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2017年 11卷 9期 刊出日期:2017-09-01
   
目次
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2017年第9期目次
2017 Vol. 11 (9): 0-0 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 931KB] ( 61 )
综述·探索
1361 余雅君,刘峥,徐明伟
数据中心网络TCP Incast问题研究
目前传统TCP协议不适用于数据中心的工作模式,因此当数据中心中出现常见的多对一流量模式时会产生TCP Incast问题,造成应用层可见吞吐量崩溃。结合数据中心特点,提出全面的解决方案是解决TCP Incast问题的研究目标。围绕TCP Incast问题,深层次剖析了该问题发生的根源,简要概述了该问题面临的挑战,介绍了基于该问题所构建的数学模型;从链路层、传输层和应用层角度分析并总结了近十年具有代表性的解决方案,从有效性、可部署性等不同角度对所列举方案进行了全面对比,发现当前方案大都基于某个具体方面缓解该问题,均存在缺陷;最后提出了可行的解决该问题的研究方向,将关注点聚焦于SDN结合机器学习以及传输新协议。
2017 Vol. 11 (9): 1361-1378 [摘要] ( 22 ) [HTML 1KB] [PDF 1816KB] ( 109 )
数据库技术
1379 王章辉,赵宇海,王国仁,李源
多样性度量的Top-K区分子图挖掘
区分子图可以用来描述复杂的图数据结构和构建高效的图分类模型。提出了多样性度量的Top-K区分子图挖掘问题,避免了挖掘结果之间出现高度相关的子图模式,提高了区分子图模式的可用性。通过组合图结构相似性与支持集相似性约束,给出图模式的多样性度量标准。提出两个高效算法Greedy-TopK和Leap-TopK挖掘多样性度量的Top-K区分子图。Greedy-TopK算法采用两阶段的增量式贪婪方法快速挖掘K个区分子图模式。Leap-TopK算法通过在挖掘过程中限制扩展结构相似的图模式,实现了跳跃搜索子图模式空间。实验结果表明,Leap-TopK算法的效率明显优于Greedy-TopK算法;在可用性方面,利用Leap-TopK算法与Greedy-TopK算法挖掘结果构建的图分类器具有相似的分类精度,且都优于传统区分子图挖掘算法产生的结果。
2017 Vol. 11 (9): 1379-1388 [摘要] ( 10 ) [HTML 1KB] [PDF 1661KB] ( 67 )
1389 郭乐乐,林友芳,韩升
利用有序互信息匹配包含非透明列的数据模式
数据模式匹配是异构数据源数据合并过程中的核心环节,属于数据集成中的关键问题。目前已有许多数据模式匹配方法,但其中很大一部分方法由于过多依赖数据模式描述信息,导致通用性不足,很难应用于其他场景中。为此,提出了一种利用有序互信息的匹配包含非透明列名和列数据值的数据模式。该方法不依赖诸如列名、列类型、主外键依赖等数据模式描述信息,因此具有很强的通用性。在多个数据集上实验结果表明,该方法能够在大幅降低匹配花费时间的同时提高匹配结果的准确率。
2017 Vol. 11 (9): 1389-1397 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2744KB] ( 51 )
1398 季艳,鲁克文,张英慧
海量遥感数据分布式集群化存储技术研究
针对当前高分辨率遥感数据的高效存储与高速访问迫切需求,采用分布式架构、对象存储和集群技术,结合遥感数据的空间特性,构建了基于数据对象的存储组织模型,设计了全分布式的存储管理架构;形成了逻辑上全球覆盖,物理上分散存储,全球遥感数据存储视图一体化,数据高效共享的分布式集群化遥感大数据存储体系。通过使用此架构,可实现遥感数据资源配置的灵活化,业务区域化特征的定制化与个性化,以及管理系统的智能化。
2017 Vol. 11 (9): 1398-1404 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2388KB] ( 43 )
系统软件与软件工程
1405 陈震鹏,陆璇,李豁然,刘譞哲
多维应用特征融合的用户偏好预测
近年来,随着智能手机的飞速发展,移动应用的数目也快速增长。因此,移动应用开发者会提前预测用户对于自己开发的应用的偏好情况。选取Android应用的被卸载次数与其被下载次数的比值作为用户偏好的隐式反映,用户对应用的评价(喜爱率)作为用户偏好的显式反映。基于国内某知名手机应用市场提供的2014年5月至9月的大规模真实用户使用数据,选取9 795个活跃用户数不少于50的Android手机应用作为研究对象,进行分析。从7个维度定义了可能影响用户对应用偏好的30种特征,并对每个应用进行特征提取。基于定义的特征,使用随机森林算法训练分类器,按照卸载/下载比率或喜爱率的高低对应用进行划分,并找出显著影响卸载/下载比率、喜爱率的特征。
2017 Vol. 11 (9): 1405-1417 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2709KB] ( 62 )
1418 阮航,陈恒,彭鑫,赵文耘
面向设计的开源软件项目重构经验研究
软件在演化过程中经常被修改,软件结构往往会偏离原有的设计方向,软件质量也会逐渐变差。不良设计造成的技术债务在后续开发过程中会带来许多困难和阻碍,需要及时重构,改善原有代码的不良设计。对常见的重构操作进行了简单介绍和分类。在两个开源项目上进行了经验研究,关注两个问题:(1)重构在开源项目中是否被广泛应用,其中是否存在面向设计的重构;(2)是否存在没有及时重构改善原有代码的不良设计,导致后续开发遇到不必要的困难的情况, 并且后续是否进行了重构。初步证明了重构在开源项目中的广泛应用和重要性,以及面向设计的重构的重要作用。
2017 Vol. 11 (9): 1418-1428 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 2101KB] ( 71 )
1429 余倩倩,董明凯,陈海波
虚拟环境下硬件事务内存辅助的同步机制
在虚拟化系统中,双重调度问题普遍存在。过度负载的现象进一步加剧了双重调度问题,造成了不可忽视的性能下降。如何在保护系统公平性的同时,缓解双重调度问题带来的负面影响,提高系统的整体性能,成为一个重要的课题。通过研究双重调度引发的同步机制效率问题,结合硬件事务内存的特点,为虚拟机内核设计了新的同步机制SPINRTM。一方面,SPINRTM基于硬件事务内存不可被打断的特性,保护了虚拟机内的临界区间,使其不被打断,有效缓解了双重调度问题;另一方面,SPINRTM结合了传统的排队自旋锁,保护了硬件事务内存的运行效率,也维护了系统的公平性。测试证明,在超负载的情况下,SPINRTM能够在保护系统公平性的同时,提高系统的整体性能。
2017 Vol. 11 (9): 1429-1438 [摘要] ( 15 ) [HTML 1KB] [PDF 1382KB] ( 49 )
网络与信息安全
1439 姜文超,林德熙,郭楚谋,武继刚,孙傲冰
加密强度可定制的新型文本加解密算法
各类信息服务系统在生活中各领域的广泛应用导致用户需要管理和记忆越来越多的账号和密码,设计一种让用户能够根据实际需求自定制的、加密强度可调节的账户和密码管理方法成为急需解决的问题。提出了一种加密强度可定制与调节的加密策略,并设计、实现了一个加密算法实例。算法分为3个步骤:哈希映射、空白填补、字符加密。哈希映射用于制作密码本,负责把明文根据密码本放到密文缓冲区,或根据密码本把明文从密文缓冲区读取出来;空白填补把密文缓冲区空白部分填上随机字符,进一步增加保密级别;字符加密允许用户采用自己特定的加密算法对每个明文字符进行加密。理论分析和实验测试均表明该加/解密算法灵活、便捷,同时可以有效保证用户隐私数据的安全性,允许用户根据实际需求自定制专属自己的独特的保密方法,并且证明在不知道密钥的情况下无法使用蛮力穷举法破解。
2017 Vol. 11 (9): 1439-1450 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 1785KB] ( 42 )
1451 张璐,王金海,崔军,赵军发,陈泓宇
模糊保险箱算法的模板校准参数优化研究
在模糊保险箱(fuzzy vault)算法的具体实现中,几何哈希法是一种用于生物特征模板自动校准的常见技术。针对算法实现时的参数取值模糊问题,研究了影响Fuzzy Vault模板匹配精度的3个参数:图片像素大小、哈希表基点数和哈希表量化参数(αβ)。通过设计单因素实验方法,得到了这3个参数的最优取值范围,并改进了Fuzzy Vault算法细节点的提取范围和基点距离的选取规则,最后基于FVC指纹数据库对算法优化前后的匹配精度进行对比实验。结果表明,优化后算法的拒真率(false rejection rate,FRR)至少降低了9.84%,认假率(false acceptance rate,FAR)至少降低了7.12%,说明该优化方案提高了算法的匹配精度,具有一定的鲁棒性和实用性。
2017 Vol. 11 (9): 1451-1460 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1670KB] ( 31 )
人工智能与模式识别
1461 杜弘彦,王士同
非线性距离的最近邻特征空间嵌入改进方法
最近邻特征空间嵌入(nearest feature space embedding,NFSE)方法选取最近邻特征空间时使用欧氏距离度量,导致样本的类内离散度和类间离散度同步变化,无法准确反映样本在高维空间的分布;选取每个样本最近邻特征空间都要遍历所有类,导致训练时间长。针对以上问题,提出非线性距离的最近邻特征空间嵌入改进方法(nearest feature space embedding method based on nonlinear distance metric,NDNFSE),引入非线性距离公式选取最近邻特征空间,并使用结合夹角度量的最近邻分类器,提高了识别率;仅在样本的近邻类中选取最近邻特征空间,有效减少了训练时间。实验表明,NDNFSE的训练时间明显低于NFSE,识别率总体高于各对比算法。
2017 Vol. 11 (9): 1461-1473 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 1651KB] ( 38 )
1474 王海燕,林克正,马龙,李骜
样本列信息与自适应邻域图的局部保持投影
针对局部保持投影(locality preserving projection,LPP)算法在传统k近邻构图过程中出现的参数k选择困难问题和样本的一维向量容易忽略样本的原始结构特征问题,引入样本的列信息思想,提出了一种基于样本对应列信息的自适应邻域构图的局部保持投影算法(adaptive neighbor and corresponding columns based graph construction on LPP, ANCCG-LPP)。该算法根据样本间的列信息自适应地得出所有样本列的列近邻,然后根据样本间成对的列近邻个数自适应地确定样本的邻域;最后通过重新定义权值矩阵来优化目标函数进行最优投影向量集的求解。在ANCCG-LPP算法的基础上,通过加入样本的类别信息,提出了有监督的ANCCG-LPP算法。在ORL、Yale Extended B人脸库上的仿真实验验证了该算法的有效性。
2017 Vol. 11 (9): 1474-1483 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1731KB] ( 29 )
1484 桂彦,刘杨,李峰
元素分布构建的三维模型表面纹理合成方法
针对由纹理元素组成的样本纹理在模型表面纹理合成中难以保持样本纹理结构规律性的问题,提出了一种基于纹理元素分布构建的模型表面纹理合成方法。首先通过用户交互在三维模型表面上确定待合成纹理的初始位置,然后利用邻域比较以局部扩张-冲突检测的形式,从三维模型表面初始位置上开始逐步构建纹理元素的分布,使之与二维样本纹理的纹理元素分布具有一定的外观相似性。最后,采用自适应的局部参数化方法将纹理元素分别映射到模型表面对应位置,以获得最终的三维模型表面纹理合成结果。实验结果表明,该方法能够在模型表面合成高质量的纹理,并在保持纹理元素完整性和保持样本纹理潜在规律性的同时,能够使得已合成纹理中扭曲程度较低且是连续、无接缝的。
2017 Vol. 11 (9): 1484-1495 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 4818KB] ( 27 )
1496 宋颖丽,牛保宁,宋春花
多级纹理细节的立方体全景纹理再现
城市可视化中的纹理再现,是场景真实性的关键。纹理再现通常需要大量的纹理数据,对于资源受限的移动终端,意味着巨大的网络流量和电量消耗,成为制约城市可视化技术在移动终端应用的瓶颈。提出一种多级纹理细节的立方体全景纹理再现技术(LOD-in-IBR)。根据人眼视觉系统信息选择策略中对场景各区域关注度存在的差异,用较低分辨率的纹理数据再现关注度较低的区域,从而减少所需的纹理数据,降低移动终端的资源消耗。场景各区域用图像纹理的信息熵进行区分,按照信息熵的大小对场景各区域分类,不同类别的纹理采用不同的分辨率进行再现,使之达到全景图像的同层次多级细节。对于缩小(分辨率降低)比例小于0.5以上的部分所产生的块效应,用双三次迭代插值算法进行优化。实验证明该方法在不引起视觉感知变化的条件下,再现所需的纹理数据减少30%,全景平均渲染时间减少30%。
2017 Vol. 11 (9): 1496-1504 [摘要] ( 8 ) [HTML 1KB] [PDF 2969KB] ( 29 )
1505 魏明俊,许道云,秦永彬
K邻域分块自动加权的单样本人脸识别算法
在人脸识别问题中,当每类训练样本有且仅有一个时,由于类内缺乏足够的特征变化信息来预测人脸复杂的特征变化,从而导致常用分类算法的识别准确率急剧下降。目前最好的解决方法大致可分为两类:一是生成虚拟的训练样本以扩大训练集;二是学习稀疏变化字典以表示复杂特征变化。针对此问题,在引入稀疏变化字典来表示人脸复杂特征变化的基础上,提出一种基于K邻域分块自动加权的单样本识别算法。通过对测试样本进行分块,然后对每一个子分块求K邻域分块,以组成虚拟的同类别测试样本集;同时提出了一种自动加权策略,对这些分块在分类中的比重进行加权,最后通过一种改进的投票机制确定分类结果。通过与已有的单样本识别算法进行比较,并在公共人脸数据库AR、CMU Multi-PIE和ORL上进行实验,结果表明该方法有助于提高单样本识别问题的分类准确率。
2017 Vol. 11 (9): 1505-1512 [摘要] ( 7 ) [HTML 1KB] [PDF 1358KB] ( 49 )
1513 刘培奇,黄苗,封昊,周伟
模糊概念图匹配的语用推理研究
针对目前计算机在自动语用分析中不能解析出整个话语深层含义的问题,设计了基于模糊概念图匹配的关联推理算法。该算法针对汉语语用分析中的特定对话模式,用模糊概念图表示说话人的话语和认知语境知识,并从计算机学科出发进行关联推理,解决了话语深层含义的语用分析问题。经过实验分析,该算法准确率达78%。该算法已应用到舆情分析和IRC聊天室社会网络挖掘中,采用该算法对大量会话文本预处理,有效降低了基于多特征融合的Mutton方法和AdaBoost方法的漏报率和误报率,提高SBV极性传递算法的准确率,有效推出了对话者文本的深层含义。
2017 Vol. 11 (9): 1513-1522 [摘要] ( 14 ) [HTML 1KB] [PDF 1934KB] ( 37 )
1523 鱼先锋,李超,李永明
直觉模糊测度的计算树逻辑
建立了直觉模糊Kripke结构(intuitionistic fuzzy Kripke structure,IFKS)模型,提出了基于直觉模糊Kripke结构的直觉模糊测度空间理论,阐述了IFKS的一系列性质。证明了任一路径转移的直觉模糊可达度(intuitionistic fuzzy probability,IFP)为初始状态的直觉模糊测度与各转移的IFP所取下确界,任一状态出发的所有路径上路径转移的IFP为所有路径可达度的上确界。给出了路径转移矩阵P及其传递闭包P+的概念,给出了通过计算路径转移矩阵传递闭包,计算路径可达度的算法,并分析了算法的复杂度。提出了直觉模糊计算树逻辑(intuitionistic fuzzy computation tree logic,IFPCTL)理论,讨论了一组IFPCTL、可能测度计算树逻辑(possibilistic computation tree logic,PoCTL)和经典计算树逻辑(computation tree logic,CTL)公式的等价性。最后给出了一组等价的IFPCTL和PoCTL公式以及一组不等价的IFPCTL和CTL公式。
2017 Vol. 11 (9): 1523-1530 [摘要] ( 9 ) [HTML 1KB] [PDF 1201KB] ( 45 )
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· 《计算机科学与探索》入选中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊(2017-2018)
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· 《计算机科学与探索》入编《中文核心期刊要目总览》2014年版
· 《计算机科学与探索》2017年第3-8期稿费已于2017年9月18日寄出
· 2017年全国高性能计算学术年会(HPC China 2017)会议通知
· 《计算机科学与探索》2017第9期刊物,于2017年9月13日寄出
· 2017年全国高性能计算学术年会(HPC China 2017)征文通知(第三轮)
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