小型微型计算机系统

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流级别的高速网络流量动态划分算法

熊兵1，2，肖红光1，龙敏1，鲁宏伟2

2013, 34(5): 945-950.

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针对高速网络流量并行处理的需求，提出一种流级别的高效动态流量划分算法DTPPM.讨论了DTPPM算法设计的基本思想，并分析了其中的关键问题—会话表设计.为提升算法性能，通过定义会话标识符设计了会话表的哈希函数PRH，同时应用MTF启发法改进会话表的哈希冲突解决方法.在引入负载度量化网络流量分析负载轻重程度的基础上，给出流量划分算法DTPPM的实现流程.借助高速网络流量样本对该算法性能进行了实验评估.实验结果表明，DTPPM算法在均衡性和高效性方面明显优于经典的流量划分算法.

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覆盖网随机路由方法

华婷，江勇，徐恪

2013, 34(5): 951-958.

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覆盖网允许节点自行选择路由，但由于路由计算方法的自私性以及信息的延迟，往往会导致网络性能的恶化.提出一种随机路由方法，来缓解节点之间的路由冲突.首先，研究了候选路由的数目对于随机方法性能的影响，发现选取两条路径作为候选路由，能使随机方法达到较好的性能，同时不会引入过多开销.而后，为了比较随机路由和传统自私路由方法的性能，在多种网络条件下进行了实验模拟，结果表明：拓扑连接度对两种路由方法的性能表现有至关重要的作用，而流量负载水平影响较小.在拓扑连接度较高的情况下，随机方法能获得较好的性能.

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P2P流媒体系统激励机制设计与分析

温琼翡1,2，朱艳琴1,2，纪其进1,2

2013, 34(5): 959-963.

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在P2P系统中，由于大量自私节点的存在，导致系统中存在公共的悲剧和搭便车现象.如何使节点能够自发的共享自身所拥有的数据资源严重困扰着P2P系统.针对这一问题，提出一种基于博弈论的P2P视频点播激励机制.通过采用差分服务方式，引入贡献值这一概念来激励节点积极上传资源；并基于博弈论的知识对所提机制进行分析，证明所提机制存在纳什均衡并求解出该纳什均衡.模拟实验和相关数据分析表明，该策略能有效的激励节点上传视频数据，改进了P2P网络中的资源共享，从而最大化系统的效用.

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网络系统可重构性分析模型研究

李黎1,2, 陈静2,3

2013, 34(5): 964-969.

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当前信息网络正面临各种挑战，具有动态适应能力的可重构网络系统正成为人们关注的焦点.首先提出网络系统可重构性的概念,揭示了其鲁棒性、演化性和生存性的基本属性.通过建立系统状态的分层模型，在对系统鲁棒行为、演化行为和生存行为进行刻画的基础上，提出一种基于FSM的网络系统可重构性分析模型.为实现网络可重构性的量化分析，以网络拓扑可重构性度量为例进行研究，提出了量化的可重构性度量指标.可重构性的量化指标使得可重构性分析模型具有了量化分析的应用前景.

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面向Best Effort业务的IEEE 802.16m休眠模式及性能评估

金顺福1，宋红磊1，张晓斐1，霍占强2

2013, 34(5): 970-973.

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针对IEEE 802.16m提出的新的休眠模式，为了定量刻画系统参数对系统性能的影响、优化设计系统参数，将有数据传输的扩展监听窗口抽象为忙期，无数据传输的监听窗口及之后的休眠窗口抽象为休假期，建立一个多重休假排队模型.结合Best Effort业务，考虑忙期长度与休假期长度之间的相互依赖关系，令首个休假长度随机变化，之后的休假长度按照指数方式增长.利用嵌入马尔科夫链方法，导出排队系统的稳态解，给出能量节省率及响应时间等性能指标的表达式.结合数值实验与仿真实验，揭示不同性能指标之间的折衷关系.构造成本函数，对休眠周期等系统参数进行优化设置，为IEEE 802.16m休眠模式的算法改进提供理论依据.

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非均匀分布异构传感器网络动态多簇头成簇算法

刘唐1，2，杨进3

2013, 34(5): 974-978.

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延长网络寿命、提高监控质量是无线传感器网络成簇算法的重要设计目标，在对现有主要成簇算法进行研究的基础上，提出一种适应于节点非均匀分布环境下多级能量异构传感器网络的动态多簇头成簇算法.算法中，节点根据网络最优簇头数确定节点邻居感知半径.通过节点间的广播，每个节点获得感知半径内的邻居节点密度，节点根据邻居节点密度和节点当前能量确定节点成为主簇头的概率.根据主簇头的能耗，各簇独立判断是否选举辅助簇头以分摊主簇头的能耗.仿真结果表明，与现有主要成簇算法相比，新的成簇算法拥有更长的生存时间和更优的网络监测质量.

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一种利用双路径组播树提高应用层组播稳定性的方案

廖小飞1,2，宋转1，李德敏1,2，刘华山1,2，陈光1,2

2013, 34(5): 979-982.

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应用层组播作为IP组播的替代方案，具有简单灵活、容易部署的优点，在分布式多媒体通信领域获得了广泛的应用.但其存在组播树稳定性的问题，发展受到了限制.该文提出一种双路径组播树方案，采用两个组播树传输和转发不同内容的数据，在节点加入或者退出组播组时，不需要重新构建组播树，其它节点仍然可以接收到可接受的多媒体数据，从而减少故障恢复的时间，提高应用层组播的稳定性，改善应用层组播的性能.最后通过计算机仿真，表明该方案在节点加入和退出时减少了故障恢复时间，维护了组播树的稳定性，具有良好的性能改善和显著的优点，适合多媒体业务传输.

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EPC网络中一种可证明安全的跨域认证协议

郭卫锋，李景峰，张来顺

2013, 34(5): 983-986.

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EPC信息服务是EPCglobal框架提供电子产品码信息管理的核心组件，储存着电子产品码对应的信息，是实现企业间信息共享的关键.提出一种EPC网络中的跨域认证协议，利用数字签名和消息认证码等技术，实现用户和EPC信息服务之间的双向认证和密钥协商，防止未授权用户查询EPC信息服务以及伪造的EPC信息服务向用户提供虚假信息.利用Canetti-Krawczyk模型对协议的安全性进行了详细的分析，分析表明该协议是可证明安全的.同时，性能对比分析表明该协议具有较低的通信开销和计算量.

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兼顾真实与公平的非服从性存储资源提供机制

宋玮1，刘竹松1，魏文红2

2013, 34(5): 987-992.

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为解决具有非服从性节点的系统中存储资源提供的真实性与公平性问题，结合委托-代理理论，提出一种兼顾真实与公平的存储资源提供机制.机制中，资源节点和用户节点同时承担委托人和代理人两类角色，一方面由用户节点的历史贡献量、资源需求量及需求紧迫性形成基于多私有信息的特定支付和效用函数，支付函数同时是一种资源提供方式，保证越高单位历史贡献量的用户节点越多的获得资源；另一方面以资源节点的综合性能和资源实际提供量作为私有信息形成支付和效用函数，使用户可依据单位资源的综合性能进行选择.理论分析证明效用函数及支付函数的设计对用户节点和资源节点激励相容，模拟实验也证明该资源提供机制既达到了贡献的越多获得的越多的公平效果，又保证了节点在其私有信息提供时的真实性.

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一种移动IMS终端MSRP数据应用的改进机制

贾军营1，2，林浒1，孙建伟1，于波1，2

2013, 34(5): 993-996.

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介绍MSRP协议在IP多媒体子系统中的应用，MSRP已经成为IMS中面向连接的数据应用的标准，然而在无线网络尤其是在网络质量相对差的环境中，由于无线网带宽低、易波动、链路易中断等问题，IMS中基于MSRP的数据应用的可用性大大降低.本文针对这个问题，在应用层提出了一种机制，结合MSRP协议，通过修改相关协议和交互流程，在遵循IMS和SIP协议相关标准的前提下，使得基于MSRP应用的消息可重传和续传，通过理论分析和仿真实验，证明了该机制的有效性；并在IMS终端SIPHello上应用该机制，在Ericsson的IMS核心网上进行了验证，实验表明本文的改进机制能大大提高IMS中基于MSRP的数据应用在无线网中的可用性.

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一种操作系统内核完整性度量方法

李瑜1,2,4，赵勇1,2，林莉1，姜伟1，詹静1,辛思远3

2013, 34(5): 997-1002.

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操作系统为应用软件提供基础的运行环境，内核的完整性是操作系统安全的核心，针对内核度量对象的关联性不足问题，本文提出了一种新的操作系统内核完整性度量方法，将度量阶段分为前、中、后三个阶段，通过内核上下文将前后各个阶段的度量对象进行关联，利用LS2文法描述了不同阶段的动态变化特征，并给出了各阶段的可信度量逻辑，在时间上保证度量的持续性，在空间上通过映射关系实现细粒度的完整性度量.进一步给出了系统的可信度量定理，通过形式化分析证明方法能够对操作系统内核的完整性进行有效判定.方法建立在逻辑推理的基础上，与现有度量方法相兼容.

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一种含敏感关系社会网络隐私保护方法-(k,l)-匿名模型

李静，韩建民

2013, 34(5): 1003-1008.

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现有的社会网络隐私保护方法大多是针对社会网络中的个体，不能有效地保护社会网络中的敏感关系.为此，论文提出了一种(k,l)-匿名模型，该模型要求每个含敏感关系结点的敏感关系至少有l个，且要求度相同的结点至少有k个，从而在保护敏感关系的同时，抵制了度攻击.论文还提出了实现(k,l)-匿名模型的贪心算法和动态规划算法.并从度匿名化代价(dDAC)、图的平均最短距离差异(dASP)和图的聚类系数差异(dACC)三个角度对两个算法进行了比较，实验表明在匿名网络的可用性方面，动态规划算法优于贪心算法.

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一种基于零知识证明的封装存储方法

任路成，王世卿

2013, 34(5): 1009-1011.

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在分析研究已有封装存储方案的基础上，结合可信计算组织(TCG)对平台配置寄存器(PCR)的定义，提出一种可信平台属性的表示方法，该方法可以较全面地刻划一个可信平台的特征，便于将可信平台按属性进行分类，并适合零知识证明的属性验证.引入可信的第三方(TTP)承担属性的界定问题，详述了TTP界定属性的机理.针对可信计算平台固有的暴露用户隐私的缺陷，将零知识证明引入平台的属性验证过程，提出了一种第三方参与的基于零知识证明的封装存储方法.最后，对该方法进行了安全性分析，结果表明该方法在保持原有方案优势的前提下，可对数据的远程解封提供支持，且能避免可信平台隐私信息的泄漏，有较高的安全性.

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自适应H∞滤波实现MIMO-OFDM时变信道估计

景源，马技，马利，牛斌

2013, 34(5): 1012-1015.

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基于多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)无线系统，以H∞滤波理论为基础，提出一种新的MIMO-OFDM时变信道估计算法.依据H∞滤波原理，首先建立起一个线性的动态系统，系统输入和输出分别为未知干扰(包括背景噪声及其模型误差)和信道状态估计误差；然后，以该系统的H∞范数(即系统输入输出能量增益)作为代价函数，提出一种自适应H∞滤波算法；该算法的设计准则为，在未知干扰最大的情况下使得信道估计误差小于一个给定的界限(称为干扰水平值)，并且该干扰水平值可以根据当前无线环境的信噪比自适应地更新变化.由于该自适应H∞滤波算法未对噪声分布做任何先验假设，因此在非高斯噪声下可以获得较好的信道估计性能.计算机仿真实验结果证明了该算法的有效性.

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一种云环境下的绿色计算模型

张桂刚1,2,3，李超1,2，邢春晓1,2

2013, 34(5): 1016-1020.

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随着全球计算机数量的快速增长，由此引起的碳排放带来的温室效应已经越来越受到国际关注.绿色节能的研究已经变得越来越重要.提出一种云环境下的绿色计算模型.该模型从程序设计语言、绿色数据中心框架构建、绿色分布式文件系统策略的角度详细做了研究.针对互联网应用的主要特点，详细分析了该模型的主要特征及其设计理念和方法.基于该模型，将为有效的绿色节能带来新的设计思路和方法，为以后绿色节能的研究提供基础.

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一种针对块内日志存储模型的缓冲区管理方法

卢科，金培权，岳丽华

2013, 34(5): 1021-1027.

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闪存的擦后写特性，使其对小粒度随机更新为主的数据库应用，存在较大的更新时延.基于块内日志的存储管理模型提出了一种使用日志的方法，有效地解决了该问题.但是由于没有考虑数据访问的冷热特性，使得热擦除块合并操作非常频繁，同时它们采用的强制日志刷新策略导致闪存日志区存在严重的碎片问题.针对上述问题，本文提出一种基于数据冷热检测的双链表缓冲区算法DLPA，它根据数据的访问特性动态地分配日志页大小，可以有效减少擦除块合并操作，同时在日志刷新至闪存时，结合两种日志打包策略，有效地改善了日志区碎片问题.实验显示，该算法在增加少量存储开销的前提下，显著地优于现有算法.

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一种领域科学数据云及服务的实现

胡长军1，杨晶1，2，葛敬军1，刘歆1

2013, 34(5): 1028-1034.

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给出一种科学数据云及服务的模型及实现流程.该模型利用SOA技术、语义集成技术、虚拟化技术等，把物理上分布在不同地方的数据工作站，逻辑上统一起来进行管理，建立一个领域科学数据云.用户可以在任意位置、使用各种终端获取数据资源.基于科学数据云，把科学领域内的全部应用服务集成为科学数据云的服务，所提供的云服务，具有数据安全可靠、客户端低需求、无缝共享数据、容错灵活和无限扩展等特点.最后，采用本文提出的模型构建了油气井生产工程领域数据云，解决了海量、分布式异构数据源的有机集成和无缝共享问题；组建一个面向油气勘探生产领域，集生产管理、设备管理、工作流程控制、优化设计、故障诊断、辅助决策等功能为一体的"云"服务系统，实现油气勘探生产领域的数据资源、计算资源以及业务应用系统的高效整合.

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基于复用簇的测试用例复用度量

张娟1,2, 童维勤1, 蔡立志2

2013, 34(5): 1035-1041.

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随着软件测试复用实践的深入、测试用例库规模的不断扩大，对测试用例复用的管理和评价的研究也逐渐引起人们的关注.在详细分析了测试用例复用行为的基础上，提出复用簇和测试用例从属度的概念，并基于复用簇和从属度建立测试用例复用度量模型.模型以复用为导向，建立和复用行为相关联的复用簇管理模式，并通过从属度为复用建立度量方法.该复用度量模型实现了计算过程的自动化，改进了简单计算测试用例复用次数的度量方法，保证复用度量的客观性和准确性，使复用度量的量化评价成为可能.

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TTP：一个面向中文新闻网页的主题时间解析器

赵旭剑，金培权，岳丽华

2013, 34(5): 1042-1049.

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新闻中与主题相关的时态信息体现了新闻在时间维度的主题特征，在面向新闻信息处理的任务中，主题时间常常被用来构建和分析新闻话题模型，同时还可作为事件线索追踪话题演化.针对目前新闻信息处理研究中新闻主题与主题时间相关性差的问题，通过深入分析新闻报道类别与网页结构特征，挖掘新闻主题-时间关系模型，并在此模型基础上提出基于主题权重和无监督学习的主题时间抽取算法，实现了一个面向中文新闻网页的主题时间解析器，自动抽取主题时间并进行时态表达规范化处理.实验表明，该算法较同类方法具有更高的准确率，大大提高了新闻主题与主题时间的相关度，整个系统也取得了比较理想的性能评价.

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基于DFA结构的高速并行正则表达式匹配算法

李鲲鹏，兰巨龙，李玉峰

2013, 34(5): 1050-1053.

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针对正则表达式匹配速度低的问题，提出一种基于DFA结构的并行匹配算法.正则表达式匹配过程中，DFA的一部分状态访问次数多而另一部分状态访问次数少.因此，建立数学模型，应用马尔科夫链求解各个状态的访问概率，从而将DFA的状态分成前端和后端两个部分.通过多个前端部分共用一个后端部分的方法实现多个数据流的并行处理，达到了提高匹配速度的目的.算法分析与实验表明在多消耗60%-80%的存储空间时，能够提高4.2-4.6倍的匹配速度.

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一种使用简化预排序的k-支配Skyline查询算法

黄荣跃，赵雷

2013, 34(5): 1054-1059.

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近年来，Skyline查询在多目标决策、数据挖掘、数据库可视化等方面得到广泛应用.然而在高维空间环境下，skyline查询因为返回的结果集过大而不能提供有用的信息.因此，学术界提出了k-支配skyline查询的概念.它通过弱化数据点之间的支配关系，使数据点间更容易产生支配关系，从而使结果集的大小保持在一个合适的范围内.现有k-支配skyline查询算法分为建立索引和不建立索引两种类型.其中不建立索引的算法在高维空间，反相关数据和渐近输出等方面表现比较差，而基于索引的算法花费大量时间去建立索引，整体性能都不高.本文提出一种基于简化预排序的k-支配skyline查询算法(SPA)，实现用O(n)的时间复杂度对数据进行简化预排序.理论论证和实验数据都显示了SPA算法远比国内外现有的最好算法更加高效.

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一种基于执行器控制域的分布式数据收集协议

刘新华，李方敏，旷海兰，方艺霖，马小林

2013, 34(5): 1060-1065.

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针对无线传感器/执行器网络(Wireless Sensor and Actuator Networks, WSANs)中执行器控制域的数据收集问题，提出了一种基于执行器控制域的分布式数据收集协议(DG-ACD协议).DG-ACD协议从能量有效性和数据融合的角度，提出了执行器控制域内传感器节点的中继代价函数，并以执行器节点为中心，采用发射功率分级递进的路由建立方式，为控制域内的每个传感器节点寻找其到达执行器节点的中继节点，从而实现对执行器控制域内传感器节点的聚集和数据收集.实验仿真结果表明，网络中节点(包括执行器节点)部署完成后，DG-ACD协议能有效地将网络中的传感器节点聚集到相应的执行器节点，并在数据收集的能量有效性、实时性和稳定性上均有良好表现.

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一种面向数字多媒体内容制作业务的分布式计算中间件

曹海傧，朱明

2013, 34(5): 1066-1069.

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随着数字多媒体内容制作业务的增加，大数据量与运算密集的多任务计算越来越普遍.针对大规模用户在数字多媒体内容制作业务中对整合计算资源的迫切需求，本文设计与实现了一个面向数字多媒体内容制作业务的分布式计算中间件.该中间件自动的管理计算资源与计算任务，可以作为一个标准的组件应用于多种多媒体内容制作业务，通过复用该中间件，可以有效地简化分布式环境下实现多媒体内容制作业务的难度.该中间件已经被应用于一个多媒体内容制作平台，并实现了三个重要业务：集群渲染、特效合成、集群转码，有效地证明了该中间件的有效性.

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时态原语的粒度约束与规范化问题探讨

左亚尧1,舒忠梅2,汤庸3

2013, 34(5): 1070-1075.

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时态应用的需要是推动时态问题深入研究的动力,时态原语之间的运算是时态研究与应用中不可忽视的基本问题之一,对时态数据库、时态知识推理、时态数据挖掘等研究领域均有深远的影响. 由于时态原语进行加减运算后的结果可能为负时间因子,也可能溢出相应粒度下度的值,得出非规范的时态元素,从而影响其使用. 为此，必须对非规范的时态原语进行规范化处理,使其成为规范时态原语. 文章对时态粒度的度、象与转换等进行了刻画，描述了时态粒度约束与性质.在此基础上，深入地探讨了时态原语的规范化处理问题，提出了时态粒点的规范化处理算法，并将该算法应用于公历系统中典型的非规范时态原语的取值情形.

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构件的标识表示与检索方法研究

张雷1，陈立潮1，潘理虎1，2，闫惠敏2，张英俊1

2013, 34(5): 1076-1079.

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针对如何在大规模构件库中改善检索性能的问题，提出构件的标识表示，并设计了基于标识的构件检索方法.标识由领域术语、刻面术语以及高权重词等代表构件主要信息的词组成.使用标识表示构件可以获得比刻面分类更多的有效信息并能够校正刻面分类产生的主观影响，有利于检索准确率的提高.为提高检索速度，设计了功能倒排索引与标识索引组成的双向组合索引.最后与常用检索方法进行了对比实验，结果表明基于标识的构件检索具有较高的检索效率以及良好的综合检索效果，能够较好的满足大规模构件库的检索要求.

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面向查询集覆盖的物化视图选择算法

郑凯1，林南晖1，索女中2

2013, 34(5): 1080-1084.

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为了解决大容量物理存储条件下数据仓库的物化视图选择问题，提出一种面向查询集覆盖的物化视图选择算法.首先给出了一些概念和定义，然后从视图集的多维数据格中抽取和裁剪出候选视图集，并定义视图物化的效益模型，最后在存储容量的限制下逐步淘汰收益最小的应答查询的冗余视图，得到覆盖所有查询的最优物化视图集.实验结果表明，该算法在较大物理存储条件下的物化视图选择效率优于以往算法，且能够消除物化视图在应答查询时存在的时延"抖动"现象，应答用户查询的平均时间也大为缩短.

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无标度特性下的网络舆情演化迁移元胞模型

王根生

2013, 34(5): 1085-1090.

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通过实证分析网络舆情演化的无标度特性，将网络舆情演化分成两个阶段：观点形成阶段和观点交互阶段.构建BA′模型，提出无标度特性下的观点形成算法；结合作者前期研究成果迁移元胞自动机网络舆情演化模型，提出了无标度特性下的观点交互算法；观点形成算法和观点交互算法组成了无标度特性下的网络舆情演化二阶段模型.对网络舆情演化的二阶段模型进行仿真，模拟现实网络舆情演化的观点形成和观点交互过程，绘制出倾向度状态转换图和粗细粒度倾向度曲线；经过仿真分析，揭示了网民观点倾向度和网民素养对网络舆情演化的影响规律.

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基于路径表达式的XML第四范式及无冗余性判定

张忠平,刘志晓

2013, 34(5): 1091-1096.

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随着XML应用越来越广泛，为避免冗余，XML模式设计也变成了越来越受关注的问题，因此XML规范化理论是一个重要的研究领域.类似于关系数据库，本文从数据库角度出发，以消除数据冗余为目的，研究DTD中以路径表达式为基础的基本定义；因函数依赖和多值依赖是数据语义的重要组成部分，将其引入到XML领域中，形式化定义了XML的函数依赖和多值依赖；基于XML树、函数依赖和多值依赖概念，给出了键、冗余的描述，进而在XML函数依赖和多值依赖并存情况下，提出了满足XML第四范式的条件；给出了满足XML第四范式条件的XML文档树无冗余的判定定理，并通过具体实例及实验证明了XML第四范式的有效性.

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提高检索性能的朝鲜语布尔查询词生成及扩展

金光赫1, 2，王兴伟1，曲大鹏1,3

2013, 34(5): 1097-1101.

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为了提高信息检索系统的检索性能，同时方便用户的操作，本文提出一种新的方法将用户输入的朝鲜自然语句自动转换成扩展的布尔查询词.首先基于句法信息将用户输入的朝鲜自然语句生成布尔查询词，然后对查询词进行句法分析，利用句法树组合或分离结构上相互联系的复合名词，并以扩展多样标记和简略标记用语扩展检索.同普通的检索方法和手动提取布尔查询词检索方法相比，本文提出的方法在准确率上分别高出8%和12%.

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支持推测并行化的事务存储硬件模拟系统

李颀1，安虹1，2，李功明1，邓博斌1

2013, 34(5): 1102-1107.

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多核处理器通过增加处理器核数提高计算能力，虽然可以通过同时运行多道程序的方式利用处理器资源，但是多核处理器真正的成功取决于解决并行应用开发中的难题.为此，处理器体系结构和编程模型的协同开发是必须的.而随着核数的增多，传统上使用的软件模拟器因为软件的串行性而性能越来越差，无法支持这种软硬件协同开发.FPGA天生的并行性使它在模拟多核处理器时具有较高的模拟性能和高度的可扩放性，成为处理器体系结构研究的理想工具.本文介绍了基于FPGA的多核模拟系统，RAMP-Pink.该系统基于HASim实现，同时支持事务存储和线程级推测，用于对事务存储和线程级推测的软硬件协同开发.该模拟系统可配置不同的FPGA开发平台，也可以以软件模拟方式运行.

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一种基于微片分组的片上网络微节点交叉开关调度机制

刘亮亮，韩国栋，宋克，张帆

2013, 34(5): 1108-1112.

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在基于微片(flit)分组的动态缓存分配基础上，提出一种基于微片分组的片上网络交叉开关调度机制.该机制与静态独立分割缓存的思想不同，首先对输入端缓存进行统一管理，对微片根据其流向进行分组，并为所分各"组"动态分配缓存，然后引入一种基于"组"规模的概率仲裁算法，通过"组"分配和开关分配实现调度过程.为进一步降低开销，还在该机制基础上提出一种各"组"共享仲裁的策略.理论分析与实验结果均表明：所提出的机制相对于传统和动态虚通道机制，可节约25%以上的硬件开销并可获得更优的网络延迟与吞吐性能；共享仲裁策略可在所提机制基础上进一步降低硬件开销，但其代价是网络性能有所下降.

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Java虚拟机中的只读锁优化

林传文，顾乃杰，黄章进

2013, 34(5): 1113-1117.

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Java虚拟机使用锁机制来实现多线程共享数据结构的同步.锁机制维护的临界区通常对共享数据结构只进行读操作.只读锁是指当某个线程持有锁在只读临界区时，其他线程可以直接进入只读临界区而无需等待.只读锁能极大地提高锁机制的同步性能.Java虚拟机的锁机制可分为轻量级锁和重量级锁两层，当线程冲突时从轻量级锁转向重量级锁.本文分别从轻量级锁和重量级锁两个层次分别进行只读锁优化.轻量级锁的只读优化算法可以减少原子操作的开销；重量级锁的只读优化算法则可以使多个线程同时在只读临界区中.最后在Java虚拟机HotSpot中实现只读锁优化，并且在龙芯3A上进行实验.性能测试用例包括单线程Java程序、多线程Java程序以及SPECjvm2008.实验结果表明，上述优化方法能极大降低线程进入和退出只读临界区的开销，提高Java虚拟机的同步性能.

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面向OpenCL架构的GPGPU量化性能模型

朱俊峰1，陈钢2，张珂良1，吴百锋1

2013, 34(5): 1118-1125.

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为了评估数据并行(DLP)应用并行化后在GPU体系结构上的执行性能，针对OpenCL架构提出一种GPGPU量化性能模型.该模型充分考虑了影响GPGPU程序性能的各种因素：全局存储器访问、局部存储器访问、计算与访存重叠、条件分支转移和同步.通过对DLP应用的静态分析并设定具体的OpenCL执行配置，在无需编写实际GPGPU程序的前提下采用该模型即可估算出DLP应用在GPU体系结构上的执行时间.在AMD RadeonTM HD 5870 GPU和NVIDIA GeForceTM GTX 280 GPU上对矩阵乘法与并行前缀和的分析与实验结果表明：该性能模型能够相对准确地评估DLP应用并行化后的执行时间.

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硬件事务存储系统研究综述

王永会，张鑫伟，刘轶

2013, 34(5): 1126-1131.

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随着多核处理器的发展，硬件平台已经提供了充裕的并行能力，这对软件并行编程提出了更高的要求.传统的基于锁机制的并行编程模型存在着诸多难题.借鉴数据库中事务的思想，人们提出事务存储，旨在提供一种可编程性良好的同步手段.硬件事务存储快速有效的优势使之成为研究的热点.阐述了事务存储的基本概念、执行模型和编程接口.介绍了硬件事务存储系统的三大核心内容，对比了两种典型的硬件事务存储系统.分析讨论了目前硬件事务存储系统研究的热点和难点问题.最后介绍了硬件事务存储研究的平台和测试程序.

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一种双足步行的累积分层优化方法

蔡朝宏，江红

2013, 34(5): 1132-1136.

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一个稳定且灵活机动的双足步行往往是仿人机器人能否顺利并快速完成任务的关键，为了让机器人使用机器学习方法获得这样的步态，在自适应协方差矩阵进化算法的基础上，提出了累积分层优化的步行学习方法.在步行学习过程中，将学习任务由简单到复杂地划分为几个关键层，各层的适应度函数依据该层的学习目标来设计，每一层的学习都在前一层的结果基础上完成，从而让每层的学习结果逐步累积，最终达到既定的学习目标.根据该优化方法，让机器人首先学习稳定步行，然后在稳定的基础上完成机动步行的学习，实验结果证明了此优化策略能够获得有效的双足步行.

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最大团问题降阶算法

宁爱兵，刘艳芳，王英磊

2013, 34(5): 1137-1140.

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最大团问题是找出给定图中的一个最大结点子集合，使得子集合中的任意两点之间都有边相连,最大团问题是一个著名的NP-难题,在很多领域中都有着广泛的应用.本文在研究最大团问题数学性质的基础上给出该问题的一个初步降阶方法；在初步降阶的基础上给出一个求解最大团问题的上、下界方法；最后将降阶方法和上下界方法结合起来形成一个全新的降阶算法，该算法不仅可以单独使用，还可以与其它算法结合起来使用达到更好的效果.在文中还介绍了本算法和其它各类算法的优缺点，最后通过多个示例来进一步说明算法的原理及应用情况.

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一种实数编码的量子差分进化算法

陈晓峰，杨广明，黄明

2013, 34(5): 1141-1146.

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量子进化方法是受量子计算思想的启发而产生的一种新型的高效算法，在计算效率和避免陷入局部极值问题上有着卓越的成效.因此，量子机制与智能优化算法的组合，将进一步扩展智能优化算法的应用领域，提高优化算法解决问题的能力.为此，将量子计算引入到差分进化算法中，提出一种新型的进化算法—量子差分进化算法.该方法将量子比特的概率幅表示应用于染色体的实数编码，用量子变异、量子交叉、量子选择操作实现染色体位置的更新，用量子非门进行量子位两个概率幅互换，能在防止算法早熟的同时使算法更快收敛.并分别以函数极值和TSP问题为例进行了仿真，验证了算法的有效性.

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模糊认知图权值学习法

张燕丽1,2，刘晓东2

2013, 34(5): 1147-1153.

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模糊认知图简单、直观的图形化表示和快捷的数值推理能力使其在医学、工业过程控制以及环境监测等领域得到了广泛的应用.由于受到人的经验、知识水平和认知能力的限制，很难由领域专家直接构建大规模系统的模糊认知图.近年来依据动态数据自动或半自动构建模糊认知图的研究越来越多.模糊认知图的权值学习主要分为基于Hebbian技术、遗传算法、群体智能和最小平方四大类，在此方面学者提出了颇多算法.作者就基于数据进行模糊认知图权值学习的各种方法进行综述、比较和分析，指出各种学习方法的适用性，以便于在实际应用中进行选择.

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一种粒子群优化的异构多处理器任务调度算法

李静梅，张博

2013, 34(5): 1154-1157.

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为提高异构多处理器任务调度的执行效率，充分发挥多处理器并行性能，提出一种基于粒子群优化的异构多处理器任务调度算法-PSOASA算法.PSOASA算法以求得任务最短完成时间为目标，首先采用整数矩阵对粒子进行编码，并定义交换操作更新粒子状态，实现粒子搜索空间到离散空间的映射，使连续的粒子群优化算法适用于离散的异构多处理器任务调度问题，同时引入模拟退火算法，克服粒子群算法的"早熟"收敛现象，避免求得的解陷入局部最优.实验结果表明，PSOASA算法的执行效率优于目前广泛采用的遗传算法，有效地降低任务执行时间，减少了迭代次数，适用于异构多处理器环境大规模任务调度.

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基于反向计算和高斯分布估计的动态自适应和声搜索算法

拓守恒

2013, 34(5): 1158-1162.

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为了增强和声搜索算法在求解高维多模态问题时的空间全局探索能力和求解精度，通过定义的4种反向计算方法和高斯分布估计算法，提出一种动态自适应高维和声搜索算法.该算法采用正交试验初始化和声记忆库；利用多维动态自适应算法进行和声创作；采用动态反向选择算法更新和声记忆库，并改进和声音调微调调解步长，从而增强算法的空间探索能力，避免陷入局部搜索.通过6个标准的高维Benchmark函数测试表明，本文算法在全局搜索能力、收敛速度和求解精度等方面都有明显改进.

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基于自适应粒子群算法的最大势值阈值分割

李娜，李元香

2013, 34(5): 1163-1167.

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为解决图像分割中最优阈值选择的难题，本文提出了一种基于粒子群优化算法和数据场概念的图像二维阈值分割方法.新方法把数据场的概念引入到图像处理中来，将图像的灰度值空间映射到数据场的势空间，再通过自适应的粒子群优化算法寻找数据场中能量最大的阈值.在进行空间转换的过程中，把二维直方图中的频率作为数据场中数据对象的质量，选用拟核力场的高斯势函数计算二维直方图各元素之间的相互作用，生成了二维直方图的三维数据场.实验结果表明，该方法不仅是合理、有效的，而且大大降低了计算的复杂性，能够适应大多数图像的分割.

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结合方向信息测度和NSCT分解的图像融合算法

郭洪，李雪军

2013, 34(5): 1168-1171.

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针对传统图像融合算法容易造成边缘细节信息丢失且抗噪声能力不强的问题，提出一种结合方向信息测度和非下采样轮廓波变换分解的图像融合算法，先利用方向信息测度对图像进行复原操作，再对低频部分采用方向信息测度加权融合规则进行融合，对高频部分采用改进区域能量加权融合规则进行融合.该算法较好地结合了非下采样轮廓波变换良好的信息保持能力和方向信息测度良好的抗噪性能，使得融合图像的效果良好.实验证明，该算法能较好的保持边缘信息且抗噪性强，能广泛地应用于多聚焦图像的融合.

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去除图像高强度乘性噪声的变分模型

胡学刚1,2，张龙涛2，李玲1

2013, 34(5): 1172-1175.

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本文提出了一种新的去除图像高强度乘性噪声的变分模型，该模型针对现有全变分方法在去除图像高强度乘性噪声时出现的边缘模糊、去噪效果不佳及"阶梯"效应等问题进行研究.然后导出了该模型对应的偏微分方程的初边值问题，分析了模型的去噪机理，并给出了相应的数值计算方法.数值实验结果表明，新模型不仅提高了图像去噪的质量，在视觉上更平滑自然，基本上消除了"阶梯"效应.此外，新模型在运行时间方面也具有较大的优势.

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多视点视频编码混合快速搜索算法

雷海军1，杨辉1，杨张2，袁梅冷2

2013, 34(5): 1176-1180.

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EPZS是联合多视点视频编码(JMVC,Joint Multi-view Video Coding)运动估计中采用的一种预测搜索算法，其搜索速度慢.针对EPZS算法的性能不足，我们在预测矢量集合、搜索模型、阈值设置和搜索策略四个方面进行改进，提出了一种混合快速搜索算法.在联合多视点视频编码测试平台JMVC8.3中，对三个由平行摄像机采集的多视点视频测试序列BallRoom、Exit和Vassar进行测试.实验结果表明：在保证视频重建质量和码率的前提下，与Jmvc中的EPZS算法相比，编码速度平均提高了55.66%~69.62%,改进算法的效果明显，编码效率得以提高.

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新的自动分割脑肿瘤图像算法的研究

卢易苏1,2，陈武凡1

2013, 34(5): 1181-1183.

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经典非参数Dirichlet 混合过程模型图像分割算法具备在未知类数情况下实现图像自动分割的特点，但是由于其计算速度较慢，限制了该方法在临床上的实时应用.本文在经典非参数模型基础上进行改进，该算法首先将图像进行各项异性扩散滤波平滑，然后将马尔科夫随机场空间约束作为Dirichlet 混合过程模型的先验进行分割计算.文中使用新算法对15例脑肿瘤磁共振图像进行分割实验，结果显示新算法能更有效控制收敛时图像分割类数，并且在图像分割的精度和计算速度等特性方面都明显优于经典的Dirichlet 混合过程模型分割算法.

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复杂背景下的遗弃物检测

朱映映，梁叶,陈殷

2013, 34(5): 1184-1188.

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针对目前智能视频监控中复杂背景下的遗弃物检测存在较高的误检率，在结合混合高斯模型和三帧差分前景提取的基础上，研究了在较为复杂背景中对遗弃物事件进行自动检测和报警机制。首先，采用混合高斯模型和三帧差分结合的方法获得较为清晰的前景对象；其次，采用相交面积判定的追踪算法跟踪进入监控区域后静止不动的前景；再次，根据时间指标和距离指标判定暂时静止对象是否属于遗弃物；最后，对确认为遗弃物的对象进行报警。实验结果表明，该算法能有效的检测监控范围内的遗弃物，具有较高的检测精度和鲁棒性.

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第二类均匀CB样条曲线

熊建1，郭清伟2

2013, 34(5): 1189-1193.

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当α→0时，均匀CB样条曲线逼近相应阶的均匀B样条曲线，改变α的取值时，生成的均匀CB样条曲线逼近控制多边形的极限位置是相应阶的均匀B样条曲线.为了突破这种逼近极限，构造一种新的均匀CB样条曲线.先构造一种三次均匀CB样条基，再运用积分递归定义出任意阶的均匀CB样条基.由这些基构造的均匀CB样条曲线与原CB样条曲线具有类似的性质:凸包性、几何不变性、局部性、对称性等，但随着α取值的不同生成相应阶的均匀B样条两侧曲线，能够更好的逼近控制多边形.最后给出了用新的均匀CB样条曲线精确表示椭圆，圆，抛物线,螺旋线等.定义的新均匀CB样条拓展了均匀CB样条曲线曲面的造型能力.

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基于LDA图像场景分类方法的增量学习研究

唐颖军

2013, 34(5): 1194-1197.

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现有场景分类方法只能识别原训练学习的图像类，对于新增图像类的识别任务，需要将其与原训练类合并后重新训练模型.在LDA(Latent Dirichlet Allocation)的基础上提出一种改进方法来训练生成模型，用于实现自然图像场景分类.根据狄雷克里参数的伪计数作用，改进了LDA模型学习方法.以训练图像的通用主题先验参数作为各类场景主题分布预设先验参数，推导各类场景的类主题构成变化，同时改善了 EM参数推导过程中的慢收敛问题，实现了模型增量学习，有效地提高了模型的泛化能力.通过模型计算复杂度比较和增量学习实验对本文方法进行了验证，实验证明本文方法能以较低的时间复杂度取得较高的分类平均正确率.

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基于结构相似保真的图像稀疏表示模型

杨宇平1，邓承志2，汪胜前2

2013, 34(5): 1198-1200.

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过完备图像稀疏表示是一种最新的图像表示模型，采用过完备字典中原子的线性组合形式实现图像的稀疏表示.传统的过完备图像稀疏表示模型采用重建误差的平方和作为保真项.该保真项没有充分考虑到人眼对图像的感知特性，无法度量图像中边缘、轮廓、纹理等局部几何结构的变化.本文基于过完备稀疏表示理论思想，建立了新的稀疏性正则化的图像稀疏表示模型.模型中的正则项约束图像表示系数的稀疏性，保真项采用更符合视觉感知的结构相似性度量.基于正交匹配追踪算法，提出了基于结构相似度的正交匹配追踪算法.实验结果表示，新的模型能够更好地重构图像的结构信息，获得更好的重建视觉效果.

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