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基于符号数值计算的代数曲线区间插值

中国科学：数学 2024年第5期54卷 699-730页

作者： Lydia Dehbi 杨争峰彭超徐姚晨曾振柄华东师范大学软件工程学院上海200062 上海大学数学系上海200444

本文研究的代数曲线区间插值问题,是针对预先给定平面上的若干矩形小邻域,构造经过它们的次数最低的代数曲线、项数最少的代数曲线以及系数是整数的代数曲线.本文将上述问题转化为优化问题,给出基于符号数值计算和Lagrange乘子法的求解... 详细信息

本文研究的代数曲线区间插值问题,是针对预先给定平面上的若干矩形小邻域,构造经过它们的次数最低的代数曲线、项数最少的代数曲线以及系数是整数的代数曲线.本文将上述问题转化为优化问题,给出基于符号数值计算和Lagrange乘子法的求解方法,应用这一方法解决了几个具体的有趣问题,包括基于太阳系行星、小行星和矮行星的轨道数据重新发现Kepler第三定律.

关键词：代数曲线数学机械化符号数值计算稀疏插值

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面向软件定义网络的异常流量检测研究综述

通信学报 2024年第3期45卷 208-226页

作者：付钰王坤段雪源刘涛涛海军工程大学信息安全系湖北武汉430033 信阳职业技术学院数学与信息工程学院河南信阳464000 信阳师范大学计算机与信息技术学院河南信阳464000 信阳师范大学河南省教育大数据分析与应用重点实验室河南信阳464000

针对软件定义网络(SDN)较传统网络更易遭受网络攻击的现实,从技术原理和架构特点出发,对近年来面向软件定义网络的异常流量检测研究进展进行综述,分析了SDN可能遭受网络攻击的组织形式,讨论了当前SDN异常流量检测、异常流量溯源、异常... 详细信息

针对软件定义网络(SDN)较传统网络更易遭受网络攻击的现实,从技术原理和架构特点出发,对近年来面向软件定义网络的异常流量检测研究进展进行综述,分析了SDN可能遭受网络攻击的组织形式,讨论了当前SDN异常流量检测、异常流量溯源、异常流量缓解相关技术的特点、优势及不足;对当前研究中常用的数据集进行了对比分析,并梳理出一些通用的数据预处理方法;总结并展望了未来SDN环境下异常流量检测方法的研究方向。调研结果可以指导实际应用需求中适配方法的选取,提出待解决的问题和矛盾可为后续研究提供引导。

关键词：软件定义网络深度学习异常流量检测异常流量溯源异常流量缓解

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一种面向嵌入式操作系统的形式化验证方法

华东师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期 1-17页

作者：王阳方竟成蔡雄张志鹏蔡喁缪炜恺中国航发控制系统研究所江苏无锡214063 华东师范大学软件工程学院上海200062 上海工业控制安全创新科技有限公司可信软件创新研究院上海200333

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.... 详细信息

操作系统是整个计算机系统的核心与基石,其可靠性与安全性至关重要.操作系统的故障或漏洞可能会导致系统崩溃、数据丢失、隐私泄露和安全攻击等问题,特别是在安全攸关系统中,一旦操作系统发生错误,就可能会造成重大人员伤亡或财产损失.一直以来,如何保障操作系统的安全性和可靠性对学术界和工业界都是一个重大挑战.目前验证操作系统安全性的方法有软件测试、程序静态分析、形式化方法等.其中,形式化方法是最有潜力确保操作系统安全可信的方法,通过使用形式化方法,建立数学模型并进行系统的形式化分析和验证,从而发现潜在的错误和漏洞.在操作系统中,形式化方法可以用于验证操作系统的功能正确性、完整性以及系统安全性等.在已有的针对操作系统形式化验证的成果基础上,提出了一个面向嵌入式操作系统的形式化验证方案,采用VCC(verified C compiler)、CBMC(C bounded model checker)以及PAT(process analysis toolkit)工具分别对操作系统单元层面、模块层面和系统层面进行验证.该方法已成功应用到某操作系统的任务调度架构案例中,对于嵌入式操作系统的分析验证具有一定的通用性。

关键词：嵌入式操作系统形式化验证 VCC CBMC PAT

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嵌入式系统的需求描述综述

软件学报 2024年

作者：陈小红刘少彬金芝北京大学计算机学院上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学) 高可信软件技术教育部重点实验室(北京大学)

随着嵌入式系统的广泛应用,其需求正变得越来越复杂,需求分析成为嵌入式系统开发的关键阶段,如何准确地建模和描述需求成为首要问题.系统地调研嵌入式系统的需求描述,并进行全面的比较分析,以便更深入地理解嵌入式系统需求的核心关注点... 详细信息

随着嵌入式系统的广泛应用,其需求正变得越来越复杂,需求分析成为嵌入式系统开发的关键阶段,如何准确地建模和描述需求成为首要问题.系统地调研嵌入式系统的需求描述,并进行全面的比较分析,以便更深入地理解嵌入式系统需求的核心关注点.首先采用系统化文献综述方法,对1979年1月–2023年11月间发表的相关文献进行识别、筛选、汇总和分析.通过自动检索和滚雪球等检索过程,筛选出150篇与主题密切相关的文献,力求文献综述的全面性.其次,从需求描述关注点、需求描述维度、需求分析要素等方面,分析现有嵌入式需求描述语言的表达能力.最后,总结现有嵌入式系统软件需求描述所面临的挑战,并针对嵌入式软件智能合成任务,提出对嵌入式系统需求描述方法表达能力的要求.

关键词：嵌入式系统需求描述需求描述语言需求分析系统需求

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多种群萤火虫算法求解机器人路径规划问题

控制工程 2022年第8期29卷 1370-1378页

作者：虞馥泽潘大志西华师范大学数学与信息学院四川南充637009 西华师范大学计算方法与应用软件研究所四川南充637009

为解决机器人在静态环境中的路径规划问题,提出了一种以路径的长度和光滑性为目标的模型。针对此模型设计多种群萤火虫算法(MP-FA),并引入人工蜂群算法调试获得MP-FA所需参数。首先,提出一种萤火虫的飞行规则用于初始化个体;然后,设计... 详细信息

为解决机器人在静态环境中的路径规划问题,提出了一种以路径的长度和光滑性为目标的模型。针对此模型设计多种群萤火虫算法(MP-FA),并引入人工蜂群算法调试获得MP-FA所需参数。首先,提出一种萤火虫的飞行规则用于初始化个体;然后,设计种群划分规则,将初始种群划分为多个子种群,对子种群内部和子种群之间的位置移动采取不同的策略,特别是对子种群内部的个体采取一种局部更新方式;最后,设计相应的路径简化规则与光滑规则对全局最优解进一步优化。仿真实验和统计分析的结果验证了MP-FA对求解机器人路径规划问题有很好的适用性。

关键词：路径规划萤火虫算法人工蜂群算法子种群交叉策略

结合局部感知与多层次注意力的多模态方面级情感分析

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计算机工程 2024年

作者：曾碧卿姚勇涛谢梁琦陈鹏飞邓会敏王瑞棠华南师范大学软件学院华南师范大学阿伯丁数据科学与人工智能学院广东农工商职业技术学院计算机学院

多模态方面级情感分析旨在从文本和图像对中分析方面词的情感极性。现有的方法致力于抽取图像与文本的情感特征。然而，图像与文本的各个特征不一定对最终的情感分析是有效的，图像和文本通常在方面词情感相关的区域外含有大量的冗余信... 详细信息

多模态方面级情感分析旨在从文本和图像对中分析方面词的情感极性。现有的方法致力于抽取图像与文本的情感特征。然而，图像与文本的各个特征不一定对最终的情感分析是有效的，图像和文本通常在方面词情感相关的区域外含有大量的冗余信息与噪音信息，并且图像和文本的不同区域可能与不同的方面词有关，粗略地建立图像文本特征抽取的过程中，将会向多模态方面级情感分析任务引入噪声。此外，图片和文本的方面词相关的情感极性可能还是对立的，即两者存在交互信息。为了解决上述问题，本文提出了结合局部感知与多层次注意力的多模态方面级情感分析模型（Combining Local Perception and Multi-Level Attention， CLP-MLA）。具体地，局部感知模块被设计为同时选择与方面词在语义上相关的文本内容和图像区域；紧接着，为了准确地聚合情感信息，本研究在模型中引入多层次注意力模块，其使用注意力瓶颈机制来进行模态交互信息的提取。大量的实验证明了本研究的模型相对于现有方法的优越性。

关键词：多模态方面级情感分析局部感知多层次注意力局部上下文注意力瓶颈

基于Jupyter Notebook的微分方程数值解教学案例设计

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内江科技 2024年第7期45卷 46-47,39页

作者：郭俊石艳超胡建成李胜坤周琴成都信息工程大学应用数学学院西南石油大学理学院西华师范大学数学与信息学院

针对微分方程数值解课程缺乏对学生计算编程能力培养的问题,基于Jupyter Notebook设计了一种微分方程数值解教学案例。通过实例讲解的方式,介绍了微分方程数值解的欧拉法、改进的欧拉法、龙格-库塔法,并在Jupyter Notebook上实现了相应... 详细信息

针对微分方程数值解课程缺乏对学生计算编程能力培养的问题,基于Jupyter Notebook设计了一种微分方程数值解教学案例。通过实例讲解的方式,介绍了微分方程数值解的欧拉法、改进的欧拉法、龙格-库塔法,并在Jupyter Notebook上实现了相应的代码。该案例不仅能够帮助教师更好地开展教学,还能够提高学生的编程能力。1引言微分方程是数学中的一个重要分支,其在科学和工程领域中具有广泛的应用。微分方程模型可以用于描述各种自然现象和工程问题,如物理学、生物学、经济学和工程学等领域。因此,微分方程的理论和数值解方法对于学生的学习和职业发展都具有重要的意义^([1])。

关键词：微分方程数值解编程能力微分方程模型欧拉法教学案例设计实例讲解工程学

群体感知工具对社会调节学习的驱动因素与作用机制研究——基于扎根理论的质性分析

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电化教育研究 2024年第5期45卷 42-50,66页

作者：尹兴翰叶俊民于爽罗晟任文司开颜华中师范大学人工智能教育学部湖北武汉430079 华中师范大学计算机学院湖北武汉430079

计算机支持的协作学习中的群体感知工具,能够帮助学习者监控和反思学习过程,对促进社会调节学习起着重要作用。但当前研究主要关注群体感知工具的设计及其效果验证,而群体感知工具对社会调节学习的作用机制及驱动因素尚不明晰。因此,文... 详细信息

计算机支持的协作学习中的群体感知工具,能够帮助学习者监控和反思学习过程,对促进社会调节学习起着重要作用。但当前研究主要关注群体感知工具的设计及其效果验证,而群体感知工具对社会调节学习的作用机制及驱动因素尚不明晰。因此,文章以探索群体感知工具对社会调节学习的作用机理为目标,采用扎根理论研究方法,通过深度访谈获取学习者在协作学习活动中使用群体感知工具的经历、感受、体验等数据,借助质性分析软件对数据进行三级编码,最终构建了“刺激—感知—调节”理论模型。研究发现,学习者利用群体感知工具可以促进自我调节、同伴调节和集体调节学习,并且受到个体因素、教学因素及环境因素的驱动,在此过程中,学习者需要经历群体感知接收与理解,包括信息查看、信息选择、价值判断、自我比较和意义建构等过程。针对上述结论,文章给出相应教学启示,包括引导学习者理解群体感知工具的内容,辅助学习者应用群体感知工具进行调节等。

关键词：社会调节学习群体感知工具作用机制扎根理论质性分析

基于旅行商问题转化和遗传算法求解汽配件喷涂顺序

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计算机应用 2021年第3期41卷 881-886页

作者：王彬溶谭代伦郑伯川西华师范大学数学与信息学院四川南充637009 西华师范大学计算方法及应用软件研究所四川南充637009

对汽配件颜色喷涂顺序进行优化有助于企业进一步降低生产成本,而目前尚无研究对该类问题提出针对性的数学模型和解法。考虑到每一个汽配件必须喷涂且只喷涂一次,具有旅行商问题(TSP)的基本特征,为此提出了TSP转化的建模方法并选用并行... 详细信息

对汽配件颜色喷涂顺序进行优化有助于企业进一步降低生产成本,而目前尚无研究对该类问题提出针对性的数学模型和解法。考虑到每一个汽配件必须喷涂且只喷涂一次,具有旅行商问题(TSP)的基本特征,为此提出了TSP转化的建模方法并选用并行性和鲁棒性强的遗传算法(GA)进行求解。首先,将汽配件定义为TSP顶点,根据汽配件的颜色和类别要求定义顶点之间的距离和生产约束条件,以此构建了使喷涂序列颜色切换次数最少的0-1规划模型。其次,将汽配件的颜色和类别约束转化为惩罚因子,从而构成遗传算法的适应度函数,并基于锦标赛选择策略综合设计了复制、交换、翻转、滑动的变异策略。最后,构造汽配件数为64、93、293个,颜色数为5、7、10种的三组数据进行仿真实验,所提算法对这三组数据均能求得精确最优解5,7,10,而重复运行算法,可以获得近似最优解的均值分别为5.63,7.30,11.49。实验结果表明所建立的数学模型对汽配件颜色喷涂顺序问题的刻画准确,设计的遗传算法高效实用,此二者可推广应用于其他类似的生产加工问题。

关键词：汽配件喷涂顺序问题旅行商问题 0-1规划模型遗传算法惩罚因子