易受诸如欺骗，协同作弊等安全威胁.针对节点在交互过程可能出现的安全问题提出一个基于贴近度加权推荐的全局信任模型MGTrust，根据推荐者自身对其他节点评价贴近程度分配权值，以此评价节点的可信度，给出信任模型的分布式实现，最后对模型实验分析，结果表明MGTrust模型与传统模型相比在迭代速度及成功下载率等指标上有明显改善.

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一种传感器网络的确定性混合分簇算法

方钰翔，费耀平，李敏，周振朝

2010, 31(11): 2207-2211.

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经典的LEACH算法使用概率选举簇头，该概率并未关联节点剩余能量和网络拓扑，使得选举产生的簇头并不合理.指出了LEACH所存在的几个问题，综合节点剩余能量和邻居数，提出一种确定性混合分簇算法(DHCA:Deterministic Hybrid Clustering algorithm).在NS2下的仿真结果表明，新提出的算法产生的拓扑更加合理，达到了均衡节点能量消耗的目的，提高了节能效率，延长了网络生存时间.

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基于交换式以太网的数控系统通信和时间同步机制

杨海波1，2，林浒1

2010, 31(11): 2212-2216.

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以交换技术为基础的交换式以太网采用了全双工和微网段工作方式，避免了总线冲突，大大提高了以太网的实时性能，逐步成为以太网实时性问题的一个重要研究方向.本文在分析数控加工过程中数据流特点的基础上，研究了将交换式以太网作为数控系统通信网络的实时通信机制和时间同步问题，设计了交换机的服务策略和基于网络演算理论的调度算法，提出一种以交换机为主时钟的时间同步方法.经过原型系统验证表明这种基于交换式以太网的数控系统能良好的满足数据加工要求.

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一种基于停止-转发MIX的统计型攻击

徐红云1，刘京2，李孟杰1

2010, 31(11): 2217-2221.

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为了增强匿名系统的匿名性，更好地保护用户的通信隐私，基于停止-转发MIX提出一种新的统计型攻击算法.算法将攻击者的连续观察时间划分成t个周期，每个周期统计MIX节点输出信息包的接收者集合，称之为一个观察集合，获得t个观察集合后，采用概率统计、集合运算等方法，确定目标发送者的接收者集合.指出采用填充包技术防御该攻击时，可以增加攻击所需的观察集合数，降低攻击的有效性.

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LTE系统跨层HARQ重传技术研究

王玲，朱光喜，吴伟民, 张毅杰

2010, 31(11): 2222-2226.

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对LTE系统两层重传方案进行了深入的调研、仿真和分析，在此基础上提出基于RLC子层的跨层HARQ优化方案，并从系统框架、传输格式、资源分配和HARQ流程四个方面进行了阐述.该方案充分利用HARQ与ARQ之间的共享信息，使得不同QoS需求的数据可以独立的进行发送，不仅改善了系统吞吐率和业务时延，提高了物理资源的使用效率，而且更好地保障了多业务的QoS.

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污染传播分析的漏洞利用检测算法

唐和平,黄曙光,张亮

2010, 31(11): 2227-2230.

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软件漏洞对网络安全产生普遍而重大的威胁.漏洞利用检测就是在程序运行过程中采取主动措施监视系统的状态，在漏洞利用发生前，切断数据来源或者终止程序运行.污染传播分析的漏洞利用检测包括建立污染传播链表、污染传播、污染数据分析和污染数据追踪等几部分.基于污染传播的漏洞检测系统借助程序虚拟运行技术实现，并优化了漏洞利用检测的过程.与目前的污染分析漏洞检测系统对比实验表明，该方法具有漏洞检测准确率高、漏洞利用覆盖面广等特点.

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认知无线电网络备份路由协议研究

宋化，林小拉

2010, 31(11): 2231-2236.

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在认知无线电网络，由于非干扰性要求，次用户使用的频段会意外被主用户抢占.这种频段抢占可能频繁发生，它给可靠通信带来巨大的影响.提出一种面向可靠路由的备份路由协议，该协议将机会频谱、链路中断及节点失效考虑在内.仿真实验表明，所提出的新协议能有效地克服间歇连接、减小路由开销和提高数据传输的有效负载.

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无线Mesh网络混合路由协议负载均衡的改进

黄海月，燕雪峰

2010, 31(11): 2236-2240.

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负载失衡会导致无线Mesh网性能不稳定和吞吐量下降，而其默认路由协议HWMP不能较好地满足动态负载均衡的要求.针对这一不足，本文对HWMP进行改进，在建立路由过程采用负载约束机制和中间节点消息控制机制，形成一种具有动态负载均衡功能路由协议——LB-HWMP.仿真结果表明，与HWMP相比，LB-HWMP有效平衡了全网的负载，在端到端延时、时延抖动、网络吞吐量等方面有一定提高.

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利用GPU计算的双线性插值并行算法

肖汉1,2

2010, 31(11): 2241-2245.

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双线性插值算法在数字图像处理中有广泛的应用，但计算速度慢.为提高其计算速度，提出一种基于图形处理器加速的双线性插值并行算法.主要利用Wallis变换双线性插值中各分块之间的独立性适合GPU并行处理架构的特点，把传统串行双线性插值算法映射到CUDA并行编程模型，并从线程分配，内存使用，硬件资源划分等方面进行优化，来充分利用GPU的巨大运算能力.实验结果表明，随着图像分辨率的增大，双线性内插并行算法可以把计算速度提高28倍.

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电子侦察卫星动态调度问题的快速启发式算法

黄小军，张利宁，邱涤珊，祝江汉

2010, 31(11): 2246-2250.

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卫星电子侦察中针对动态突发事件重新制定侦察计划是侦察任务规划所要解决的基本问题.分析导致动态调度的扰动因素，把不同扰动下的动态调度问题归结为一类复杂约束下的任务插入问题.建立混合整数规划模型，提出快速启发式任务插入算法(含三个基本算法——直接插入任务算法、移位插入任务算法和替换插入任务算法)；基于初始调度方案的优良特性，极大降低动态调度复杂性.仿真实验表明：该算法能有效解决电子侦察卫星动态调度问题.

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利用控制曲线和移动最小二乘法实现图像变形

华顺刚，李晓晓，李绍帅

2010, 31(11): 2251-2254.

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将移动最小二乘方法用于图像变形，提出基于控制曲线的图像变形算法.根据源图像中的形状信息或变形需要来设置关键点，生成控制曲线，然后移动控制曲线到新的位置，利用移动最小二乘方法实现图像的变形.对基于控制曲线的移动最小二乘变形函数进行了理论推导，实现了图像的仿射、相似和刚性变换，得到不同的图像变形效果.实验表明，该算法可以较好地描述图像中的形状和轮廓信息，实现图像的复杂变形，获得真实感的变形效果.

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空天一体化视景仿真关键技术研究

郭栋梁, 聂俊岚, 王艳芬, 孔令富

2010, 31(11): 2255-2259.

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针对空天场景中仿真实体坐标系难以组织，通过研究空天场景坐标系的一般关系树，提出基于Vega Prime的坐标系关系树组织结构；通过设计观察目标到视点距离和视域远近裁减面的函数对应关系，解决了空天场景中由于实体尺寸差别悬殊带来的展现失真问题；对气象环境加入区域约束，根据视点位置确定当前气象环境效果，实现空天场景多环境的展现.设计KTSG系统，实现了空天一体化场景的逼真显示.

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利用轮廓分解和局部描述的二值图像检索

杨晓东，吴玲达，周文

2010, 31(11): 2260-2264.

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提出一种面向二值图像检索的形状分解和局部描述方法.对二值图像进行物体轮廓的提取，采用特定的方法对轮廓进行分解，得到轮廓的参考点集.利用轮廓的法线求取每一个参考点的对应弧线段，计算弧线段的特征并作为对应参考点的特征向量，从而原图像就被表示为特征空间中的特征点集.最后，采用点匹配的方法来计算图像之间的距离，实现二值图像的检索.实验结果表明，与目前已有的方法相比该方法具有较高的检索精度.

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点云模型自适应增加采样点算法

庞旭芳，庞明勇

2010, 31(11): 2265-2271.

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提出一种新的点集模型自适应增加啊采样算法. 算法利用最小二乘法求出点云模型上每个点的局部光滑曲面片, 并由所求得的曲面多项式计算点集曲面上每个点的曲率. 通过对每个点及其邻点进行Voronoi剖分, 求取每个点所控制的有效采样区域, 然后根据曲率在有效区域内建立采样栅格, 求取有效区域内的栅格点在曲面上的投影点即为新增采样点. 该方法得到的增加采样模型可以较好地保持原点云模型曲面的几何性质, 同时还可以通过选择不同的栅格得到适用于不同处理要求的点云模型.

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具有多类型激活函数的RBF网络设计

常飞，武小悦

2010, 31(11): 2272-2277.

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提出多类型激活函数的径向基网络结构设计方式，网络隐层由薄板样条函数节点和高斯函数节点构成，分别采用改进的粒子群算法和前向局部优化算法对两种类型节点的参数进行学习.改进的粒子群算法综合运用粒子运动过程的启发式信息和样本的梯度信息进行种群迭代，减小了陷入局部极值的概率.前向局部优化算法是一种高斯节点的序贯学习算法，算法采用DFP方法对新增高斯节点的参数进行局部优化，提高了网络的逼近性能.通过解析和工程算例验证了多类型激活函数RBF网络的高拟合能力及其学习算法的有效性.

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改进的启发式LEM2快速规则获取算法

纪霞1，李龙澍1,2，陈圣兵1，赵鹏1,2

2010, 31(11): 2278-2281.

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LEM2算法是一种有效的规则提取算法，但是效率有待提高.针对效率问题，文章对LEM2算法作了一些改进：在计算属性值对的同时获取单条件属性的确定规则，并且可以去掉某些冗余属性；定义了决策分配势矩阵作为启发信息，简化了LEM2算法内部的多重循环.最后给出了两种算法的复杂度分析和仿真对比试验，结果表明改进算法能获取更为简洁的规则，并能有效的提高算法的效率.

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一种高效混合属性离群检测算法

苏晓珂1，兰洋2

2010, 31(11): 2282-2286.

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离群检测是数据挖掘领域的一个重要内容, 它为分析各种海量、复杂、含有噪声的数据提供了新的方法.对离群簇进行了定义并据此提出一种离群检测方法，该方法增量式地对原始数据集进行聚类,在得到的簇中寻找离群簇.根据提出的簇间差异性度量，新方法可处理混合属性数据集.同时探讨了参数取值.基于人工数据集和真实数据集上的实验表明，新方法检测离群点具有精度高、速度快的优点，适用于大规模数据集.

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基于改进仿射传播聚类的文本自适应模糊聚类

田胜利，熊德兰

2010, 31(11): 2287-2290.

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仿射传播聚类有与FCM、K-均值聚类方法等效的聚类功能、并且不需要事先确定初始聚类中心.但它也有一个缺陷就是有时在聚类过程中聚类的数目会出现摇摆,最终影响聚类结果.针对此提出了动态调整阻尼系数以消除摇摆及当调整方法失效时自动跳出摇摆等技术,成功改进了仿射传播聚类算法.并把改进后的仿射传播聚类应用于自适应文本模糊聚类中,取得了较好的聚类效果.

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卫星星座优化与仿真平台设计与实现

包建全，戴光明，谭毅，周躜，彭雷

2010, 31(11): 2291-2295.

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卫星星座的优化设计问题是航天领域的一个研究重点，介绍自主研发的卫星星座优化与仿真平台的系统构架和主要功能.该平台主要包括4个子系统，能够实现卫星星座的信息管理、计算、优化、覆盖分析和可视化仿真等功能.本平台的特色在于使用多种演化算法和多目标优化算法对卫星星座的配置方案进行优化，得到最佳方案，如可以提供灾难应急时卫星机动变轨的最佳方案和仿真过程，从而辅助相关部门及时制定应急措施.并通过与有关文献中的对比计算，证明此系统的正确性和有效性.

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新的基于运动控制总线的双轴协调控制方法

王志成1,2，于东2，胡毅1，张德栋1，杨欢3

2010, 31(11): 2296-2299.

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减小轮廓误差是轮廓线跟踪应用中的一个重要问题.在高速加工中，除了使用高响应的单轴闭环控制方法以保证跟随误差外，还要使用协调控制方法使多轴合成的轮廓误差达到指定的要求.常见的协调控制方法如交叉耦合控制，由于自身的特点，位置环在上位置装置如CNC中实现，伺服中只实现简单的速度控制.这种控制方法加重了上位装置的计算负荷，限制伺服性能的发挥，同时没有充分利用当前主流的运动控制总线的优点.为此本文提出一种新的基于运动控制总线的双轴协调控制方法，利用运动控制总线，将单轴位置环控制下放到伺服中实现.这种结构能够减轻上位装置的计算负荷，充分发挥伺服的控制优势，不改变位置控制的稳定性.通过理论分析及实验结果，验证了这种方法的优点及可行性.本文提出的方法符合运动控制总线和伺服的技术发展趋势，为协调控制探索出一条新的途径.

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USB1.1设备控制器IP核的设计与实现

杨先文1，李峥1，王安2，张宇1

2010, 31(11): 2300-2304.

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针对安全USB设备与PC主机数据通信的需要，依据USB1.1标准规范，文章设计一种USB1.1设备控制器IP核.该控制器IP核支持全速模式下控制、批量、中断三种传输方式，且传输端点数可配置.基于FPGA平台，对控制器IP核进行了实现，并在8051的配合下对实现进行了测试.测试结果表明其与主机之间的数据通信是可行的，可应用于SoC集成设计，为密码安全USB设备的开发奠定了基础.

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