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计算机科学

计算机科学杂志

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  • 主管单位

    国家科学技术部

  • 主办单位

    国家科技部西南信息中心

  • 下单时间

    1-3个月

  • 50-1075/TP

    国内刊号

  • 1974年

    创刊

  • 重庆

    发行

  • 401121

    邮编

  • 1002-137X

    国际刊号

  • 月刊

    周期

  • 朱宗元

    主编

  • 中文

    语言

  • ¥ 1000.00

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  • A4

    纸张开本

  • 78-68

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  • 计算机应用与应用数学

    曾用名

计算机科学 2017年第07期杂志 文档列表

计算机科学杂志2016年全国理论计算机科学学术年会
基于扩展混成Petri网的CPS无人车系统建模与分析21-24

作者:宋相君; 张广泉 单位:苏州大学计算机科学与技术学院; 苏州215006; 中国科学院计算机科学国家重点实验室; 北京100190
摘要:信息物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)是一个集计算系统、通信系统、感知系统、控制系统和物理系统于一体的复杂系统,其行为是一种由离散计算过程与连续物理过程深度融合并紧密交互的混成行为。针对这种特性,采用混成Petri网对CPS建模,并在此基础上添加时间约束,即对离散变迁关联一个延迟时间,对连续变迁关联一个激发速率函数,同时引入抑止弧和测试弧的概念以提高Petri网的表达能力,由此提出一种新的模型——扩展混成Petri网模型。然后,对CPS应用中无人驾驶车辆系统的躲避障碍物场景进行建模,将建立的模型按照一定的规则转化为与之对应的Simulink模型,并通过Matlab仿真对系统行为及属性进行分析。

一种SDN网络路径异常监控方法25-30

作者:李阳; 蔡志平; 夏竟 单位:国防科学技术大学计算机学院; 长沙410073
摘要:在SDN网络中,及时掌握网络中数据传输路径的运行状态对于控制器进行网络安全监控和流量的负载均衡至关重要。利用SDN网络架构的特点,提出了一种主动测量与被动测量相结合的路径异常监控方法,以对网络路径的运行状态进行异常监控。从路径的延迟和可用带宽两个方面分析网络路径的运行情况,并对出现异常的路径进行检测和报警,保障网络的正常运行。实验结果表明,在不同的网络条件下,所提方法都能有效测量网络路径的延迟和可用带宽,并且能够及时发现网络中出现的路径异常情况。

一种基于MapReduce模型的高效频繁项集挖掘算法31-37

作者:朱坤; 黄瑞章; 张娜娜 单位:贵州大学计算机科学与技术学院; 贵阳550025; 贵州省公共大数据重点实验室; 贵阳550025
摘要:由于互联网技术急速发展及其用户迅速地增加,很多网络服务公司每天不得不处理TB级甚至更大规模的数据量。在如今的大数据时代,如何挖掘有用的信息正变成一个重要的问题。关于数据挖掘(Data Mining)的算法在很多领域中已经被广泛运用,挖掘频繁项集是数据挖掘中最常见且最主要的应用之一,Apriori则是从一个大的数据集中挖掘出频繁项集的最为典型的算法。然而,当数据集比较大或使用单一主机时,内存将会被快速消耗,计算时间也将急剧增加,使得算法性能较低,基于MapReduce的分布式和并行计算则被提出。文中提出了一种改进的MMRA(Matrix MapReduce Algorithm)算法,它通过将分块数据转换成矩阵来挖掘所有的频繁k项集;然后将提出的算法和目前已经存在的两种算法(one-phase算法、k-phase算法)进行比较。采用Hadoop-MapReduce作为实验平台,并行和分布式计算为处理大数据集提供了一个潜在的解决方案。实验结果表明,改进算法的性能优于其他两种算法。

基于AOP的时空Petri网的CPS建模38-41

作者:宋振华; 张广泉 单位:苏州大学计算机科学与技术学院; 苏州215006; 中国科学院计算机科学国家重点实验室; 北京100190
摘要:信息-物理融合系统(Cyber-Physical System,CPS)作为一系列物理过程和计算过程的紧密集成,体现为物理世界和信息世界的交互与融合。针对CPS的时空及非功能属性,提出一种面向方面的时空Petri网建模方法,在保证时空一致性的前提下,分离系统中的核心关注点和横切关注点,将横切关注点单独作为方面进行分析,并将构建规则方面重新织入系统。该方法在系统设计阶段可以对不同的非功能属性进行形式化分析,提高了系统的可靠性和可维护性。最后通过实例说明了该方法的可行性。

一种基于权重属性熵的分类匿名算法42-46

作者:廖军; 蒋朝惠; 郭春; 平源 单位:贵州大学计算机科学与技术学院; 贵阳550000; 许昌学院信息工程学院; 许昌461000
摘要:为了在高效地保护数据隐私不被泄露的同时保证数据效用,提出了一种基于权重属性熵的分类匿名方法(Weight-properties Entropy for Classification Anonymous,WECA)。该方法在数据分类挖掘的特定应用背景下,通过信息熵的概念来计算数据集中不同准标识符属性对敏感属性的分类重要程度,选取分类权重属性熵比率最高的准标识符属性对分类树进行有利的划分,同时构建了分类匿名信息损失度量,在更好地保护隐私数据的前提下确保了数据分类效用。最后,在标准数据集上的实验结果表明,该算法在保证较少的匿名损失的同时具有较高的分类精度,提高了数据可用性。

面向通讯同步的多处理器阵列重构47-56

作者:吴亚兰; 武继刚; 姜文超; 刘竹松 单位:广东工业大学计算机学院; 广州510006
摘要:从多处理器阵列中获取所需大小并且同步通讯性能优良的子阵列,是高性能拓扑重构的核心问题之一。基于不同的逻辑列剔除策略提出了3种面向通讯同步的拓扑重构算法:基于分治思想剔除逻辑列的重构算法(SCA01),该算法能够使被优化的逻辑列相对均匀地分布在物理阵列中;优先剔除长逻辑列的贪心重构算法(SCA02),该算法能够使被优化的逻辑列的长链接总数最少;基于分治与长链接数的混成重构算法(SCA03),该算法将某一区域内的最长逻辑列剔除,且尽可能将剩余逻辑列均匀分布在物理阵列中。同时,对逻辑阵列的最大通讯延时给出了下界的求解算法。实验结果表明,3种算法在故障率小于1%、逻辑列的剔除率超过20%时,算法重构出的逻辑阵列的通讯延时特别接近计算出的性能下界。在多数情况下SCA01优于SCA02和SCA03,而后两者的性能相近。在小阵列上且故障率与剔除率较小时,SCA02具有性能优势,但在大阵列上SCA03具有优势。在32×32的阵列上,SCA01构造的阵列产生的通讯延时较SCA02和SCA03产生的延时平均减少25%,并且运行速度也提升了19.4%。

量化上下文无关语言的代数性质57-60

作者:付雯静; 韩召伟 单位:陕西师范大学数学与信息科学学院; 西安710119
摘要:通过引入量化下推自动机与量化上下文无关文法的定义,研究了以两种不同方式接受语言的量化下推自动机等价性问题,证明了在可交换的双幺赋值幺半群上,量化下推自动机接受的语言与量化上下文无关文法生成的语言相同。

融合容错需求和资源约束的云容错服务适配方法61-67

作者:杨娜; 刘靖 单位:内蒙古大学计算机学院; 呼和浩特010021
摘要:云计算环境下,失效成为一种常态行为,可靠性保障能力不足不仅成为云计算应用推广的主要障碍,而且还促使云计算环境下的容错服务研究成为一个亟待解决的问题。针对目前云计算容错服务研究中存在的用户容错需求定义无法直接反映用户关心的可靠性问题,以及云容错服务供应商资源得不到灵活利用等问题,提出了一种融合容错需求和资源约束的云容错服务适配方法。从用户的角度,以组件为单位,基于可靠性对用户的容错需求进行定义。从云容错服务供应商的角度,分别在其资源充足和资源不足的情况下研究最佳的容错服务适配方法,并使用最优化理论求解该适配方法下的容错服务。实验结果表明,所提出的容错服务适配方法生成的容错服务能更好地满足用户和云容错服务供应商的需求。

计算机科学杂志网络与通信
基于逐跳方式的单链路故障保护算法68-73

作者:耿海军; 施新刚; 王之梁; 尹霞; 尹少平 单位:山西大学软件学院; 太原030013; 清华大学计算机科学与技术系; 北京100048
摘要:当网络中的某条链路出现故障时,互联网部署的域内路由协议需要重新收敛,在收敛过程中经过该链路的报文将会被丢弃。针对该问题,IETF(the Internet Engineering Task Force)提出了快速重路由保护框架,利用该框架可以有效地解决网络中单链路故障造成的报文丢失问题,然而该方案并不能完全保护网络中所有可能的单链路故障。基于该框架研究者提出了一种基于隧道的解决方案,该方案虽然可以提供100%的单链路故障保护,但是需要辅助机制的协助,开销较大,难以实际部署。因此,提出了一种基于逐跳方式的针对单链路故障的全保护方案,该方案可以解决网络中任意的单链路故障造成的报文丢失问题。

一种基于节点移动倾向检测的社会网络机会转发机制74-78

作者:刘林峰; 严禹道; 吴国新 单位:东南大学计算机网络和信息集成教育部重点实验室; 南京211189; 南京邮电大学计算机学院; 南京210023
摘要:社会网络中节点的移动特点可以归结为强移动性和弱移动性两种类型。提出的MTBR(Mobile-Tendency Based Routing)算法引入了移动倾向的概念,将人的移动习惯与节点的移动规律进行关联。该算法通过检测出社会网络中强移动性节点的移动倾向,并利用强移动节点来携带数据并进行数据转发。实验数据表明,节点移动性越强其移动倾向越明显;相较于同类算法,MTBR算法可以有效地将消息向较远的目的地转发,其产生的转发能耗较低,送达率更稳定。

基于CSI的自适应修正模型定位算法79-83

作者:田丽玟; 冯秀芳 单位:太原理工大学计算机科学与技术学院; 晋中030600
摘要:目前基于无线设备的室内指纹定位技术因为其设备普及且定位准确而受到人们的广泛关注。针对传统室内指纹定位方式中定位阶段特征匹配时没有考虑当前环境相对于基准环境的变化因素这一不足,提出了一个基于CSI(Channel State Information)的自适应修正模型定位算法。该算法通过引入一个衡量当前室内环境变化的指标PEM(Percentage of nonzero Elements)来表示室内人数增加时子载波波动程度的变化;同时又通过设计一个新的修正匹配模型来补偿因多径造成的指纹特征的衰减。实验结果充分证明了该定位方案相比于之前的指纹定位系统FIFS和CSI-MIMO,准确率分别提高了30%和15%。

路径损耗对802.11无线局域网干扰与载波监听性能的影响研究84-88

作者:王悦 单位:中央财经大学信息学院信息管理系; 北京100081
摘要:分析了路径损耗因子对802.11无线局域网的干扰与载波监听性能的影响,揭示了增大路径损耗因子的优势。基于SNR阈值模型和固定的载波监听阈值,分析了802.11a/b/g/n的主要比特速率。首先,在绝大多数的比特速率下(除比特速率为1和2Mbps外),增大路径损耗因子有利于增加SIR和减小干扰半径,这有助于提高比特速率和空间复用。其次,基于蜂窝网络拓扑指出了最优网络容量随路径损耗因子的增大而增大。最后,图例分析和仿真实验揭示了增大路径损耗因子有助于改善载波监听的准确率。城市中由于建筑物和人口稠密会增大路径损耗因子,因此可提升无线局域网的性能。

融入LDPC纠错机制的认知无线电物理层认证分析89-93

作者:周雪倩; 吴晓富; 余训健 单位:南京邮电大学通信与信息工程学院; 南京210003
摘要:从信道纠错编码的角度来探讨认知无线电寄生认证信道的容量。首先,通过推导认证信道的对数似然比,给出了其简化计算方式,分析与仿真结果表明:简化计算与严格计算结果相仿,因而认证信道可等效为二元输入的加性高斯白噪声(BI-AWGN)信道。其次,基于对数似然比的简化形式,通过置信度传播迭代译码,考察了融入LDPC纠错机制的认证信道实际传输性能,仿真结果表明:实际简化译码的结果与理想BI-AWGN的译码性能无法区分。最终得出研究结论:认知无线电寄生认证信道可严格等效为BI-AWGN信道,因而可采用BI-AWGN信道设计的纠错编码来有效逼近寄生认证信道的传输极限。

基于聚类分析的抗时延抖动时隙分配算法94-97

作者:于明秋; 周创明; 赵敏 单位:空军工程大学防空反导学院; 西安710051; 中国人民解放军93942部队; 咸阳712000
摘要:信息传输的实时性是战术数据链的突出特征,要求数据链通信不仅有较好的时延特性,还要具备可靠的时延抖动特性。随机报文流的产生具有随机性、突发性的特点,需按照需求动态地分配时隙,对算法的实时性要求较高。因此,提出基于聚类分析的抗时延抖动时隙分配算法,应用聚类的方法将空闲时隙划分成时隙簇,简化了时隙分配的分析过程。实验仿真表明:该算法分配的时隙能够满足时延抖动的要求,而且算法的复杂度小,可以有效处理周期性随机报文流的时隙分配问题。

基于噪声模型下D2D蜂窝系统的多用户合作功率控制分配方案98-103

作者:杨大禹; 李敬兆; 任萍 单位:安徽理工大学电气与信息工程学院; 淮南232001; 安徽理工大学计算机科学与工程学院; 淮南232001
摘要:为了减轻D2D用户在通信过程中的相互干扰,提高整个蜂窝系统的吞吐量,根据D2D用户数目、信道状况和系统吞吐量的限制需求,分析干扰噪声模型约束下多用户发射功率的控制问题。通过引入玻尔兹曼常数等参数对干扰模型进行条件约束,最终得到基于效用下系统的平均发射功率和最大和速率,进而给出基于反向迭代组合算法的多用户合作博弈功率控制分配方案。仿真结果表明,该算法满足了多用户共享蜂窝网络频谱资源下的功率分配需求,终端用户发射功率经过多次反向迭代后达到纳什均衡,系统的吞吐量显著提高,频谱资源达到了较好的均衡收益。