小型微型计算机系统

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刘晓,李兵,何鹏

2015, 36(9): 1921-1926.

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开源社区开发者合作网络的演化分析是了解群体软件开发及组织过程的重要途径．文中在对SourceForge.net社区开源软件信息收集整理、构建开发者合作网络的基础上，采用社会网络分析与复杂网络的方法，从网络规模、内部结构、人员流动等方面分析网络的演化规律，分析了整个开源社区中开发者合作及迁移的行为特点．研究结果发现，社区内部拓扑结构随时间变化表现出沟通更加频繁，合作更加紧密的特性，连通分量规模呈现幂律分布，新加入的开发者倾向于同社区中已经存在的开发者进行合作，而离开的开发者多是社区中的非核心开发人员，这些发现可以在一定程度上提高开源社区的稳定性以及开发者的工作效率．

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基于Coq的命令式语言编译器机械验证的研究与实现

盛枫,窦亮,杨宗源

2015, 36(9): 1927-1931.

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软件的可靠性和可信性越来越受到人们的关注，而编译器作为软件开发的基础，其正确性的验证一直都是个重要且迫切的问题．设计和实现一个小型命令式语言IMP的编译器，该编译器将IMP源代码转换成定理证明器Coq接受的函数式语言表示形式的代码，通过语义分析得到IMP目标代码，在堆栈中执行得到结果．本文的重点是使用交互式定理证明器Coq机械验证函数式语言表示形式的源代码编译执行前后的属性和行为均保持一致．本文的工作为使用堆栈的编译器和其他软件系统的机械化形式验证提供了一种新的思路和方法．

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基于时序分析的Web服务QoS协同预测

申利民,陈真,李峰

2015, 36(9): 1932-1938.

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QoS预测是Web服务选取、动态服务组合和面向服务系统性能计算的重要基础.针对环境要素随时间变化导致的Web服务QoS波动问题，提出一种基于时序分析的QoS预测方法.该方法基于历史QoS数据采用融合基于用户和基于项目的协同过滤方法计算不同时间片QoS属性评价矩阵中的缺失项，进而构建Web服务的QoS属性评价时间序列.在此基础上，设计了基于重近轻远原则的预测算法QARSPre，利用时间片步长控制序列权重，同时构造均值绝对偏差序列动态调整具有较大波动序列的权重，削弱因序列波动对预测结果准确性的影响.实验结果表明QARSPre优于传统的QoS预测方法，能够适应不同数据集的变化.

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一种基于话题影响力的微博话题溯源方法

杨静,董圆,张健沛

2015, 36(9): 1939-1942.

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针对微博网络容易放大个人观点、导致不良信息扩散传播和影响社会稳定的问题，提出一种基于话题影响力的微博话题溯源方法.该方法针对以往影响力计算方法仅关注单条微博信息或单个用户的不足，分析了用户行为与话题热度变化的相关性，将微博内容和意见领袖的影响力相结合计算话题的影响力强度，根据话题在传播过程中的影响力变化趋势逆向递推，在搜索出的相似话题集合中层层回溯寻找话题源头集合.最后对新浪微博网络数据集进行实验，并以查全率与查准率为评估标准，结果表明，该方法能够追溯出微博话题的源头集合.

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一种利用非对称相似度强化信任用户关系的推荐算法

郭景峰,张济龙,章德斌,刘院英,

2015, 36(9): 1943-1947.

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为提高推荐算法的准确率，针对SocialMF中用户将其信任用户同等对待的问题，提出一种在评分数据稀疏情况用于计算信任用户相似度的方法—非对称相似度方法(AC-Sim)，通过AC-Sim来判别存在信任关系用户间是否有共同偏好，并将此偏好信息融合到已有的用户关系网中，达到强化信任网络的目的；其次将强化后的信任网络应用到PMF算法中，评分矩阵在分解过程中，用户特征向量受信任用户影响的同时，也受到与其有共同偏好用户的影响．实验结果表明，与目前较为流行的算法相比，新算法在RMSE和MAE上均取得更好的推荐效果．

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云计算环境下基于禁忌搜索的负载均衡任务调度优化算法

孙凌宇,冷明,朱平,李金忠

2015, 36(9): 1948-1952.

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对云计算环境下的负载均衡任务调度问题进行了形式化描述．通过动态规划方法的形式化推导得到了最早完成时间的启发式优先分配策略，并给出了基于该策略的任务调度初始解求解步骤．进而引入了任务交换的收益值概念，提出了基于禁忌搜索的任务调度优化算法．该算法采用禁忌搜索和贪心原则选择任务交换，从而在优化任务调度初始解执行时间的同时改善负载均衡性能．最后，基于CloudSim云计算仿真实验平台下，进行了顺序调度算法、Min-Min算法、Max-Min算法和本文算法的对比实验，实验数据对比表明本文算法在减少任务执行时间的同时，优化了资源负载均衡性能．

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基于分层程序频谱的软件故障定位方法研究

叶俊民,何印标,陈曙,董威,舒绍娴

2015, 36(9): 1953-1957.

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基于语句程序频谱的软件故障定位方法，通常利用搜集程序在运行测试用例集合产生的语句覆盖信息来实现故障语句定位，但这种定位技术缺乏语句块筛选机制，从而使定位精度受限.为此，提出一种基于分层程序频谱的软件故障定位方法，其具体思想是将故障定位分为函数故障定位和语句故障定位两个层次，在函数故障定位层次上使用函数调用对程序频谱对程序中的函数发生故障的可疑值进行计算，主动筛选“最有可能”发生故障的函数；在语句故障定位层次上优先处理可疑值较大的函数，计算函数中每条语句发生故障可疑值，根据可疑值大小定位语句故障.实验表明，提出的方法能快速地找到故障语句，缩小故障代码审查区域.

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融合占有度和频繁度的协同过滤推荐算法

原福永,高慧敏,李惠清,梁顺攀,

2015, 36(9): 1958-1962.

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个性化推荐技术是解决信息超载问题的最成功的技术之一．当前的个性化推荐系统中存在系统推荐质量不高、推荐算法可扩展性差、数据稀疏时推荐精度低等问题．针对这些问题，提出一种新的融合占有度和频繁度的协同过滤推荐算法．该算法利用占有度高斯权重来优化用户相似度和项目相似度，通过频繁度支持因子将基于用户的协同过滤算法和基于项目的协同过滤算法有策略地融合起来，实现目标预测评分的动态调节．在数据集movielens和netflix上的对比实验结果表明，该算法在目标邻居数目较少的情况下仍具有较高的推荐性能，相比其他参照算法的收敛速度更快，推荐精度较高，具有较好的扩展性．

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融合形态和语义相似度的对话短文本聚类

陈国梁,贺樑,胡琴敏,杨静

2015, 36(9): 1963-1967.

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智能对话系统是一种人机交互系统，其产生的对话文本是一种特殊的短文本并蕴含着丰富的信息．这类对话短文本具有口语化、输入错误、同音不同字以及同义不同字等特点，导致现有的经典聚类算法无法进行有效的处理．为了对这类对话短文本进行有效的聚类，提出一种形态和语义相似度相结合的短文本聚类算法，其中形态相似度采用字符串相似度，语义相似度基于HowNet和WordNet词语知识库．通过在多种短文本数据集上实验结果表明，本文短文本聚类算法在中英文短文本数据集上均有较好的聚类效果．在小i机器人对话文本数据集上的聚类纯度指标相对于Kmeans算法和gcluto工具包中的算法分别有20％和7％的提高．

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一种可扩展半径的RNA二级结构密度聚类算法

王常武,王秀芹,魏真真,王宝文,刘文远,李永强

2015, 36(9): 1968-1972.

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基于自由能模型预测RNA二级结构时，真实结构可能存在于高于最小自由能一定范围内的次优结构集合中.通过对RNA次优结构集合聚类，选取代表性的结构，可以提高RNA二级结构预测的准确率.针对可变密度的RNA二级结构数据集合，提出了一种可扩展半径的密度聚类算法.算法利用特征选择方法对特征集合进行筛选，选取与聚类相关度较高的特征子集，降低聚类空间的维度.聚类过程，以最大密度对象作为簇的初始聚类中心，根据簇内的密度分布情况和密度变化参数更新簇的半径，直到簇扩展完成.实验表明，该算法可以识别并处理变密度簇，能够有效地聚类RNA二级结构.

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基于NRefactory的冗余检测与缺陷研究

寿能,赵逢禹

2015, 36(9): 1973-1976.

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为了揭示冗余与软件缺陷的关系，在冗余分类的基础上，研究了冗余特征与软件缺陷的关联关系.以死代码冗余和条件冗余为例，首先对两种冗余进行了分类和代码特征提取，确定了分类和软件缺陷的关联，然后基于上述关联，使用NRefactory设计了冗余检测算法，完成发现冗余并提示缺陷的检测器.通过对若干项目进行的冗余检测和人工审阅后发现，死代码冗余和条件冗余与软件缺陷有着非常紧密的联系，基于冗余代码的检查可以有效地排除冗余相关的软件缺陷.

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动态网络中稳定社区发现

陈小强,周丽华,程超,龙克珍,杨德品

2015, 36(9): 1977-1981.

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现实中的复杂网络通常是动态的．网络中的节点或联系随着时间的推移会发生变化，这种变化势必会造成网络中原本社区结构的改变．然而有些社区是稳定的，在短时间内它们不会发生剧烈变化．挖掘动态网络中的稳定社区有助于揭示动态网络的核心节点集，把握网络中的主要信息，预测动态网络在未来一段时间的动向．因此，挖掘动态网络中的稳定社区是有意义的．结合模式增长的理论与GN算法，提出一种动态网络中的稳定社区发现方法．该方法采用GN算法对动态网络在每个时间片上的静态结构进行社区划分，应用每个时间片上的社区划分结果及给定的稳定阈值挖掘频现节点集，挖掘过程揭示了稳定社区形成的层次结构及动态网络中的稳定节点与联系．

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基于角色访问控制中的约束研究

马晓普,赵莉,李瑞轩

2015, 36(9): 1982-1987.

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基于角色访问控制具有比传统自主访问控制和强制访问控制在保证企业安全方面的众多优点，从而成为企业建立安全应用的首选模型，而要确保企业安全需求和管理的有效实施，则离不开确保基于角色访问控制系统安全原则得以实施的一套强制性约束规则.文中从基于角色访问控制系统的优点出发，简要介绍了基于角色访问控制系统中引入约束的必要性，总结了基于角色访问控制系统中的不同约束的定义，阐述了基于约束的角色生成以及基于角色的约束生成的方法及意义，最后对约束研究的发展趋势进行了展望.

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卫星异常模式挖掘方法

徐宇航,皮德常

2015, 36(9): 1988-1992.

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及时发现在轨卫星的异常状态是卫星监控的一项重要工作，它不仅关系到卫星的正常使用，也影响卫星的寿命．为了能够及时发现卫星的故障，并且从中提取异常模式，提出一种基于PrefixSpan算法的卫星异常模式挖掘方法．首先通过灰关联分析剔除冗余参数，然后利用各参数阈值提取异常数据集并且通过信息熵对各参数进行离散化，最后使用PrefixSpan算法对异常数据集进行模式挖掘．该方法在数据量大、信息复杂的前提下，实现了对卫星异常模式的挖掘．通过对某卫星数据的实验分析，验证了所提方法的可行性和有效性．

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赞助商式广告推荐系统中数据稀疏问题的研究

杨燕,霍晓骏,贺樑

2015, 36(9): 1993-1997.

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广告推荐系统是当前针对网络广告的研究热点．在广告推荐系统中，一般利用使用基于邻域的协同过滤产生推荐，但是这种算法对数据的稀疏性有着一定要求，不适合对稀疏性太高的数据使用协同过滤．本文利用矩阵分解算法解决数据稀疏的问题，并在腾讯搜搜广告日志数据上进行实验．实验结果表明，本文提出的矩阵分解广告推荐算法弥补了数据稀疏带来的弊端，能够取得更高的准确率，召回率以及F指标，对稀疏的数据有着更高的抵抗性．

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一种基于遗传算法的测试用例优先排序方法

张卫祥,魏波,杜会森

2015, 36(9): 1998-2002.

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通过测试用例优先排序技术对软件测试用例的执行次序进行优化，能够有效地提高软件测试效率，是软件测试理论研究的一个热点课题.设计了一种新的针对测试点覆盖的测试用例优先排序技术评价指标APTC，可以更好地适用于功能测试或黑盒测试；以APTC及其改进指标APTC_C为基础，提出一种基于遗传算法的智能化测试用例优先排序方法，针对测试点覆盖分别设计了其编码策略、适应度函数、选择算子、交叉算子和变异算子；给出了具体的算法步骤并使用试验数据进行了方法验证，结果表明，该方法可提高软件测试效率和自动化水平，能够取得较好的应用效果.

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基于时间感知和用户兴趣重要度融合的文档推荐模型

程树林,刘跃军

2015, 36(9): 2003-2008.

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基于内容的文档推荐系统中，传统的向量空间模型VSM直接使用TFIDF方法确定权值，不能真正体现用户兴趣重要度；同时，由于未考虑用户兴趣随时间变化而发生改变，导致推荐精度较低．因此，提出了基于时间感知和用户兴趣重要度融合的文档推荐模型．首先根据用户浏览行为和相关信息，隐式提取用户兴趣，构建新的用户兴趣向量模型．针对用户兴趣受时间因素的影响，提出使用时间延迟函数对近期浏览的文档赋予更高的时间权值；然后应用灰色关联理论，建立用户兴趣因子序列与文档兴趣度参考序列间关联模型，以确定用户兴趣重要度；进而融合时间因素和用户兴趣重要度建立文档推荐模型．最后设计了一个实验系统，对比所提出的模型与其他两个模型的推荐效果，验证了基于时间感知和用户兴趣重要度融合的模型优于其他模型，能够为用户提供更准确的文档．

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本体映射中元素名称相似度计算方法研究

孙煜飞,马良荔,郭晓明,苏凯

2015, 36(9): 2009-2014.

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针对现有本体映射中基于元素名称匹配的方法有效性不高等缺点，设计一种综合的元素名称特征匹配的本体映射方法.该方法引入了词义消歧算法，以确定元素名称词汇在本体上下文中表示的确切含义，并设计了更合理的基于信息量和基于语义边加权的概念语义相似度计算方法.通过选择最佳的词形相似度方法，并适当地组合语义相似度和词形相似度，实现了更有效的本体元素名称匹配策略.实验结果表明，本文方法能够在保持查准率的基础上，明显提高本体映射的查全率.

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一种改进PSO的软件测试数据自动生成算法

董跃华,戴玉倩

2015, 36(9): 2015-2020.

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针对粒子群算法存在早熟性和局部搜索性能差的缺陷，在定量研究粒子群聚集度和收敛程度大小基础上，提出一种基于离散度大小的动态调整粒子群参数的优化算法(DPPSO)．在讨论了搜索的测试数据自动生成的模型基础上，以分支路径覆盖作为测试准则，将优化算法应用于生成测试数据，并在考虑分支谓词的结构特征前提下，引入一种新的适应度构造函数．通过对公开的测试程序集进行对比试验，从路径的平均收敛代数和搜索时间两个方面证实改进后的算法性能优于基本的粒子群算法(BPSO)和参数线性变化的粒子群算法(LPPSO)．

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互联网宏观拓扑结构的扁平演化趋势研究

刘晓,赵海,王进法,王硕,贾思媛

2015, 36(9): 2021-2025.

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互联网应用层涌现出越来越显著的扁平化现象，明确这种扁平化趋势是否也存在于互联网内部宏观拓扑中对从上层开发利用互联网，以及再设计互联网具有重要意义.本文择取CAIDA机构IPv4、IPv6及AS级网络拓扑数据，对表征网络拓扑扁平化的特征量进行计算并对其时序演化平行对比，结果显示随着网络规模的扩大，网络幂指数逐渐升高，并趋于稳定在2~3之间，表明网络在变得均匀，却远不是均匀网络，网络中“HUB”节点有所减少；平均聚集系数也呈上升趋势，单个节点聚集系数的标准差逐渐减小，表明网络连接更加紧密，且各节点紧密程度差距减小；标准网络结构熵在逐渐向高熵值转变，这表明网络在变得无序且随机.所述现象均表明互联网内部网络拓扑结构在逐渐趋于扁平而紧密，系统在走向一个高熵产生、逐渐平衡的状态.

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物联网中一种基于内容的消息路由算法

叶晨,支海邦

2015, 36(9): 2026-2030.

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提出一种面向物联网应用的基于消息内容和订阅条件的路由算法，采用基于多级索引的模型构建了订阅树，有效地减少了不必要的消息过滤和消息转发数量，提高了条件匹配的效率．算法根据过滤器之间的覆盖关系以及各节点间的网络连通状况，构建了消息分发树，使得消息能够选择一条最佳的转发路径，保证了链路代价最小．同时，针对网络的动态变化，设计了消息分发树的调整和路由表的维护策略，以确保准确路由．实验结果表明算法是有效的，性能优于现有方法．同时，在减少不必要的消息过滤，均衡节点负载方面有良好的效果．

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一种利用无线地磁节点的智能停车诱导系统

王行甫,及娜,毛续飞

2015, 36(9): 2031-2036.

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针对大城市日益严重的停车难问题，本文设计并实现了一种基于无线传感器网络的智能停车诱导系统，以帮助用户快速找到合适的停车位.本系统采用无线地磁节点监测停车位状态，并通过无线传感器网络与有线局域网相结合的方式进行数据传输.为了满足停车场应用场景的低功耗要求，提出一种基于汇聚树协议（Collection Tree Protocol）的路由协议P-CTP，用以最小化无线传感器网络数据传输的能量消耗，提高系统的生存周期，并保证无线数据传输的可靠性.本文描述了系统的整体架构，并对监测模块的软硬件实现及P-CTP协议的原理与实现进行了详细介绍与分析，通过原型系统实验，评估了系统的能量消耗、丢包率和网络延时等.实验结果表明，系统性能能够满足停车场应用的需求.

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一种提高任务QoS的WSNs自适应资源分配方法

张顺华,刘漳辉,郭文忠,

2015, 36(9): 2037-2041.

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在无线传感器网络中，针对资源分配过程中保证任务QoS问题，当前主副版本技术在容错过程未考虑任务QoS均衡和分配过程中未考虑节点能耗和均衡.本文针对改进当前主副版本技术的不足，既考虑先前主副版本技术中的性能，又同时考虑任务QoS均衡和节点能量均衡，并结合非完全信息博弈竞标算法提出一种基于改进的主副版本技术提高任务QoS的无线传感器网络资源分配方法.实验仿真结果表明，该方法较先前的主副版本技术能得到更好的系统容错率，同时又能提高任务QoS均衡率和节点能量均衡率.

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HashESU：一种生物网络模体识别高效方法

赵静,钟诚

2015, 36(9): 2042-2046.

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通过模体识别可以获得生物网络结构和功能，生物网络模体识别过程涉及到子图枚举和子图同构的问题，计算量非常大.提出一种高效的网络模体识别算法HashESU，它使用经典算法ESU枚举子图，采用Hash表结构保存生成的子图，利用每个新增结点与已经确定的结点之间的关系，生成子图标识关键字SIK并映射到Hash表中，每个SIK只在第一次生成时才需要调用同构计算，以大大减少调用NAUTY算法进行同构检测的次数、更快地进行查找和插入子图操作，进而加快模体识别的速度.实验结果表明，在模体识别结果质量相同的前提下，HashESU算法的运行效率明显优于著名的ESU算法和使用四分树结构存储子图的QuateXelero算法.

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面向物联网的实时复杂事件处理引擎

李想,高红菊,乔颖,王宏安

2015, 36(9): 2047-2053.

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实时响应物理世界中发生的事件，是物联网的重要作用之一．实时检测具有复杂属性的真实事件，是进行实时响应的必要前提．设计并实现了一种实时复杂事件处理引擎，通过高速或实时匹配原子事件与复杂事件模式，判断复杂事件发生．通过启发式复杂事件处理算法，显著提高了处理速度；通过较为精确地估算复杂事件处理程序的最坏情况响应时间，确保在一定截止期内完成事件检测任务，支持时间关键的应用．实验表明，该引擎可以满足物联网实时高速复杂事件检测需求．

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交换超立方体网络的t1／k诊断度研究

黄莹,梁家荣,叶良程

2015, 36(9): 2054-2057.

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交换超立方体(Exchanged Hypercube)网络是一种新的超立方体网络的变种，它用s，t两个数字固定它的维度，其中s，t都为整数且s≥1，t≥1．t1／k诊断策略最早由Somani和Peleg提出，它所诊断出的故障节点集中最多包含t1+k个节点，其中最多k个节点是不正确诊断．本文研究了交换超立方体网络的t1／k诊断度问题，用Γ(G，V′)来表示交换超立方体网络G中任意k个节点的集合V′的邻接点数，得出了Γ(G，V′)至少为k(s+1)-k(k+1)／2+1的结论，整数k满足1≤k≤s+2且1≤s≤t，并证明了交换超立方体网络是t1(s，k)／k可诊断的，其中1≤s≤t，0≤k≤s+1，t1(s，k)=(k+1)(s+1)-(k+1)(k+2)／2+1．

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一种状态呈现机制中企业通信录的设计与实现方法

林浒,刘丹凤,杨海波

2015, 36(9): 2058-2061.

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企业通讯录和状态呈现都是4G电信网络的基础业务.在IMS标准体系中，企业通讯录和状态呈现独立运行，当企业通讯录发生人员或权限变动时，需要客户端手动更改其用户列表并进行状态订阅的更新，这不仅加大了网络消耗和状态呈现服务器的负载，还影响用户体验.针对这个问题，本文提出了一种将企业通讯录与状态呈现融合的方法，该方法通过定时访问企业通讯录，获取客户端权限范围内的用户列表并写入状态呈现服务器，随后状态呈现服务器将该用户列表发送给客户端，客户端即可一次性获得其用户列表及状态的更新.最后，使用SIPHello软终端和抓包工具验证了该方法的正确性.

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一种白盒环境中抗动态攻击的软件保护方法

许广莲,房鼎益,王怀军,李光辉,何路

2015, 36(9): 2062-2066.

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白盒环境是指软件安装（分发）到远程主机后攻击者对软件的执行过程完全可见、并可进行干预的状态.白盒环境中,攻击者可以利用调试,编辑等工具对运行态软件进行动态攻击,从而逆向出核心算法,达到窃取软件知识产权或机密信息的目的.为了较好地抵御白盒环境下的动态攻击,提出一种动态加解密与实时监测相结合的软件保护方法：利用动态加解密对软件的关键代码段进行保护,还引入双进程保护和线程引擎实时监测技术,增加了攻击者动态调试获取内存明文的难度,同时保证了软件运行时环境安全性.最后利用本方法实现了一个原型系统,对此进行分析并和其他常用软件保护工具比较,表明本方法可以有效提高被保护软件的安全性,且对性能影响较小.

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基于故障扩展SysML活动图的软件安全性分析方法研究

曹德建,黄志球,阚双龙,黄传林

2015, 36(9): 2067-2074.

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随着嵌入式系统在能源、交通等安全关键领域的广泛应用，针对软件模型的安全性分析与验证方法一直是学术界和工业界的研究热点之一．功能模型和安全需求分析模型是分析嵌入式安全关键系统的两个重要方面，但两种模型一般都被分开使用．提出了一种将故障树分析扩展到SysML活动图模型的方法和故障扩展SysML活动图的概念，统一了系统的功能模型与安全需求分析模型．在保留故障树和SysML活动图两种模型的语义描述的基础上，给出了故障树逻辑门的转换规则和故障树模型到SysML活动图模型的转换步骤．最后，运用文中提出的方法，通过对一个小型燃气灶控制系统进行案例分析，证明了文中方法的可行性和有效性．

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风环境中水面实时模拟

唐勇,洪倩,张利辉,吕梦雅,

2015, 36(9): 2075-2078.

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动态水面模拟是计算机图形学的研究热点．为进一步丰富水面场景，将质点弹簧模型与粒子系统相结合，实时模拟不同风场环境中的水面场景．首先，引入质点弹簧模型实现水面的建模，采用四边形网格的连接方式，大大减少了渲染的基本图元数，有效提高了实时性；其次，为真实模拟风场，引入粒子系统，将风场离散表示为一群风粒子，赋予风粒子位置、速度、质量等属性，有效且丰富地表达了风场模型的物理特性；再次，根据碰撞检测算法和动量守恒定律，由风粒子完成风力对水面的能量传播，实现风吹水面形成涟漪的效果，同时对边界的处理增强了细节展现；最后，使用Cg语言实现水面的反射和折射，增强了场景的真实感．

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人脸面部变化字典学习的单样本人脸识别问题

蔡珺,陈靖,梁杏

2015, 36(9): 2079-2083.

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基于稀疏表达的分类识别方法(SRC)是近年来人脸识别领域的热点研究课题之一，该理论认为，可以用人脸数据库中的所有其他样本作为稀疏表达字典，并且理想状态下该样本仅与同类样本强相关．然而其对于样本数量有着较高要求，且在处理含有光照问题人脸图像时无法消除光照对数据库的影响．针对上述情况，在稀疏表达的基础上，利用随机投影和构造人脸面部变化模型来优化稀疏表达字典，提出一种新的单样本人脸识别算法．该算法在低维空间中不仅能保持原始数据的稀疏重构关系，还能提高单样本人脸识别准确率．通过AR，Yale B，Extended Yale B人脸数据库的实验证明了面部变化模型的框架和其算法的有效性．

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一种基于最大后验概率的抗遮挡目标跟踪算法

曹洁,朱小琴,王进花,吴迪,

2015, 36(9): 2084-2089.

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针对传统目标跟踪算法对遮挡场景判断不准确、实时性不高的问题，提出一种基于最大后验概率匹配系数的特征自适应选取的目标跟踪算法．首先，在Mean-shift算法框架下，采用颜色和纹理特征描述目标；其次，选取可信度高的特征的最大后验概率匹配系数判断目标是否被遮挡；最后，根据遮挡程度采用最大后验概率匹配系数对模板进行实时更新．实验结果表明，在遮挡场景下，本文算法与传统的Mean-shift算法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性．

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交互式差分演化策略图像空间滤波方法

刘罡,彭浚哲,陈颉,熊才权

2015, 36(9): 2090-2095.

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针对传统图像空间滤波方法适应性差和算法缺少交互等问题，提出基于交互式差分演化策略的图像空间滤波方法.该方法由结合差分演化算法及演化策略思想设计的交互式差分演化策略和演化函数矩阵构成.同时，交互式差分演化策略通过引入人的主观评价控制演化过程，使滤波结果更符合人的视觉需求，同时也使该算法具有更好的鲁棒性和全局优化能力.针对交互式中人工评价产生的噪声问题，该方法采用演化函数矩阵建立适应值近似评价模型，实现了主观适应值的自动评价，有效减少了人的评价次数，从而减少了评价噪声.实验结果表明该方法具有更强的全局优化能力和更好的滤波效果，明显优于传统图像空间滤波方法和基于演化策略的图像空间滤波方法.

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采用点云重心距离进行边界检测的点云数据配准

王勇,唐靖,饶勤菲,袁巢燕

2015, 36(9): 2096-2101.

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针对现有迭代最邻近点(ICP)算法在点云数据配准过程中查找对应最近点速度缓慢、配准效率低的问题，提出一种采用点云重心距离进行边界检测的点云数据配准新算法．该算法首先运用主成分分析法进行点云数据粗配准，获得良好点云姿态；其次，采用点云重心距离特征进行边界检测并提取待配准点云边界；在此基础上，利用K-D树在两点云边界中查找对应最近点对，并通过单位四元数法进行坐标转换，求得平移矩阵及旋转矩阵，从而实现快速、精确的点云数据配准．实验结果表明：与经典ICP算法、现有改进ICP算法相比，本文中点云边界特征点的提取简单快速，极大简化了配准点集，简化率达到2.24％，改进方法的配准效率提高了25.8％．本文算法在保证精度基础上有效提高了配准效率，适用于数据量较大的点云数据配准．

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结合HMM隐状态基元和贝叶斯准则的运动捕获片段过渡

彭淑娟,洪小娇,柳欣

2015, 36(9): 2102-2107.

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针对运动捕获序列拼接时常常忽略其运动语义自然过渡问题，提出了一种结合隐马尔可夫模型隐状态基元和贝叶斯准则的运动捕获数据片段过渡方法．首先，提取两种代表性的人体骨架特征并归一化，得到组合特征数据矩阵来表示原始运动数据；其次，采用HMM方法对组合特征矩阵进行运动隐状态基元预测，发现其运动隐状态变化规律；紧接着，依据连接处不同运动序列隐状态预测结果，结合贝叶斯规则搜索运动片段作为连接片段；最后，对序列连接处进行四元数插值平滑处理，达到运动片段自然过渡的目的．实验结果表明，本文提出的方法能够较好地保持运动状态的自然过渡，且过渡区域无明显地拼接痕迹，有助于不同语义运动片段自动拼接时运动姿态的自然衔接．

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应用提升小波变换的均值量化数字水印方法

曲大鹏,范铁生,陆贵强,窦春轶,薛建生

2015, 36(9): 2108-2111.

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针对数字图象的版权问题，提出一种基于提升小波变换的均值量化数字水印方法．该方法将提升小波变换和均值量化相结合，首先对水印图象进行Arnold变换将其置乱，然后将原图象的像素矩阵划分为若干小块，并进行二维提升小波变换，接着对小波的低频系数进行均值量化处理，实现其水印嵌入与盲提取．实验结果表明，该方法不仅实现了水印的盲检测，而且对常见的攻击手段如剪切攻击、噪声攻击等具有很强的适应性，即使经历多重攻击依然能够准确地提取出水印图象．

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融合时域特征识别的前景检测算法

赵坤,陈宇峰,武文哲,刘世凯

2015, 36(9): 2112-2115.

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前景检测是计算机视觉领域的重要研究内容之一，动态背景对实际检测效果有很大的影响．针对复杂场景下的前景目标检测进行了深入的研究，提出一种融合时域特征识别的前景检测算法．首先对场景建立稳定的背景模型，通过该模型初步识别出可能存在的前景区域，然后利用小波变换提取此区域的时域变化特征，通过对时域特征分析进一步区分动态背景与真实运动目标，从而降低动态背景对检测效果的影响，最后利用形态学和连通性分析对结果进行后处理．实验结果表明，本文算法可以有效的降低动态背景区域的误检测率，提高整体检测效果．

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修正弥散关系结合分级采样的实时海洋着色方法

吕梦雅,郭培赞,唐勇,

2015, 36(9): 2116-2119.

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为解决海洋面片平滑引起的大面积阳光反射问题并区分波峰波谷水体颜色，增强海洋水体的真实感，本文通过修改弥散关系将短波的频率进行增大而长波频率相对不变，并将Phillips谱产生的频域根据不同波频率增大的比例进行了分级采样，克服了Phillips谱抑制高频短波突出低频长波的缺陷；同时也提出了一种对水体颜色进行改进的逐像素着色方法，结合离水辐亮度和波的陡峭程度，以很小的计算代价将波峰波谷颜色分别着色．该方法完全依靠GPU进行海洋的计算及绘制．实验表明本文方法可以在不降低帧速的同时有效地提升海洋的真实感．

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一种图像序列的区域导向帧插值算法

訾玲玲,丛鑫

2015, 36(9): 2120-2124.

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为了解决帧率转换的问题，提升图像序列的运动流畅性，提出区域导向帧插值算法.提出基于视觉对应的探测方法来捕获图像序列的运动域，通过运动域初始估计、关键点对应建立和运动域确定三个步骤，能有效地缩小插值帧的预测范围.而后提出基于一致性敏感哈希的插值像素计算方法，通过图像块转换、映射块计算和运动域中未知像素计算三个步骤，提高了插值像素的预测准确性.以上述方法为基础，最终可获得高质量的插值帧和高帧率的图像序列.与五种帧插值算法对比的实验结果表明，提出的算法取得了最好的视觉效果、最高的峰值信噪比指标值和平均结构相似度指标值.

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基于PRISM的分布式实时操作系统任务调度的形式化验证

霍燕燕,关永,李晓娟,王瑞,张杰,魏洪兴

2015, 36(9): 2125-2129.

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大规模集成电路工艺技术的飞跃发展，掀起了计算机快速发展广泛普及的浪潮，同时又向计算机网络、巨型计算机、智能化方向以及分布式实时处理方向发展.其中，分布式实时系统的需求在各个领域的需求都不断扩大，于是，分布式实时操作系统也随之产生.为了保证设计的可靠性和正确性，通过模型检测的方法对分布式实时操作系统的任务调度建立马尔科夫决策过程(MDP)模型，并以机器人分布式实时操作系统为例，用概率计算树逻辑(PCTL)对一些关键属性进行描述，通过PRISM平台对任务的可调度性进行验证和分析.通过将验证和分析得到的量化结果不断反馈给设计人员，以反馈得到的结果为依据，设计人员可以作出相应的策略，进一步提高设计的可靠性和正确性.

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基于多模拟器协同模拟的微处理器验证技术研究

宋慧静,赵天磊,吴虎成,张民选

2015, 36(9): 2130-2134.

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提出并实现了一种基于Verilog模拟器与C模拟器协同模拟的微处理器验证平台BugFinder.该平台通过SystemVerilog DPI (Direct Programming Interface)和操作系统共享内存机制，将待验证微处理器的RTL模型与GEM5模拟器相连，并自动比较每条指令的运行结果，可以发现深层次的设计错误并快速定位.在实际验证中的应用结果显示，BugFinder平台可以快速定位到大量RTL设计和验证环境中的错误，有效缩短了处理器的验证周期.

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支持双路显示的GPU显示控制单元设计与实现

任向隆,田泽,张骏,颜哲,韩立敏

2015, 36(9): 2135-2139.

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设计自主知识产权的图形处理器（Graphic Processing Unit，GPU），对国家信息安全和机载图形芯片的自主保障意义重大.为满足机载应用的双路显示需求，设计并实现了支持双路显示的GPU显示控制单元.通过加入视频输入模块，使其具备视频输入功能；通过设置两条显示处理通路，使其具备双路显示功能，支持两路视频的独立、复制和拼接显示；通过在显示处理通路中加入叠加及HSV、Gamma和RGB调整模块，使其具备视频、图形及光标的叠加及多种色彩调整功能；通过集成多种类型接口，使其支持多种显示设备.构建了仿真验证平台和FPGA验证平台对显示控制单元进行验证，其结果表明，设计功能正确、性能满足要求，可用于GPU芯片设计.目前，该单元已集成到某GPU IP之中，并已完成FPGA验证.

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多核密码处理器的数据分配控制器研究与设计

戴乐育,徐金甫,李伟,

2015, 36(9): 2140-2143.

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为了解决在提供复杂多样的高速信息安全服务时日益凸显的数据分配问题，对多核密码处理的数据分配特征进行了分析，设计了多核密码处理器数据分配控制器，实现了多核密码处理器的快速灵活分配.特别针对数据分配控制器任务解析及数据传输的问题，设计了任务引导单元和快速传输通道.在CMOS 65nm工艺下综合，数据分配控制器的最高时钟频率可达到638MHz.实验结果证明，本文设计的数据分配控制器具有更高的数据分配效率和灵活性.

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矿山安全管理系统中混合关键性实时调度研究

张天宇,关楠,邓庆绪

2015, 36(9): 2144-2148.

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为了确保安全的矿下工作环境，设计和开发了一套矿山安全监管系统，实时监控矿下工人生产环境和设备运行状况．由于系统服务器处理能力有限以及缺乏合理有效的调度策略，系统在发生状态转换时会有一部分任务错失截止期，尤其在发生紧急情况时，关键性高的任务得不到及时响应可能会造成财产损失和人员伤亡．为此结合实时调度研究领域中的混合关键性任务模型为系统建立一个一般化模型，通过使用资源界限函数对系统的可调度性进行分析，提出一种调整任务相对截止期的启发式算法．大量对比实验表明，本文采用的调度策略能够有效地提高系统的可调度性，降低紧急任务的响应时间并且已经将改进后的矿山安全管理系统实际应用在辽宁金凤黄金矿业．

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一种基于多向局部线性嵌入的故障检测方法

郭金玉,袁堂明,李元

2015, 36(9): 2149-2152.

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为了改善传统算法因工况改变导致的故障误诊断，在保持数据结构的基础上,降低高维数据的维度，提出一种基于多向局部线性嵌入（MLLE）的故障检测方法.根据重构误差最小的原则，确定样本局部最优权值矩阵，通过提取相关矩阵的特征向量将样本嵌入到低维的数据中.在低维的数据中运用主元分析进行建模.对新的样本数据，在原始数据中找到k个近邻样本并确定相应的权值.在局部的低维数据中重构低维空间的新样本，计算其统计量SPE和T2.根据统计量是否超过控制限进行故障检测.将该方法应用到青霉素发酵过程的故障检测中,并与传统算法进行对比.仿真结果表明，该方法能够有效地识别正常工况改变与过程故障引起的统计量变化，误报率明显下降.

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信息物理系统的偶图动态建模与分析

许东,李静,朱刚

2015, 36(9): 2153-2158.

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通过分析随机信息物理系统,利用随机偶图为建模工具,建立了随机信息物理系统模型,并给出该模型量化分析的方法.偶图是由Milner提出的一种用于普适系统的图形化的形式化建模工具,它结合了π演算和移动环境演算的优点,为普适计算应用提供了一种良好的建模语言.随机偶图是偶图的一种拓展,随机偶图的反应规则中赋有反应概率,这就增强了偶图的表示能力和分析能力,弥补了普通偶图不能表示随机模型的缺陷.最后以智能家居为例,探索随机偶图在信息物理系统领域的建模方法,阐述了所建立的随机信息物理系统模型的有效性.

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一种基于学校上学时间调整的校车调度算法

陈小潘,孔云峰,牛宁,侯彦娥,谢毅,

2015, 36(9): 2159-2165.

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在给定单校校车路径的基础上，校车调度问题是在满足学校上学时间约束下寻找服务所有路径的最优校车安排．而上学时间的设置对调度的效果有直接影响，目前基于学校上学时间调整的校车调度大多以精确求解方法为主，在大规模案例上求解质量相对较低．针对该问题，设计了一个两阶段启发式求解算法．第一阶段以服务所有路径所需校车数量为优化目标，通过应用构造启发式算法选择学校上学时间；第二阶段在模拟退火算法框架下，使用VRP局部搜索算子求解学校上学时间固定的校车调度问题．模拟实验基于已有校车路径问题的测试案例，结果表明相对于精确求解方法，该算法显著降低了校车数量，能够获得较好的校车路径规划方案．

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自适应精英反向学习的粒子群优化算法

赵嘉,吕莉,孙辉

2015, 36(9): 2166-2171.

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针对标准粒子群优化算法易陷入局部最优、进化后期收敛速度慢和收敛精度低等缺点，提出一种自适应精英反向学习的粒子群优化算法.在迭代过程中，算法判断种群是否陷入局部最优，若陷入局部最优，则随机选择精英粒子的部分维度进行反向学习，且学习的维度空间大小随着进化呈线性递减，以此增强算法在进化前期的探索能力和后期的开发能力.在固定评估次数的情况下，实验对10个常用经典基准测试函数在30维上进行仿真测试，实验结果表明：改进算法在收敛速度、寻优精度和逃离局部最优的能力上明显优于一些知名的改进粒子群优化算法.

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一类基于Askey-Wilson多项式的新核函数

高雷阜,佟盼

2015, 36(9): 2172-2176.

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针对核函数缺少统一范式这一问题，以及为进一步提高支持向量机的性能，基于AskeyWilson多项式提出一类新的支持向量机核函数，即AW核函数，从而为支持向量机核函数提供一种新的选择.首先，基于Askey-Wilson多项式参数的特性对其进行化简，得到除阶数外仅包含一个参数的AW多项式，以避免引入更多的核参数；然后，根据AW多项式的正交特性以及核函数的性质，构建基于AW多项式和RBF核函数的新核函数.实验结果表明，AW核函数能有效提高支持向量机的分类性能.

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