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Navi:基于自然语言交互的数据分析系统

软件学报 2024年第3期35卷 1194-1206页

作者：谢宇鹏骆昱宇冯建华青海大学计算机技术与应用系青海西宁810016 香港科技大学(广州) 广东广州511400 清华大学计算机科学与技术系北京100084

随着大数据时代的到来,数据分析的作用日益显著.它能够从海量数据中发现有价值的信息,从而更有效地指导用户决策.然而,数据分析流程中存在三大挑战:分析流程高耦合、交互接口种类多和探索分析高耗时.为了应对上述挑战,提出了基于自然语... 详细信息

随着大数据时代的到来,数据分析的作用日益显著.它能够从海量数据中发现有价值的信息,从而更有效地指导用户决策.然而,数据分析流程中存在三大挑战:分析流程高耦合、交互接口种类多和探索分析高耗时.为了应对上述挑战,提出了基于自然语言交互的数据分析系统Navi.该系统采用模块化的设计原则,抽象出主流数据分析流程的3个核心功能模块:数据查询、可视化生成和可视化探索模块,从而降低系统设计的耦合度.同时,Navi以自然语言作为统一的交互接口,并通过一个任务调度器实现了各功能模块的有效协同.此外,为了解决可视化探索中搜索空间指数级和用户意图不明确的问题,提出了一种基于蒙特卡洛树搜索的可视化自动探索方法,并设计了基于可视化领域知识的剪枝算法和复合奖励函数,提高了搜索效率和结果质量.最后,通过量化实验和用户实验验证了Navi的有效性.

关键词：数据分析数据查询可视化自然语言蒙特卡洛树搜索

一种用于天基低轨卫星网络边缘计算的GA-DDPG卸载算法

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工程科学学报 2024年第2期46卷 343-353页

作者：史栋元王丽娜北京科技大学计算机与通信工程学院通信工程系北京100083

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对... 详细信息

低轨卫星网络是第六代移动通信系统(6G)网络的重要组成部分,弥补了地面基站覆盖的盲区.由于星上计算能力和电池容量受限,导致任务出现时延长和能耗高的问题,因此在低轨卫星网络中引入边缘计算,边缘计算的一项关键技术就是计算卸载.针对计算卸载过程中星间环境动态变化和高维动作空间的问题,提出一种基于遗传算法(GA)和深度确定性策略梯度(DDPG)的天基低轨卫星网络边缘计算卸载算法——GA-DDPG算法.卫星边缘计算环境的不断变化会导致DDPG奖励稀疏和探索性不足,将GA引入到DDPG算法中,首先,利用GA的选择算子使DDPG算法能够适应不断变化的卫星环境;然后,针对动作空间维度变大导致DDPG算法收敛不稳定的问题,利用GA种群的多样化探索和种群的冗余提升DDPG算法收敛的稳定性.仿真结果表明,GA-DDPG卸载算法能够降低天基低轨卫星网络计算负载,且时延和能耗均低于DDPG卸载算法和GA卸载算法.与DDPG卸载算法相比,GA-DDPG卸载算法还能提升收敛速度和稳定性.

关键词：低轨卫星边缘计算任务卸载遗传算法深度强化学习星间链路

基于融合距离的极化SAR图像非局部均值滤波

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系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1493-1502页

作者：曾顶殷君君杨健北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种... 详细信息

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种利用融合距离来计算相邻窗口权重的方法——基于融合距离的非局部均值滤波器。融合距离的引入使得滤波器能够更全面的评估像素间的相似性,从而得到更合适的像素权重。此外,本方法还引进变异系数对邻域窗口的权重进行评估,通过该参数可以控制滤波的程度。在多幅极化SAR图像上的实验结果表明,所提出的滤波器能够在有效抑制斑点噪声的同时保留较为完整的图像边缘信息和极化散射特性。

关键词：极化合成孔径雷达非局部均值滤波相似性度量变异系数

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可信执行环境:现状与展望

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 243-260页

作者：张锋巍周雷张一鸣任明德邓韵杰南方科技大学斯发基斯可信自主系统研究院广东深圳518055 南方科技大学计算机科学与工程系广东深圳518055

当前在云服务、移动社交网络下用户普遍追求隐私保护、安全计算,从而推动了隐私计算、机密计算等领域的快速发展.可信执行环境(trusted execution environment,TEE)作为机密计算服务中重要的技术基础已经广泛部署到各类计算平台中.目前,... 详细信息

当前在云服务、移动社交网络下用户普遍追求隐私保护、安全计算,从而推动了隐私计算、机密计算等领域的快速发展.可信执行环境(trusted execution environment,TEE)作为机密计算服务中重要的技术基础已经广泛部署到各类计算平台中.目前,以Intel,Arm等为代表的设备制造商采用软硬件隔离机制,推出了多类实用TEE技术并不断迭代更新,从功能上更加方便设备管理者、普通用户使用安全服务.研究人员则根据不同的系统架构和应用需求,优化TEE模型,扩大可信应用领域并提升其工作效率.全面分析主流系统架构(包括x86、Arm、RISC-V、异构计算单元)中TEE技术发展路线、技术特点包括基础硬件设施设计、软件接口定义、安全边界等,挖掘TEE技术可行的应用场景.同时,分析各类TEE技术面临的挑战,探讨TEE技术局限性以及自身面临的安全风险如侧信道攻击等.在此基础上,从安全性、功能性等方面总结各类TEE技术优缺点,并提出TEE技术未来的发展思路.

关键词：可信执行环境操作系统架构内存隔离处理器模式安全性验证

飞行器乘波前体/Bump型面优化设计方法研究

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系统仿真学报 2024年第3期36卷 686-699页

作者：邱家林黄俊舒鹏王庆凤刘志勤乔文友西南科技大学计算机系四川绵阳621000 西南科技大学燃烧空气动力学研究中心四川绵阳621000

飞行器前体和Bump型面是乘波体思想在飞行器部件设计中的两大经典案例,可有效提升飞行器总体气动性能,已经成为飞行器总体设计的核心技术。为寻求乘波前体和Bump型面的最优设计以提升飞行器设计效率,提出了一种可应用于乘波前体和Bump... 详细信息

飞行器前体和Bump型面是乘波体思想在飞行器部件设计中的两大经典案例,可有效提升飞行器总体气动性能,已经成为飞行器总体设计的核心技术。为寻求乘波前体和Bump型面的最优设计以提升飞行器设计效率,提出了一种可应用于乘波前体和Bump型面的优化设计方法。采用密切锥理论和圆锥绕流流场生成初始的乘波前体和Bump型面,并通过面元法快速预估气动性能;结合BP神经网络建立的代理模型和遗传算法NSGA-II对乘波前体和Bump型面快速优化;利用数据挖掘方法分析乘波前体和Bump型面的流动机理。优化后的乘波前体升阻比提升了25.6%,体积提升41.4%。Bump型面阻力系数减少10.9%,横向压力梯度增加12.1%。研究结果表明,提出的优化方法能够有效应用于乘波前体和Bump气动型面的设计优化,对飞行器整体气动性能的优化具有指导意义,在工程应用中具有重大潜力。

关键词：乘波前体 Bump型面 NSGA-II 高超声速优化研究

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改进PBFT算法的配电物联网接入认证方法

计算机工程与应用 2024年第2期60卷 279-287页

作者：张铭泉杨甜朵春红华北电力大学(保定)计算机系河北保定071003

随着物联网与配电网深度融合,海量终端设备接入系统给配电物联网安全稳定运行带来巨大挑战。针对传统身份认证方式过于中心化且无法承载大规模终端等现状,设计一种基于区块链共识机制的配电物联网终端接入认证方法。由配电物联网网关负... 详细信息

随着物联网与配电网深度融合,海量终端设备接入系统给配电物联网安全稳定运行带来巨大挑战。针对传统身份认证方式过于中心化且无法承载大规模终端等现状,设计一种基于区块链共识机制的配电物联网终端接入认证方法。由配电物联网网关负责对待接入终端节点登记注册,采用共识算法进行分布式认证,将合法终端上链存储。在传统PBFT算法的基础上,设计了配电物联网终端共识算法。该算法引入权重机制,根据终端节点权重选取认证节点,缩小共识规模;引入可验证随机函数增强主节点安全,避免启动视图切换协议,提高共识效率;结合实际应用场景优化一致性协议,降低通信开销。实验分析表明该方法可有效规避多种网络攻击,通信开销和吞吐量优于其他方法,系统抗攻击性较强,满足配电物联网对认证效率和系统可靠性等要求。

关键词：配电物联网区块链接入认证共识算法权重机制可验证随机函数(VRF)

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基于分层表示和上下文增强的类摘要生成技术

计算机研究与发展 2024年第2期61卷 307-323页

作者：陈豪伶虞慧群范贵生李明辰黄子杰华东理工大学计算机科学与工程系上海200237

代码摘要是源代码的自然语言解释,高质量的代码摘要有助于提高开发人员程序理解效率.近年来,代码自动摘要的研究集中在为方法粒度的代码片段生成摘要.然而,对于面向对象的语言,例如Java,类才是项目的基本组成单元.基于上述问题,提出一... 详细信息

代码摘要是源代码的自然语言解释,高质量的代码摘要有助于提高开发人员程序理解效率.近年来,代码自动摘要的研究集中在为方法粒度的代码片段生成摘要.然而,对于面向对象的语言,例如Java,类才是项目的基本组成单元.基于上述问题,提出一种基于分层表示和上下文增强的类摘要生成方法HRCE(hierarchical representation and context enhancement),并构建了一个包含358 992个?Java类,上下文,摘要?数据对的类摘要数据集.HRCE使用代码精简策略去除类的非关键代码,从而缩短代码长度.然后,对类的层次结构,包括类签名、属性和方法分别进行建模,获得类的语义信息和层次结构信息.此外,从项目中抽取父类的签名及摘要来刻画类在项目中依赖的上下文.实验表明,基于分层表示和上下文增强的生成模型能够表征代码的语义和层次结构,并可以从目标类的内部和外部获取信息. HRCE在BLEU,METEOR,ROUGE-L等评估指标上超过了所有基准模型.

关键词：代码自动摘要分层表示上下文增强深度学习类摘要

基于动态采样对偶可变形网络的实时视频实例分割

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浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 247-256页

作者：宋一然周千寓邵志文易冉马利庄上海交通大学计算机科学与工程系上海200240 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116

为了更好地利用视频帧中蕴含的时间信息,提升视频实例分割的推理速度,提出动态采样对偶可变形网络(DSDDN). DSDDN使用动态采样策略,根据前、后帧的相似性调整采样策略.对于相似性高的帧,该方法跳过当前帧的推理过程,仅使用前帧分割进行... 详细信息

为了更好地利用视频帧中蕴含的时间信息,提升视频实例分割的推理速度,提出动态采样对偶可变形网络(DSDDN). DSDDN使用动态采样策略,根据前、后帧的相似性调整采样策略.对于相似性高的帧,该方法跳过当前帧的推理过程,仅使用前帧分割进行简单迁移计算.对于相似性低的帧,该方法动态聚合时间跨度更大的视频帧作为输入,对当前帧进行信息增强.在Transformer结构里,该方法额外使用2个可变形操作,避免基于注意力的方法中的指数级计算量.提供精心设计的追踪头和损失函数,优化复杂的网络.在YouTube-VIS数据集上获得了39.1%的平均推理精度与40.2帧/s的推理速度,验证了提出的方法能够在实时视频分割任务上取得精度与推理速度的良好平衡.

关键词：视频实时推理实例分割动态网络对偶可变形网络

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基于DH标定的机器人正向运动学形式化验证

软件学报 2024年第9期35卷 4160-4178页

作者：谢果君杨焕焕石正璞陈钢南京航空航天大学计算机科学与技术学院江苏南京211106 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

DH坐标系在机器人运动学分析中发挥着重要的作用.在基于DH坐标系构建的机器人控制系统中,机器人结构的复杂性使得构建安全的控制系统成为一个难题,仅依靠人工方法可能导致系统漏洞和安全风险,从而危及机器人的安全.形式化方法通过演绎... 详细信息

DH坐标系在机器人运动学分析中发挥着重要的作用.在基于DH坐标系构建的机器人控制系统中,机器人结构的复杂性使得构建安全的控制系统成为一个难题,仅依靠人工方法可能导致系统漏洞和安全风险,从而危及机器人的安全.形式化方法通过演绎推理与代码抽取实现了对软硬件系统的设计、开发及验证.基于此,设计基于DH标定的机器人正向运动学的形式化验证框架.在Coq中构建机器人运动理论的形式化证明,并验证控制算法的正确性以确保机器人的运动安全.首先,对DH坐标系进行形式化建模,构建相邻坐标系间转换矩阵的形式化定义,并验证该转换矩阵与复合螺旋运动的等价性;其次,构建机械臂正向运动学的形式化定义,并对机械臂运动的可分解性进行形式化验证;再次,对工业机器人中常见连杆结构及机器人进行形式化建模,并完成正向运动学的形式化验证;最后,实现Coq到OCaml的代码抽取,并对抽取的代码进行分析与验证.

关键词：机器人运动学形式化验证 DH坐标系代码自动生成