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摘要:生物信息学是一门正在快速发展的使用数学和计算机技术来构造和分析生物学模型的学科.Petri网是近来被用于生物信息学的有效工具,但是应用的深度和广度还有待深入研究.文中综述了Petri网在生物信息学领域应用的最新研究进展,主要包括三个方面:应用位置/变迁网定性分析生物学对象的结构性质;应用随机Petri网将随机性加入到生物学建模和分析中;应用混合Petri网描述和分析同时具有离散特性和连续特性的生物系统.最后对Petri网在生物信息学领域的应用情况进行总结并展望了未来的研究方向.
摘要:有效的任务调度与放置是发挥可重构计算性能优势的重要因素.针对实时任务在二维可重构器件上的在线调度问题,定义了调度算法完全识别的概念,即算法不会拒绝能够成功调度的任务.提出了新的实时在线调度与放置算法,充分利用了任务的时间信息,实现了完全识别的调度.实验表明,与已有的算法相比,新算法显著地改善了调度效果,而运行开销没有明显增加.
摘要:在太空环境中,软件系统经常受到各种辐射现象的影响.在此类环境下,寻找软件脆弱点主要是考虑环境扰动对该软件的影响.文中提出了一种由环境扰动引入的软件脆弱点的分析方法.首先在对软件系统模块化的基础上,通过在两个层面上分析错误在软件中的生成及其传播过程,给出寻找软件脆弱点的理论框架,随后进一步给出该框架中一些参数的实验估计方法,最后给出该框架在某卫星光纤陀螺捷联航姿控制系统上的应用.应用结果令人满意.
摘要:借助结盟的任务分配机制是多Agent系统研究中的一个热点问题.文中通过任务需求和Agent能力的ECA规则表示,定义了一种Agent能力自信度,并给出了基于合同网协议和Agent能力自信度的任务分配算法和应用示例,其中,任务需求ECA规则中的C项表示Agent执行该任务时必须做出的付出,能力ECA规则中的C项表示Agent可以为该任务做出的承诺,付出/承诺关系揭示了Agent的能力自信度,ECA规则使得Agent能力自信度具有良好的可计算性.
摘要:近年来,网络可信的研究已成为一个研究热点,其中用户的行为信任研究是网络可信研究的重要内容之一.由于用户行为信任的评估是基于过去交往的行为证据之上,而我们需要的是未来的用户行为信任等级,因此科学地预测未来用户的行为信任等级是非常必要的,文中首先论述了如何利用贝叶斯网络对用户的行为信任进行预测,提供的机制不仅可以预测单属性条件下的行为信任等级,而且可以预测多属性条件下的行为信任等级.由于信任和风险是并存的,单独依靠预测的信任等级进行决策是非常片面和危险的,因此该文的其余部分将行为信任预测结果和博弈分析相结合对双方的支付矩阵进行分析,计算出了基于用户安全行为属性的混合纳什均衡策略,证明了服务提供者进行控制的决策条件,得出了相关的一些重要性质,最后通过一个例子来说明论文的应用.该文的结果对于量化分析用户行为信任具有重要的理论意义.文章在分析过程和实例中结合了数字化电子资源的实际网络应用背景,因此该机制在实际的网络应用中同样具有重要的指导意义.
摘要:提出了一种新的面向科学计算的构件技术——基于模糊聚类分析的构件并行技术,旨在提高构件间的并行度和数据局部性,避免通信瓶颈.该技术分为两个阶段:域划分和子构件组合.其中域划分利用了编译时的数据依赖分析技术.然后考虑访问步长的影响,利用不定方程,提出了区间重叠度的概念.基于此利用所设计的基于区间重叠度的模糊聚类算法实现子构件分类组合,并给出了算法的形式化描述.实验结果表明,通过该算法的编译时优化,构件程序能够获得良好的数据局部性、适中的粒度以及高度的并行性,算法具有很好的可扩展性.
摘要:随着DNA计算机研究的不断深入,如何克服DNA生物计算中穷举法的极限已成为DNA计算研究的重要内容之一.为设计可扩展的子集和问题DNA计算机算法,文中将Aldeman—Lipton模型的操作与粘贴模型的解空间结合,引入荧光标记和凝胶电泳技术,通过设计DNA并行搜索器,提出一种求解子集和问题的DNA计算机模型和算法.与已有文献结论的对比分析表明:文中算法在保持多项式生物操作复杂性的条件下,将穷举算法中的DNA分子链数从O(2^n)减少至O(1.414^n),其中,2为子集和问题的维数.因此,文中算法理论上在试管级生化反应条件下能将可破解子集和公钥的维数从60提高到120.
摘要:提出了一种新的应用于三维Mesh网中的无死锁路由算法.在当今的商用多计算机系统中,二维和三维的Mesh网是多处理器网络最为常用的拓扑结构之一.在应用于Mesh网的平面自适应路由(Planar Adaptive Routing)算法中,每条物理通道只需三条虚拟通道就可以有效地在三维以及更高维的Mesh网中避免死锁的产生.然而,采用该算法,网络拓扑一维和三维分别有两条和一条虚拟通道始终处于空闲状态.该文所提出的算法针对三维Mesh网,每条物理通道只需两条虚拟通道就可以有效地避免死锁.文中通过充分的模拟数据验证了此算法的有效性.
摘要:随着Internet的快速发展,域间路由变得越来越重要.域间出口选择优化问题成为域间路由协议研究的一个重要问题.当前的域间出口选择机制通常缺乏灵活性和有效性,例如,这些机制往往忽略路由的稳定性、网络的动态性、选择的实时性、流量工程等诸多因素.基于以上因素,作者提出了一种基于链路状态变化的高效的BGP出口选择框架.该框架能够根据AS的多目标提供一种灵活的路由优化方法.基于控制规则和当前的链路状态,每个BGP路由器能够在线选择合适的出口.该框架具有灵活性、可扩展性以及健壮性.在此基础上,讨论了其中的一个基于链路故障的关键算法.模拟实验表明,该文所提出的机制对网络管理者是灵活而有效的.
摘要:分支指令与分支预测失败限制了处理器发掘指令级并行(ILP)的潜力.通过If—conversion或Predicated执行将程序中的控制相关转化为数据相关,能较好地降低分支预测开销.提出一种基于简化Trace结构的动态隐式断言执行机制(Dynamic Implicit Predication,DIP),而早期的相关研究主要集中于由编译器显式为宽发射处理器产生静态Predicated指令.无需编译器或者其他二进制工具的帮助,DIP可以在程序运行过程中识别可以进行断言变换的指令片断,完成指令转换与优化,并在以后的执行中使用优化后的指令Trace.基于SPEC2000模拟测试表明DIP可以有效避免错误的分支预测,提高并行度,单个程序的IPC平均提高10.3%,基准程序的平均加速比可达7.59%.
摘要:逆运动学(Inverse Kinematics)是虚拟角色运动控制的一种基本方法,它根据用户指定肢体末端的位置计算出虚拟角色各个关节的旋转.传统算法求解时没有考虑人体姿态的运动规律,因此其结果不能完全令人满意.文中提出了一种利用捕获的运动数据辅助求解逆运动学问题的新方法.通过自组织映射(Self-Organizing Map,SOM)对姿态数据学习和聚类,获得一组刻画人体姿态空间的支撑姿态,然后通过对问题所在局部空间的支撑姿态加权优化来求解逆运动学问题.该方法克服了传统方法结果不自然、计算效率较低的缺点.实验结果也表明了该文方法的有效性.
摘要:针对三维推进波前算法(AFT-Advancing Front Technique)存在的效率与收敛性问题,文中提出了一整套改进方案,给出了基于拓扑连接的网格数据结构和基于Hash表的网格元素的插入、查找、删除算法,提高了整个算法的效率.通过在网格生成过程中动态维护前沿的尺寸信息,提高四面体单元的整体质量.在内核回退求解时通过引入前沿优先因子,改变前沿推进的路径,大大增加了回退求解的成功概率;对于极少数不能回退求解的内核采用基于线性规划的插点方法加以解决,这样就基本保证了整个算法的收敛.在网格生成以后,通过删除不必要的内部节点、合并相关四面体单元以及对所有内部节点进行基于角度的优化,从而进一步有效提高了网格质量.数值算例表明,文中提出的改进算法具有接近线性的时间复杂度,生成网格质量好.该算法已经得到工程应用.
摘要:区域复制把数字图像中一部分区域进行复制并粘贴到同一幅图像的另一个区域中,以达到去除图像中某一重要内容的目的,是一种简单而有效的图像篡改技术.现有检测算法对区域复制后处理的鲁棒性较差.文中针对此篡改技术,提出了一种有效的检测与定位篡改区域算法.该算法首先将图像分解为小块并比较各小块间的相似性,最后利用“主转移向量”方法去除错误的相似块对得到篡改的区域.实验数据说明该算法能有效地对抗多种区域复制的后处理操作,包括高斯模糊、加性白高斯噪声、JPEG压缩及它们的混合操作.
摘要:提出一种建立在可靠的全局线索基础上的编组算法.编组线索为反映全局显著结构的拓扑特征闭合性和平行性以及局部规律邻接性和连续性.依据概率推理选择最显著的边缘作为种子,依据全局依赖性选择最有可能与种子属于同一编组的边缘.编组的形成中融入注意机制,一方面缩小寻优空间另一方面确定各编组被检测的顺序.在Berkley图像库上的实验表明,该算法至少具有与Ncut和mini-cut相当的准确率,特别对纹理少的图像能够有效地降低错编率与漏编率.同时由于对边缘进行编组降低了输入数据的维数,因此比Ncut和mini—cut更少地受到图像尺寸的限制.
摘要:大量使用不定长是大语料库语音合成质量的一个重要保证,而语音库裁剪方法通常会导致不定长的损失.针对这一关键性问题,该文构建了NuClustering-VPA算法:对不同粒度的不定长变体进行聚类,根据高阶聚类结果调整低阶变体的聚类,使得低阶聚类中心有所偏向.NuClustering-VPA算法保留了最重要的不定长,从而有效减小了裁剪对不定长的破坏.测听实验表明,利用NuClustering—VPA算法,即使在语音库裁减率为39.63%时,合成自然度下降较小,仍然保持在较高的水平.这一技术已被应用在科大讯飞公司的实际语音产品中.
摘要:软件变化控制是软件开发者历来追求的目标,也是研究软件演化的基础.基于功能需求变化,描述了变化用况和变化对象的标识,阐明了变化构件的界定策略,给出了SA(Software Architecture)中变化信息的追踪方法;同时分析了软件变化转播在软件生命周期中的一些重要性质;最后描绘了本文研究的整体框架和一个应用实例.对软件演化与维护具有一定的借鉴意义.
摘要:Web服务合成是Web服务研究领域的热点问题,Web服务的替换与Web服务合成密切相关且对于Web服务合成系统的健壮性有重要作用.使用进程代数作为形式化的工具描述Web服务,对合成中的行为特征进行推导,分析由于异步交互对Web服务合成设计与实现产生的影响.在此之上,基于服务合成正确性的定义,提出一种一致性关系,若新服务与将要被替换的参与合成的服务之间存在这种关系,那么替换后的服务合成仍然是正确的,并且替换是上下文无关的.