小型微型计算机系统

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一种面向数据密集型应用的并行程序执行模型

何颂颂(1,2,3)，顾乃杰(1,2,3)，任开新(1,2,3)

2013, 34(7): 1457-1461.

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随着各领域需要处理的数据量越来越大，数据密集型应用也变得越来越被重视.该文提出一种包含数据访存层次和访存冲突等信息的新并行程序执行模型PSRAM(h).针对数据密集型应用以访存为主的特点，PSRAM(h)模型将程序执行时间简化为访存时间，通过分析各程序子段的访存层次和数量来预测串行程序的执行时间，进而通过使用各线程执行时间的最大值来预测并行程序的执行时间.使用PSRAM(h)模型下对最典型的数据密集型应用矩阵向量乘进行分析，在龙芯3A处理器和Intel Xeon E5520处理器两个平台上的测试结果表明，PSRAM(h)模型分析结果与实测结果大部分情况下误差小于20%.由此可见，针对数据密集型应用，PSRAM(h)不但可以给出程序执行时间的下限，还可以有效的预测程序的执行时间.

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应用变形引擎实现的软件动态保护方法研究

王怀军，房鼎益，汤战勇，辛强伟

2013, 34(7): 1462-1467.

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通过对软件动态保护的研究，提出了应用变形引擎实现的软件动态保护方法.将待保护软件的重要代码片段从软件中删除，利用自修改变形技术构造这些重要代码片段的变形引擎，在软件执行过程中，将它们依次还原并执行；同时，根据一些代码片段的执行时间控制变形子引擎的调度；并且利用动态加解密技术对变形子引擎进行保护.这种方法大大增加了软件攻击者成功逆向该软件所需的时间和精力.最后通过实验说明软件安全强度的提高对性能造成了一定的影响.

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一种面向软件行为和多视点的需求模型验证方法

陈曙1，毋国庆2，叶俊民1，陈明楷3

2013, 34(7): 1468-1473.

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软件需求分析是软件开发生命周期中最重要的步骤之一.模型驱动的需求分析方法将需求模型作为需求规格说明的补充，从一个或多个角度对非形式化的需求信息进行正确性验证以发现需求规格中的不一致和不完整性等.本文在一种新型的，基于软件行为和多视点的需求建模方法基础上，依据其构造特点，提出需求模型的分析以及验证方法.该方法主要通过构造模型待验证性质的行为时序逻辑规约，以需求模型对应的有穷状态迁移系统为基础，结合On-The-Fly的方法验证性质规约是否语义满足该状态迁移系统.此外，从命题抽象的角度对该验证方法进行优化.针对该方法实现了模型验证工具原型.

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一种改进的分布式实时事务调度协议

刘波1，范士明1，丛红艳2

2013, 34(7): 1474-1481.

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分布式实时事务调度协议用于实现事务间读写的并发控制，以满足事务的一致性与隔离性要求.本文改进了动态调整时间间隔的乐观并发控制协议，提出了一种分布式实时事务调度协议DOCC-DATI，协议分为读阶段、等待阶段、准备阶段和提交阶段.协议在读阶段和等待阶段利用事务的优先级信息，动态调整事务的串行化顺序，使高优先级事务优先进入验证阶段，并通过阻塞机制避免部分低优先级事务的不必要重启.由于分布式环境下处于准备阶段的数据不可访问，这将增加事务的阻塞时间，因此本文允许处于准备阶段的事务借出数据给低优先事务.为避免传统的两阶段提交协议中由单点故障而导致的实时事务阻塞，本文通过Paxos一致性算法提交分布式实时事务.提议的方法在一个模拟的分布式实时数据库环境中得以应用，显示出了优良的结果.

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断言语言支持自定义谓词的程序验证器原型

徐文义(1,2)，陈意云(1,2)，李兆鹏(1,2)

2013, 34(7): 1482-1486.

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基于逻辑推理的方法进行程序验证是形式化程序验证的研究热点.目前的自动验证工具为了保证自动性，对描述程序性质的断言语言都有较多限制，导致程序的某些递归性质难以用断言语言表述.本文在一个面向指针程序、基于先前自行设计的形状图逻辑、依赖于自动定理证明工具Z3的自动程序验证原型系统上，通过在断言语言中引入自定义谓词来增强断言语言的表达能力，使得该原型系统不仅能自动验证含操作易变数据结构的程序的性质，也能自动验证一些不含指针的程序的性质.

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异构环境下云计算数据副本动态管理研究

陶永才1，张宁宁1，石磊1，卫琳2

2013, 34(7): 1487-1492.

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针对现有HDFS(Hadoop Distributed File System)数据副本数目固定，副本放置时未考虑节点异构性问题，本文提出一种异构环境下云计算数据副本动态管理模型DMDR.在副本创建时，DMDR根据节点性能选择最优副本放置节点；在系统运行过程中，基于灰色预测技术，DMDR根据数据的最近访问特征预测数据访问热度，并动态调整副本数目.实验表明，在异构环境下，较之现有HDFS副本管理机制，DMDR可有效减少节点之间数据传输，提高负载均衡，降低作业执行时间.

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基于QoS的Web服务组合中多路径全局优化方法的研究

冯建周，孔令富

2013, 34(7): 1493-1497.

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在基于服务质量(QoS)的Web服务组合中，提出一种采用路径模板编码机制的遗传算法来解决多路径全局优化问题.该方法首先在服务依赖图中基于语义匹配度约束获得多路径子图，并通过路径模板表示每条执行路径，然后采用路径模板机制控制初始种群个体的生成和交叉变异的产生，通过定义多路径选择结构的QoS聚合公式，设计多路径统一的适应度函数，从而使得代表不同路径的个体可以共存和统一处理，并通过单次运行实现多路径的全局优化，克服了传统的一维编码机制在多路径情况下需要多次编码，多次运行的缺点.最后通过实验以及与其他多路径算法比较，证明了该算法在收敛性和时间复杂度等方面的优越性.

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二进制翻译后端指令分级索引策略

姜海涛1，徐云1，廖银1，靳国杰2，陈国良1

2013, 34(7): 1498-1502.

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随着硬件平台的多元化，软件兼容性问题日益突出，二进制翻译技术是解决软件兼容性问题的重要手段.鉴于二进制翻译系统大部分执行时间消耗在后端指令的查找和执行过程中，高效的指令索引策略可以减少系统的指令查找开销，提高系统的整体效率.在对二进制翻译系统后端指令局部性特征进行统计分析的基础上，设计了一种能充分挖掘现代计算机系统硬件性能的二进制翻译指令分级索引策略.该策略结合二进制翻译系统后端指令特殊的局部性特征，使用针对性的替换算法对后端指令进行缓存，降低了系统的指令查找开销.在引入了LIIS索引策略后，开源二进制翻译系统QEMU的后端指令查找时间减少了70%，整个系统执行效率提高了15%.

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分布式结构化数据分页查询中的动态归并算法

段翰聪1，彭旭宇2，李林1

2013, 34(7): 1503-1506.

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本设计实现一种动态归并算法，主要应用在对于分布式结构化数据的跨节点跨表实时分页查询的业务场景中.分布式数据库中数据表都会被拆分为若干子表并存储于若干数据节点中，在对数据进行单表查询和多表查询时都需要进行数据的归并，本算法被设计用来处理中间数据的归并问题，在归并策略上采用了二路归并，从而保证了较高的节点并发度，使得归并的计算负载能够均衡地分配在各计算节点上；采用动态的归并过程而不是在任务一开始就确定节点之间的归并配对关系，确保算法的自适应性，避免了预先制定归并策略而可能导致的数据等待.实验结果表明随着参与归并的节点数量的提高，该算法执行效率明显优于单节点归并以及预先设定归并策略的多节点归并.

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基于参考点的大规模本体扩散映射算法

邹亮，徐德智,郭维

2013, 34(7): 1507-1513.

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目前针对大规模本体映射大多采用先分块，再在分得的小块间进行块内映射.但是，对大本体进行分块，以及对相关小块的映射操作会增加很大的开销.本文采用基于参考点的扩散映射算法，通过小模块快速获得参考点(在名称上相似的概念)，利用访问局部性原理，通过比较参考点附近的邻居概念，逐渐向其邻居扩散映射.根据邻居概念的映射情况检查参考点是否为错误映射，且映射的邻居概念成为新的参考点.然后对新的参考点迭代进行扩散映射，直到所有概念都扩散完毕或者找不到新的参考点为止.显然，该方法把候选映射概念集始终限制在参考点附近，极大的减少了映射的时间复杂度.本文算法支持从目标本体到源本体的1:n映射；支持参考点的自动生成；带冲突避免的映射操作能同时提高映射效率和质量.

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一种面向领域的本体自动构建方法

肖奎(1，2)，谭小虎2 ，吴天吉3

2013, 34(7): 1514-1517.

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本体是许多应用程序运行的基础.维基百科作为互联网最重要的公共知识库之一，在构建本体方面具有明显的优势.本文提出一种新的方法，从维基百科抽取面向领域的语义知识，自动构建轻量级的本体.首先，维基百科的原始数据被加载到本地数据库.其次，指定领域的数据被抽取出来单独建立数据表.然后，计算指定领域里每个分类的相互性系数的值，并利用这些值从全部分类里筛选出了有意义的分类.以这些有意义的分类为基础，计算分类与条目的权值.最后，所有权值大于阈值的条目都被当作领域的概念.这些概念以及关系被用来构建本体.本文构建了一个软件领域的轻量级本体.此外，也利用了人工的方法对筛选出的软件领域的概念进行了评估.

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基于大熵值变化区域和余弦相似度的离群迭代算法

刘爱琴，张继福，荀亚玲

2013, 34(7): 1518-1521.

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离群数据挖掘是数据挖掘领域中的重要分支之一.将聚类迭代的思想应用到离群数据挖掘中，给出一种基于大熵值变化区域和余弦相似度的离群迭代算法OIALEVCS.该算法首先针对离群挖掘特点，使用大熵值变化区域来选择初始候选离群对象；其次在每次迭代过程中，利用对海量高维数据有效的余弦相似度作为离群度量因子，搜索每个邻域内最离群的对象作为新的候选离群对象，直至迭代收敛；最后采用晚型星、高红移类星体、类星体三个天体光谱数据集，实验验证了算法有效性和可行性.由于该算法充分利用了大熵值变化区域来选择初始候选离群对象，因而进一步加速了迭代收敛的速度，提高了离群挖掘精确度.

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一种开放式数控系统刀具运动轨迹验证方法

王鸿亮(1，2)，郭锐锋2，邵志香(1，2)，郑飂默(1，2)，彭健钧(1,2,3)

2013, 34(7): 1522-1526.

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为了更准确的仿真五轴数控机床各运动轴的运动情况,提出一种开放式数控系统刀具运动轨迹验证方法.本方法从运动控制组件中采集运动控制数据,利用五轴机床机构运动学模型,将运动控制数据转换为工件坐标系下刀具的运动轨迹,并以三维线框方式显示.通过CNC系统与CAD系统STL模型数据的交换,实现了刀具运动轨迹与CAD设计模型的分析比较,并设计了轨迹误差计算模型,可以定量分析仿真的刀具运动轨迹.最后通过实验验证了方法的正确性.

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弹性Web Cache集群的自适应负载均衡策略

段赵磊1，黄艳2

2013, 34(7): 1527-1530.

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在Web cache集群中，Web突发请求的频繁出现引发资源供给不足，造成系统性能显著下降.为有效处理Web突发请求，构建了同时使用本地资源和云资源的弹性Web cache集群.在弹性Web cache集群中，为提升系统性能，降低费用，提出一种自适应的负载模型.该模型可以动态自适应地调整，能够有效适用于异构Web cache集群.考虑到云结点的网络延迟，修正该模型得到云结点负载模型.基于以上负载模型，构造弹性Web cache集群的自适应负载均衡策略.与其他负载均衡策略相比较，使用该自适应负载均衡策略能够在弹性Web cache集群中实现高效的负载均衡.

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基于GA与PSO混合优化的Web文档聚类算法

黄发良1,苏毅娟2

2013, 34(7): 1531-1533.

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Web文档聚类是web数据挖掘的重要任务之一，针对Web文档向量空间的高维性与数据聚类问题的最优化性质，采用LDA对文档向量空间进行降维，提出运用混合优化算法GA_PSO在此低维空间进行寻优，来发现Web文档集的最优簇结构.通过在真实数据集20Newsgroups的实验，结果表明我们的方法具有良好的聚类有效性，能较完全和准确地将主题相关的Web文档聚成一类.

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提高用户满意率的服务器主动调度算法

吴军(1,2)，刘翟3，马俊才3

2013, 34(7): 1534-1536.

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在集群环境中，为了实现多台计算机协同工作，充分利用服务器的计算能力，需要选用恰当的负载均衡策略.目前常用的服务器调度策略只是从服务器角度出发，实现硬件负载的均衡，而忽略了服务质量.本文算法定义了用户满意率(即"用户期望的任务完成时间"与"任务实际完成时间"的比值)指标来评价服务质量.算法综合用户权值,任务所属类别历史平均计算时间，用户期望计算时间，任务添加时间等四个因子，计算任务权值，然后由服务器主动按照任务权值高低进行调度.试验结果表明，该算法能够有效提高用户的满意率，充分利用服务器的计算资源.

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一种基于属性的操作系统内核自动验证方法

张琼声,吴明泉

2013, 34(7): 1537-1542.

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传统的模型检测摒除了很多软件实现细节，要检测实际的代码，就需要从代码中直接建立抽象描述.而操作系统内核结构复杂，手动对源代码进行抽象存在建模工作量大、人工参与过多易出错以及属性难以描述和检测等问题.本文以Linux内核作为实验对象，提出了一种基于属性的OS内核自动验证方法，利用模型抽取工具Modex自动的从Linux内核源代码抽取模型，试图保证模型与实现代码一致性的同时减少因人工参与产生的人为错误，然后用时间轴属性来描述属性，最后用模型检测工具Spin对Linux内核代码模型进行检测.实验选取了Linux内核中接口和数据结构相对复杂的调度器进行模型的自动抽取与属性检测，验证了该方法在操作系统内核模型检测中的有效性和实用性.

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数据交换平台的任务调度模型设计

刘应明(1，2),廉东本2

2013, 34(7): 1543-1547.

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为完善辽河流域水体污染控制与治理体系，在辽河流域不同的管理信息系统异构数据源间进行数据交换与共享，需要构建一个数据交换平台.任务调度是数据交换平台的核心部分，主要功能是解析任务模型，动态集成平台资源，驱动整个平台运行.基于辽河流域数据交换平台的系统架构与问题需求，提出一种任务模型，并对系统中任务进行分类，从而引出数据交换平台中的任务调度问题及目标.设计了一个适用于异构数据源间进行数据交换的任务调度模型，阐述了该模型的工作原理及各个部件的主要功能，该模型采用优先级策略来保证任务实时性.最后，通过Java并发机制进行实验模拟，证明了该模型的有效性.

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分布式VoD系统中一种分层的缓存管理策略

巫旭敏，殷保群，张国荣，胡晗

2013, 34(7): 1548-1553.

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相对于传统网络服务系统的客户端/服务器构架，分布式VoD系统通过系统中节点间的协作能够获得更好的性能.而节点的存储空间和网络带宽是有限的，因此缓存管理的研究对流媒体服务系统的研发具有重要的意义.该文基于一种灵活的热度估计方法对系统中的存储资源进行分层分析，给出一种减小服务器磁盘I/O负载的优化式及其次优解，同时针对客户节点的不稳定特性提出一种以二次规划为基础的数据置换算法.仿真实验结果表明热度的计算能够较好的反映用户行为的变化，而缓存管理策略有利于减小服务器磁盘数据的读写以及增加系统的可利用资源.

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一种应用于数据为中心存储无线传感器网络的低功耗路由算法

高超，胡晓娅，汪秉文，高洪亮

2013, 34(7): 1554-1557.

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以数据为中心的存储是无线传感器网络一个热门的研究领域，包含了数据传播、数据存储和数据查询.地理路由协议GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)是一种应用在数据为中心存储的经典路由算法，采用了贪心转递算法和周界转递算法来存储和查询数据.在数据为中心存储中，数据根据名称映射到地理位置上.因为目标位置上往往没有节点存在，GPSR采用周界转递算法进行数据包的存储或查询.本文定量的分析了数据为中心存储中周界转递造成的系统资源浪费，提出了一种逼近地理位置路由算法ALGPSR.并在NS2上进行了仿真与GPSR进行了比较，结果证明ALGPSR能有效地减少数据查询和存储的系统开销.

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一种树链双访表结构的快速查找算法

韩永，姚念民，蔡绍滨

2013, 34(7): 1558-1562.

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查找是计算机应用中的常用基本运算.当前有很多查找算法针对关键字的查找概率问题进行了优化.处理器对高速缓存和主存的访问存在着巨大的速度差异.因此，随着高缓技术的快速发展及其容量的扩大，提高访问概率较高关键字的高缓命中率成为加速查找的一个重要因素.提出一种能够根据关键字的访问统计自适应调整的树链双访表结构.该算法能适应访问数据的分布特点，在应用中动态统计关键字访问次数，提高访问概率较高关键字的高缓命中率，从而实现快速查找.实验表明，随着测试集中热关键字查找比率的增大，树链双访表查找算法的性能优势也越明显.

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移动网络中的视频中心网络技术

刘然，王德胜，邹礼见，朱光喜，喻莉

2013, 34(7): 1563-1569.

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在过去的十几年中，移动视频网络飞速发展，逐渐成为人们生活中所不可或缺的一部分.随着用户需求的不断变化，移动视频网络也在不断发展与革新.本文以移动视频网络架构的演变为标准，将其演进过程分为服务器/客户端架构、覆盖网架构、面向内容网络架构三个阶段，并详细阐述了每个阶段移动视频网络发展的驱动力和它的关键技术.最后，本文对三个阶段的移动视频网络做了全面的对比分析，并且展望了移动视频网络未来的发展趋势.

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一种基于云超级节点的移动P2P存储模型及其传输机制研究

姜春茂1,2，张国印1，王向辉1

2013, 34(7): 1570-1574.

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移动P2P具有一些良好的特点，但是由于移动设备之间的多维异构，设备具有较低的带宽，较高的数据传输代价，加之资源分布的任意性，使得基于MP2P的数据存储和传输受到了极大的限制.如何采用针对性的存储方式及其相应的传输方式是一个重要的研究方向.本文考虑到存储节点的空间限制，数据传输的可靠性等综合因素，提出一种基于云超级节点的移动P2P的存储和传输模型，将部分数据传输到合适的云节点上进行存储，利用云端节点的高可靠性提供较高质量的MP2P服务.结果显示，本文的算法性能较之以往类似的算法有较大的性能提高，同时在存储空间上节约了50%以上，实验和理论分析充分证明了本文提出的存储和传输策略及相应算法是正确、有效的.

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无线Mesh网中网络编码感知的低时延路由

沈小建1,2，陈志刚1，夏卓群1

2013, 34(7): 1575-1578.

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网络编码技术可以显著提高无线Mesh网的传输性能.为此，提出一个在组播通信中基于网络编码的无线Mesh网低时延传输路由.文中引入了关键节点和超关键节点的概念和相应的选取算法.该协议以下一跳的节点是否是超关键节点或关键节点作为路由判据，下一跳的路由节点优先选择超关键节点，其次选关键节点，最后才选普通节点，这样可以增加网络编码机会，实现低时延路由.通过举例、性能分析和仿真实验表明，该协议能更好地支持网络编码，在提高组播吞吐量的前提下，显著减少了传输时延.

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一种无缓存片上网络交叉开关调度机制

刘亮亮，韩国栋，张帆，陈庆强

2013, 34(7): 1579-1584.

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提出一种无缓存片上网络的交叉开关调度机制.无缓存是指将路由节点输入端口缓存以及相应的控制逻辑移除，以降低实现开销.该调度机制在每个输入端口设置一条自回环通道，并在"偏转"路由基础上采用一种基于"偏转"和自回环次数的优先级策略，以通过减小"偏转"次数提高无缓存片上网络的网络性能.实验表明，此调度机制相对于基本的无缓存机制，可保证在硬件开销与能耗不增的前提下，提高网络性能；相对于典型的有缓存机制，在负载较低时其网络性能更优，负载较高时性能略低，但可使硬件开销与能耗分别下降58.9% 与40.2%，并使频率提高74.6%.

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一种改进的动态告警负载均衡算法

李新1,黎文伟1,2

2013, 34(7): 1585-1589.

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负载均衡通过将大量的并发访问请求转发到多个服务器分别进行处理，以提高web集群的整体吞吐量.现有的负载均衡算法存在着引用负载因素过少、负载计算过于复杂、节点的负载抖动现象过于严重等问题.本文提出一种改进的动态告警负载均衡算法，基于请求类型、节点工作能力和实时负载值来确定转发目标.该方案实时监测各节点的负载状态并实施周期性反馈与动态告警，既保证了负载信息的实时性与有效性，又减少了负载计算量；采用RED方法校正负载状态的判定，避免了因为负载状态的误判而引发的负载不均，从而减小了负载抖动现象.模拟实验结果表明，改进算法增加了web集群系统的吞吐量，并且明显改善了负载均衡度.

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一种服务于流量特性的信道访问方法及公平性研究

卢颖1，康凤举2，钟联炯1

2013, 34(7): 1590-1594.

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无线通信网络中，业务流在数学上呈现出一种统计上的自相似性.本文结合该流量特性，针对如何改善高负荷、高业务流量突发环境下网络性能的问题，给出一种基于节点突发流量的信道访问退避策略：通过动态监测和计算当前节点突发流量的大小来调整信道接入，从而减少碰撞次数，提高信道利用率；为解决算法公平性的问题，同时引入了节点流权值w(i).通过流量特性适应机制及节点流加权机制，使得网络在提高性能的同时能尽量减小算法不公平现象所造成的影响.理论分析及仿真结果均表明：在网络业务量突发性强、信道竞争激烈的情况下，该策略能有效缩短信道接入时延，排队长度等各项网络性能指标.

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基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法

刘唐1, 汪小芬2,杨进3

2013, 34(7): 1595-1598.

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降低网络能耗、延长网络生存时间是无线传感器网络设计的重要目标.在分析现有主要成簇算法的基础上，提出一种基于能量密度的无线传感器网络能量预测成簇算法EPCBD (energy prediction clustering algorithm based on energy density).算法中，节点根据其通信范围内的能量密度与网络平均能量密度之比确定自己成为簇头节点的概率.为节省每轮成簇初始阶段节点进行广播所消耗的能量，建立了节点消耗能量的预测机制.仿真实验结果表明，与现有主要成簇算法相比，新的成簇算法拥有更长的网络生存周期和更优的网络监控质量.

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一种二维网格中最小路径区的构建模型

罗兴国，陈庆强，刘亮亮，张士鉴

2013, 34(7): 1599-1602.

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矩形故障块模型可用来解决二维网格中的容错路由问题.本文基于最小路径区(RMP)概念，提出了一种最小路径区的分布式构建模型.该模型首先将带有矩形故障块的网格划分成若干个不同大小的矩形块，通过矩形块的不同组合来构成相应两点之间的最小路径区.最后对该构建模型进行了扩展讨论，指出其在特殊二维网格和容错路由算法中的应用.

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无线传感网络中基于数据混淆的保护隐私数据聚集协议

李玉海1,2，田苗苗1,2，黄刘生1,2，杨威1,2

2013, 34(7): 1603-1606.

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在无线传感网络的研究中，保护隐私数据聚集算法是一个关键问题.设计高效的具有隐私保护功能的数据聚集算法，降低通信带宽，提高网络的寿命和安全性是保护私隐数据聚集研究中的热点问题.国内外现有的保护隐私数据聚集算法，除PEQ(Privacy-preserving Scheme for Exact Query Evaluation)算法外，其它算法大多是根据不同的统计数据类型来设计相应的保护隐私的数据聚集算法，这些算法只能聚集某一种数据，功能单一，应用起来具有一定的局限性.同时，PEQ算法的通信带宽和计算量都比较大.针对上述问题，设计了一种基于数据混淆的数据汇集算法.该算法通过在数据聚集前加入混淆数据，聚集结束后删除混淆数据，来达到保护隐私的目的.与现有的其它方案相比，该方案计算和通信开销较少，并且一次可以聚集多种统计数据.

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通信流熵变量DDoS攻击IP回溯跟踪模型

桂兵祥1，周康1，周万雷1，2

2013, 34(7): 1607-1609.

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DDoS攻击一直严重威胁着网络的安全.描述一个新的DDoS攻击源回溯跟踪机制，其与普通的包标记技术有着根本的区别，它是一种通过监控正常通信流和DDoS攻击通信流之间的信息熵值变化来判断网络是否有攻击行为.与现有的DDoS攻击回溯跟踪技术比较，该机制有很多优势：扩展性高、健壮性好、无包污染和攻击流量模式独立.在描述和分析DDoS攻击通信流熵变量特性基础上对上述跟踪机制建模，然后给出了相应的DDoS攻击检测和IP跟踪回溯算法.模拟实验研究结果表明了该机制是高效的.

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密文动态后继树精简索引模型研究

霍林，邢霄

2013, 34(7): 1610-1614.

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随着信息技术的发展，很多单位累积了海量的科研和生产数据，其中部分是涉密数据.如何从这些海量数据中安全且快速找到所需的涉密信息是用户面临的难题.密文索引是密文全文检索系统的核心模块，为保证在密文状态下进行高效的全文检索，提出了一种密文动态后继树精简索引模型.该索引模型支持密文子串查询、潜在分词查询和索引动态更新，具有较高的查全率和查准率；给出该模型密文索引的创建、检索、和索引密文更新算法，并对其安全性和效率进行分析.实验表明，与其他已有的索引模型相比，该模型具有较好的时间效率，更适合应用于密文全文检索领域.

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针对基于编码的跨站脚本攻击分析及防范方法

张伟，吴灏，邹郢路

2013, 34(7): 1615-1619.

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随着Web应用的快速发展，跨站脚本攻击事件迅猛增加，其攻击技术也在不断更新变化，出现一些特殊的高级攻击方法，其中基于编码的跨站脚本攻击就是其中之一.本文针对二进制和N元字母表两种常见的基于编码的跨站脚本攻击进行了深入分析，在已有客户端跨站脚本攻击检测技术的基础上，给出了一种动态访问控制的防范方法，弥补了现有针对此类攻击的防范方案缺乏实用性的不足，并通过实验验证了此方法的有效性和实用性.

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EPC网络中一种可证明安全的ONS查询方案

郭卫锋，李景峰，张来顺

2013, 34(7): 1620-1624.

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分析了EPC网络中ONS查询过程，指出现有过程在身份认证、消息机密性和完整性等方面存在安全缺陷.提出了一种可证明安全的ONS查询方案，引入对称密码和消息认证码等技术，实现ONS服务器之间的双向认证和安全密钥分发，从而有效保护ONS服务器之间消息传递的机密性和完整性.利用安全协议形式化分析工具Canetti-Krawczyk模型进行了安全性分析，分析表明该方案是可证明安全的.同时，性能对比分析表明该方案具有较低的通信开销和计算量，减少了安全机制对性能造成的影响.

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一种有效的Return-Oriented-Programming攻击检测方法

刘智，张小松，吴跃

2013, 34(7): 1625-1630.

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Returned-Oriented-Programming(ROP)攻击能突破传统防御机制如DEP和W⊕X.目前ROP攻击检测误报率较高，无法准确区分ROP攻击与正常指令执行.ROP攻击需执行系统调用完成攻击，执行系统调用前寄存器须设置为正确的值，并且每条x86指令对应一个或多个gadget.基于上述特点，提出一种有效的二进制代码级ROP攻击检测方法：截获返回指令并作为起始点计算gadget数目，并在系统调用执行前判断寄存器是否被修改为与其参数类型相同的值.该方法不依赖启发式学习，能准确检测栈溢出的ROP攻击.通过动态插桩工具实现原型系统，对ROP攻击和正常程序进行了测试，实验结果表明系统漏报率和误报率较低，且性能损失较小.

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基于身份多PKG广义签密

周才学1，韩益亮2

2013, 34(7): 1631-1636.

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利用双线性对提出了一个基于身份的多(Private key generator)PKG广义签密方案.它能满足具有不同域参数的各PKG之间的用户相互之间进行只加密、只签名或签密操作，使得原来不能安全通信的各PKG之间也能安全地通信，推动基于身份的密码体制在实用化方面向前迈进了一步.证明了在随机预言机模型下，在(Gap Bilinear Diffie-Hellman)GBDH问题难解的假设下方案具有保密性；在(Gap Diffie-Hellman)GDH′问题难解的假设下方案具有不可伪造性.另外，方案还具有不可否认性、前向安全性和公开验证性.最后，对方案的效率进行了分析,分析表明方案是高效的.

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差分隐私DPE k-means数据聚合下的多维数据可视化

李杨1,2,郝志峰2,3,肖燕珊2,袁淦钊3,谢光强1,2

2013, 34(7): 1637-1640.

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近年来隐私保护下的数据挖掘发展迅速，但应用广泛的数据可视化中的隐私保护问题则成果鲜见，差分隐私保护是一种新兴的具有广阔发展前景的隐私保护方法，目前，差分隐私保护下的多维数据可视化方法却未见报道.文章研究如何在数据可视化的过程中满足差分隐私保护.现有的DP k-means算法不支持较大的k，因此在数据聚合的过程中仅有理论意义.提出一个ε-Differential Privacy Equipartition k-means算法(DPE k-means)，能够支持较大的k，较好地解决了可视化中数据的叠加问题，在一定的隐私保护级别下极大地改善了数据可视化后的图像质量.仿真实验中计算了衡量数据聚合质量的几项指标，结果表明DPE k-means算法优于现有的DP k-means算法.

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面向ATtiny微处理器的KLEIN分组密码算法实现

温雅敏1，龚征2，胡沐创3，唐韶华3

2013, 34(7): 1641-1643.

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随着无线传感器和射频芯片等物联网应用的广泛兴起，相应的信息安全问题也得到更多的重视.由于具有低功耗的特性，轻量级分组密码算法在资源受限环境下的应用前景得到广泛关注.在RFIDSec 2011会议上，Gong等人提出一种新的适用于物联网资源环境下软件实现的轻量级分组密码算法KLEIN.本文从ATtiny微处理器的特点出发，基于AVR ASM语言给出了KLEIN分组加密算法的优化实现.在实现过程中，采用查找表和逻辑运算相结合的方法，降低了算法在MixNibbles步骤上的计算复杂度，在算法实现的处理速度和存储开销数据上取得较好的平衡.实际试验数据表明，优化后的KLEIN算法实现在ATtiny微处理器平台下与原有算法实现相比具有较大优势.

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一种shellcode动态检测与分析技术

董鹏程，康绯，舒辉

2013, 34(7): 1644-1649.

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提出一种基于动态二进制平台DynamoRIO的shellcode模型识别与功能分析方法，并实现了基于该方法的原型系统.首先总结了shellcode利用技术，分析了shellcode动态执行特征，利用自动机理论，对shellcode各执行阶段进行了形式化的描述，并给出了各阶段相应的自动机模型及检测分析算法，据此归纳得到shellcode的一般执行模式；其次，提出了一种shellcode的API调用序列分析方法，根据API类型和参数，实现了对shellcode的功能分析.实验结果表明，该方法能够有效检测shellcode，识别执行模式，判定shellcode执行功能.该检测方法对高效检测shellcode、快速判明网络攻击意图和提高对网络攻击事件的响应能力具有重要的应用价值.

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一种按字长匹配的Wu-Manber多模式匹配算法

汪永进1，2，3，顾乃杰1，2, 3，任开新1，2，3)

2013, 34(7): 1650-1653.

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多模式匹配是串处理系统中最重要的操作之一，而Wu-Manber算法是多模式串匹配算法中平均性能表现最好的算法.针对Wu-Manber多模式匹配算法在规则集中存在短模式串时性能下降的问题，提出一种按字长匹配的多模式匹配算法.改进的算法是在32位机器上实现，哈希的字符块长度取2，每次匹配的单位由原来的一个字符变为一个机器字，缩小了访存时间，同时利用机器字长存储的特点合理设计哈希函数，加快了字符块哈希值的计算，极大的提高了有短模式串存在时模式集的匹配性能.与原Wu-Manber算法对比，当最短模式串长度小于6时，改进后的算法搜索时间平均缩短了40%.当最短模式串长度为2和3时，搜索时间缩短了60%以上.

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一种改进隐朴素贝叶斯算法的研究

李晶辉1，张小刚1，陈华2，胡义函1

2013, 34(7): 1654-1658.

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朴素贝叶斯分类器(NB)由于结构简单，计算高效而被广泛应用，但它不能充分利用属性间的依赖关系，有一定的局限性.因此，隐朴素贝叶斯分类器(HNB)通过为每个属性引入一个隐藏父节点，将各个属性之间的依赖关系都综合其中，使属性间的依赖关系得到了利用.但隐朴素贝叶斯分类器忽略了属性对与该属性的依赖关系，故在此基础上提出一种改进算法--双隐朴素贝叶斯算法(DHNB)，使属性对与该属性的依赖关系得到了充分的利用，并提出一种新型的阈值定义法，使得选取的阈值让分类精度与时间复杂度的比值为最大，缓解了算法时间复杂度和分类精度之间的矛盾.然后将改进的算法在UCI数据集上进行仿真试验，结果表明其分类性能优于HNB和NB，该方法具有较好的适用性.

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动态Kriging优化算法求解昂贵约束优化问题

肖建，李枚毅，蔡霞，张海

2013, 34(7): 1659-1663.

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针对昂贵单目标约束优化中真实模型计算费时且现有算法收敛速度慢的问题，提出了动态Kriging优化算法以提高计算效率.该算法首先将所有约束条件转换为一个约束函数，然后采用拉丁超立方体采样(LHS)法进行采样，分别建立真实模型目标函数和约束函数的Kriging代理模型，同时结合真实模型对代理模型估计进行误差矫正，采用非支配个体选择、保留和替换机制不断更新样本库和Kriging代理模型.最后将进化最优种群代入真实模型计算其最优值.通过13个标准函数测试表明该算法具有较高的精确度和稳健性，明显减少了真实模型的评价次数.

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多状态网络可靠度下界的矩阵分解算法

李振1，孙新利1，姬国勋1，刘好杰2，刘志勇3

2013, 34(7): 1664-1671.

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为减少计算多状态网络可靠度精确值的复杂性，提出基于分解计算多状态网络不可靠度精确值的思想，在此基础上提出一个求解多状态网络不可靠度动态上界(对应于可靠度动态下界)的算法.算法先通过分解运算去除某些边引起的d-最小割集之间的相关性，将网络不可靠度转化为多个互斥事件的概率之和，再应用MESP界求取这些事件的概率，计算网络不可靠度上界，对应得到可靠度下界，并计算了得到的可靠度下界与精确值间的绝对误差界.通过定义d-最小割集矩阵，利用矩阵分解实现算法，结构清晰、便于编程计算.相关引理的证明及算例分析表明随着分解的深入，算法能够得到满足精度要求的可靠度下界.

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约束非线性规划问题的辅助函数算法

刘杰1，2，王宇平3

2013, 34(7): 1672-1674.

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研究有不等式约束的非线性规划问题，构造了一种新的两阶段算法：(1) 利用传统优化方法求出原问题的一个局部极小点x*；(2) 基于当前局部极小点和"准"罚函数的思想构造了一个辅助函数，该辅助函数连续可微、有界并且是凸的，该函数的局部极小点y*很容易求得，并且y*位于比x*更低的盆域中，从而y*可以作为第一阶段中的初始点，从而找到另一个更好的局部极小点.两个阶段不断循环，只要原问题具有有限个局部极小点，就可以找到它的全局极小点.为了测试算法的性能，对几个测试问题进行了求解.结果表明算法有效的，可以快捷的跳出局部极小点达到全局极小点.

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破碎刚体复原中的断裂面匹配算法

李群辉1,2，周明全3，耿国华1

2013, 34(7): 1675-1679.

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给出一种断裂面匹配的算法.首先根据形状描述子提取断裂面的特征点；然后根据特征点的特征值是否相近及邻域曲面是否相似得到少量特征显著的相似点对，算法以显著特征点为中心将断裂面划分为多个曲面片，使用三维直方图比较面片间的相似性，对于相似面片内部的特征点不再寻找其相似点，所以得到的相似点对数量少，可靠性高；最后使用引入三角形约束的穷举搜索的方法进行断裂面匹配.实验结果表明，算法能够实现断裂面的部分和完全匹配.

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统一混沌系统的混合同步在图像加密中的应用

刘洪娟1,2，朱志良1，于海1

2013, 34(7): 1680-1684.

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研究参数已知的统一混沌系统的混合同步现象，在这种同步模式中，系统的一部分状态正相同步，而其它状态反相同步，设计了一个简单的单向线性反馈控制器，提出实现混合同步的充分条件.采用近似熵算法对耦合的混沌同步系统的复杂性研究结果表明，与单一混沌系统相比，本文实现的同步系统具有较高的复杂度.最后，基于该同步系统实现了一个图像加密方案，加密方案采用典型的图像加密框架，混乱阶段采用2D标准映射方案，扩散阶段采用像素的位置信息进行像素值替换，仿真实验结果与安全性分析表明，该算法加密效果良好，安全性较高.

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纹理球方法的烟雾模拟

王继州1，袁雪霞2

2013, 34(7): 1685-1688.

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烟雾是普遍存在的自然现象.影视、动画、图形技术日益深入发展，各个领域对于烟雾的真实模拟已不可或缺.模拟需求越来越多、要求也越来越高.传统粒子系统不能满足实际需要；数学物理方法计算复杂，影响其广泛应用；基于纹理的方法越来越受到重视.本文采用基于纹理球的快速模拟方法.分析了真实的烟雾特点、运动变化等因素；设计了关键的控制变量.算法具有灵活的处理方式和开放的可扩展性.最后给出了实际的模拟效果，基本能够达到实时性要求.

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基于CORTEX-A8处理器的嵌入式数控系统实时平台的设计与实现

陆小虎1，2，3，刘玉香5，于东2，3，胡静涛4，胡毅2，3，林立明1，2，3

2013, 34(7): 1689-1692.

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针对低端数控系统计算能力不足等特点，提出一种嵌入式数控系统的解决方案.本文详细介绍了嵌入式实时系统的实现方法，重点阐述了基于嵌入式实时系统的数控系统的实现.文章针对高性能嵌入式处理器，结合可适应多域的操作系统的实时化技术实现嵌入式实时系统，将数控系统集成到嵌入式实时操作系统中.最后针对实时系统的任务调度延迟和周期抖动以及数控系统的核心线程的执行时间进行测试.经实验验证，本文提供的嵌入式实时系统可以满足数控系统的要求，运行于实时嵌入式平台的数控系统可以满足实时加工的需求.

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基于复制分治策略的嵌入式MPSoC平台软件并行化

李晶皎，陆振林，李海鹏，王爱侠，王骄

2013, 34(7): 1693-1698.

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针对嵌入式片上多处理器MPSoC(multiple processor system on chip)平台下任务并行化分配的问题，从理论上对任务调度进行了建模，针对模型中的任务间依赖问题，给出了层次任务图的分析模型；结合量化后函数的开销和OpenMP并行化思想，提出了基于复制分治调度策略的并行方案；以例子滤波算法为例，对任务并行化进行验证，实验结果分析表明，本文提出的并行化方案，合理的对任务进行分配，改善了多处理器的负载平衡，降低了处理器间通讯开销，具有较大的加速比，满足嵌入式多核平台下任务并行化的需求.

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CPSO聚类和KMP相结合的说话人识别方法

李晶皎，安冬，杨丹，王骄

2013, 34(7): 1699-1702.

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针对目前广泛应用于说话人识别领域的MFCC特征参数包含较少说话人特征信息的问题和SVM分类器选择核函数时受到Mercer准则限制的问题，提出了一种将混沌粒子群算法(CPSO)与核匹配追踪算法(KMP)相结合的说话人识别方法.首先通过CPSO聚类算法将MFCC特征参数进行变换处理，得到精简的MFCC特征参数(SMFCC)，然后利用KMP算法对核函数的形式没有任何限制的特性和良好的分类识别性能，对约简后的SMFCC特征参数进行分类训练和识别.仿真实验结果表明，基于CPSO-KMP说话人识别方法相比主流的GMM-UBM方法，在EER性能上相对提高了31%.

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Android智能手机自适应手势识别方法

马建平1，潘俊卿1,陈渤2

2013, 34(7): 1703-1707.

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随着触摸屏技术的快速发展，智能手机的手势操作成为主要的人机交互方式.通过分析android平台的手势识别原理，指出其采样引起的特征丢失导致识别准确率不高以及识别速度偏慢等问题，提出基于向量的手势识别方法.该方法规定八个方向，对触屏输入的手势进行取样并构造得到的方向序列，应用动态时间规整算法进行识别.该方法能够根据手势的方向特征达到对手势的快速筛选，与原有的基于坐标点距离的识别算法相结合，形成更加快速精确的自适应识别方法.实验证明，本文提出的自适应方法将手势识别速度提高近一倍，并进一步提高了识别的精确度，在智能移动设备上具有广泛的应用前景.

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论文

面向不平衡样本集的变速器故障分类判别算法研究

周晓锋1，史海波1，尚文利1，高明山2

2013, 34(7): 1708-1712.

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针对变速器新产品故障检测问题，提出以阶次分析进行故障特征提取和支持向量机分类器进行故障分类的方法.通过建立二层支持向量机分类判别模型和对惩罚因子C的调整，解决了在训练样本集不平衡的情况下标准支持向量机分类器的分类面偏向样本数量较多类别的问题.通过对现场数据的实验结果表明，该方法的故障识别率和运行时间比BP神经网络和标准支持向量机算法均有较大提高.

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