计算机学报杂志社
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《计算机学报》杂志在全国影响力巨大,创刊于1978年,公开发行的月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:研究论文与技术报告、短文、学术通信、学术活动、中国计算机学会学术动态等。
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会;中国科学院计算技术研究所
  • 国际刊号:0254-4164
  • 国内刊号:11-1826/TP
  • 出版地方:北京
  • 邮发代号:2-833
  • 创刊时间:1978
  • 发行周期:月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:3.18
  • 综合影响因子:2.580
相关期刊
服务介绍

计算机学报 2013年第05期杂志 文档列表

计算机学报杂志计算机网络

基于用户效用的三网融合演化模型与分析

摘要:“三网”融合是指电信网、广播电视网和互联网融合发展,实现三网互联互通、资源共享,为用户提供话音、数据和广播电视等多种服务.三网融合从概念提出至今已经有相当长一段时间,但始终未能最终完成.目前就三网融合问题,研究人员多将注意力放在技术路线本身,而在演化模型和发展趋势分析方面的工作相对较少,因此不同方案之间难以比较,说服力不足.文中首先发展了基于微分方程的网络演化建模方法,提出了通过数学建模方法研究三网融合问题的研究思路;然后针对3个网络的核心特点分别进行分析,得到网络运行开销和用户数量的函数关系,以此为基础提出了基于用户效用的三网融合演化模型;最后采用实际调研估计的参数和在合理范围内的多组其它参数进行了数值计算,得到了若干有意义的结论.研究结果表明,为了促进三网融合,需要国家或者相关企业提供额外的资金投入,而三网融合的结果确实有利于减小网络系统整体开销.
903-914

认知无线Mesh网络中联合功率控制与信道分配的拥塞避免

摘要:受制于频谱资源有限性及链路负载差异性,网络拥塞成为认知无线Mesh网络研究中亟待解决的关键性问题.针对该问题,通过量化节点通信功率等级,并综合考虑网络干扰、链路有效容量及流量守恒等因素,建模了联合功率控制与信道分配的拥塞避免模型.进一步,提出了基于嵌套优化的拥塞避免机制,包括基于遗传算法的功率控制与信道分配、基于遗传算法的路由调度以及基于链路需求的最优路由算法.分别设计了组合编码和序列编码规则及流量守恒的约束控制机制,以保证个体进化的有效性及算法的快速收敛.一系列仿真实验表明该算法能够有效提高网络吞吐量,满足数据传输的实时性需求.
915-925

移动Ad Hoc网络中基于链路稳定性预测的组播路由协议

摘要:节点的随机移动性导致了移动自组织网络拓扑的动态变化,进而增加了重路由的频率,降低了网络通信性能.选择稳定性较高的路径进行路由,能够有效地降低重路由的频率,延长路由的生存时间.基于接收到的数据分组的信号强度,文中提出一种新颖的链路稳定性预测模型,并将其应用于传统组播路由协议中.仿真结果验证了预测机制的有效性,扩展协议LSPMR(LinkStabilityPrediction-basedMulticastRoutingProtocol)能够显著地提高分组投递率,降低分组端到端平均传输延时,且控制开销较小.
926-936

WiMAX Mesh网络中基于团划分的中继部署算法

摘要:集成多跳中继技术的WiMAXMesh网络中,当发送功率和信道数目一定时,用户接入链路的传输速率直接取决于用户到中继的距离.在满足用户到中继距离要求的条件下,研究最少中继部署问题具有保证网络性能、降低组网成本的意义.文中将该问题转化为最少团划分问题,基于用户邻居信息提出启发式算法MAXDCP,基于用户位置信息提出启发式算法GEOCP.模拟结果表明:与该问题的最新算法MIS相比,在相同时间复杂度下,MAXDCP部署中继的个数平均减少23.8%,GEOCP平均减少35%;与已有PTAS算法HS相比,GEOCP部署中继个数平均减少18.5%,且时间复杂度更低.MAXDCP和GEOCP很好地保证了网络性能、降低了组网成本.
937-946

资源受限的机会网络节点激励策略研究

摘要:针对机会网络中节点自私性问题,结合资源受限的机会网络特性,提出了一种基于买卖模型的节点激励策略——BIP.BIP策略采用货币支付模式,综合考虑节点自身资源、拥有的虚拟货币以及消息属性对消息进行定价,从而激励自私节点合作,同时有效地解决节点盲目合作带来的网络性能退化问题.博弈论分析证明,节点达成交易后,BIP策略可以有效地约束节点参与消息转发.通过仿真实验进一步验证BIP策略的有效性和实用性,结果表明BIP策略降低了能量消耗,减小了时延,提高了交付率.
947-956

IPv6环境下隧道流量解析安全性增强技术

摘要:隧道是IPv4向IPv6过渡的主要方式之一,它通过附加外层包头方式解决了IPv4或IPv6孤岛的通信问题.文中对隧道流量进行了分析,指出其具有层次和类型不确定性,提出了广义隧道的概念.研究了网络协议解析设备上传统双栈对广义隧道的解析过程,指出恶意隧道流量会引发隧道干扰和多层分片攻击两类安全问题,并提出隧道流标记和后移重组两个关键技术予以解决.实验表明:隧道流标记代价较小,每层至多增加1%的计算时间,而后移重组平均每层减少7.5%的计算时间,增强了应对恶意隧道流量的能力.
957-966
计算机学报杂志绿色计算

绿色评价模型的互模拟等价及逻辑保持

摘要:绿色计算中,复杂系统的绿色评价是一个重要的研究课题,其核心任务是判断运行时时间、空间资源消耗是否满足环境约束或限定.设计时,采用模型检测技术,自动、完备、高效地进行绿色评价,是一种新颖且有效的解决方案,但可能出现的状态爆炸问题将影响评价成败或效率.引入随机决策过程作为绿色评价模型;用时态逻辑刻画包含行为正确性及时间、空间资源约束的绿色评价指标;定义不确定语义理解下评价模型状态的互模拟等价规则,给出互模拟商的构造方法以及商模型调度,并比较等价语义下的行为机理;运用结构化归纳法证明互模拟等价保持评价结论.分析表明,互模拟等价可用作状态约简手段,为基于模型的绿色评价提供理论支撑和技术手段.
967-976

Seadown:一种异构MapReduce集群中面向SLA的能耗管理方法

摘要:数据中心的能耗管理已经成为大规模数据处理中的热点问题,其主要目标是控制相关成本的急剧增长.大量的工作围绕着在集群利用率较低时,关闭部分服务器来降低能耗,但是这些方法都严重受限于数据存储策略,同时难以保证应用的实时性能.MapReduce集群作为目前流行的大规模数据处理平台,能耗问题尤为突出.文中针对异构Malc,Reduce集群,提出一种面向SLA的能耗管理方法Seadown.首先,提出一种混合数据副本存储策略,它允许关闭大量节点,同时保证数据的完整性和集群的容错能力.其次,设计了一种基于历史记录的响应时间预测方法,它根据服务器节点的数量、性能参数和运行时间的历史信息准确估计程序的响应时间,相对误差大都在6%以下.最后,通过选择性地关闭部分节点以达到最小化能耗,同时保证应用程序的实时性能.文中证明了该优化问题是NP—hard问题,并提出了一种启发式的节点关闭策略.实验结果表明,在节点关闭策略下MapReduce应用的实时性得以保证,同时降低了大量的能耗.
977-987

多核结构片上网络性能-能耗分析及优化方法

摘要:文中探讨了片上网络在执行真实并行程序时的能耗和性能关系,并提出了一种能耗/性能优化方法.首先,文中提出了一种精确的性能一能耗模型,在性能和能耗模型中同时划分出与频率相关和与频率无关的因素,并分析其对性能和能耗的影响;其次,在性能一能耗模型中建立并行开销、片外访存开销与片上网络规模(节点数)、频率之间的关系,同时引入了并行度、通信模型等与应用相关的因素,使该模型能够同时表达软硬件特性;第三,文中提出了一种基于该性能-能耗模型的性能-能耗优化方法,通过采集程序的通信模型、访存消息数量等数据选择适当的频率和网络节点数来获得片上网络能耗最低值或处理器性能最大值.最后,文中采用8个PARSEC并行程序验证前述模型的准确性并评价性能-能耗优化方法,结果显示文中性能一能耗模型相比传统模型更加精确吻合实验测量结果,性能-能耗优化方法也有效适用于不同种类的并行程序.
988-1003
计算机学报杂志云计算

数据中心应用请求级行为特征分析

摘要:请求级行为分析有助于数据中心应用管理.已有研究中,一类方法要求了解应用内部细节和源代码,因此不适用于数据中心场景,另一类方法基于外部观测应用行为,不能得到精确的分析结果.该文提出一种新的面向数据中心应用的请求级行为分析方法.该方法不要求应用内部细节能够分析请求细粒度性能指标和多项资源消耗.该文贡献主要是:(1)提出了一个结合模型驱动和轻量内核行为跟踪的请求行为分析方法,适用于由黑盒模块构建的数据中心应用;(2)提出了一种利用应用行为预测误差衡量请求分析精度的评价方法.实验表明该方法具有好的分析精度,平均误差小于10%.
1004-1014

一种QoS最优的语义Web服务自动组合方法

摘要:针对海量的信息提供类(InformationProviding)语义Web服务的自动组合问题,提出了一种将正向搜索与逆向搜索相结合并追求QoS最优的快速组合方法.该方法首先根据用户的请求对服务库中的服务进行层次划分,去除无关服务并得到具有并行调用结构的组合服务原型即规划图;之后,利用得到的参数的服务源信息,计算每个服务的最优组合QoS最后,以用户请求的输出参数为起点进行逆向搜索,以最优组合QoS为约束条件构造所有可能的最优解.以WS—Challenge2009提供的竞赛集进行实验,结果表明该方法不仅能够找到组合服务的最优QoS,而且可以获得大量结构不同但OoS均为最优的解,从而为组合服务的执行提供更多的选择.
1015-1030

基于改进粒子群算法的Web服务组合

摘要:web服务组合优化问题是典型的NP难题.将PSO算法用于连续性优化问题的相关研究较多,但将其应用于web服务组合优化问题并不多见.文中提出一种改进的基于子粒子圆周轨道和零惯性权重的MDPS0算法,并将其应用到web服务组合优化问题中,该算法使用基于三角函数的非线性动态学习因子及种群早熟收敛预测与处理方法控制粒子群的行为,在粒子的局部开拓能力和全局收敛能力之间达到良好的动态平衡.最后文中给出了MDPSO算法的实验及评价方法.这些概念和方法为PSO算法在web服务组合问题上的应用研究提供了一种全新的思路.通过与传统的PSO算法做比较,验证了该算法在Web服务组合问题上效率更优.通过对实验数据的分析和解释得到了若干有益的结论,为进一步的研究工作奠定了基础.
1031-1046

基于分布式文件系统HDFS的节能算法

摘要:与传统数据中心节能算法不同,MapReduce计算任务的数据依赖性使得设计HDFS(HadoopDistributedFileSystem)节能算法时必须保证集群中所有数据块的可用性,即任意数据块或其副本中的至少一块处于活动状态.根据HDFS集群结构与数据块存储等特点建立了DataNode节点矩阵、节点状态矩阵、文件分块矩阵、数据块存储矩阵与数据块状态矩阵,为后续研究建立了基础模型.结合数据块状态矩阵与数据块可用性之间的关系设计了DataNode节点休眠验证算法.概率分析了由于机架感知的存储策略带来数据块分布的随机性,使得在不改变数据块存储结构与存储策略的情况下并不能通过休眠DataNode节点达到节能的目的.进而设计了数据块存储结构配置节能算法与基于对称数据块存储策略下的节能算法,分别从改变数据块的存储结构与存储策略两方面对HDFS进行节能改进.实验结果表明:两种节能算法都能解决HDFS集群的能耗低利用率问题,并且集群负载越低节能效率越高.
1047-1064

基于存储级并行的同时多线程电压紧急容错技术

摘要:时钟门控等低功耗技术引起的电流波动以及供电网络上的寄生阻抗效应,共同形成感应噪声(di/dt),引起供电电压波动.过大的电压波动可能引发时延故障并影响系统正确运行,被称之为电压紧急.文章分析了同时多线程处理器中电压紧急与程序访存行为之间的关系,结合程序的存储级并行性,提出了一种线程调度方法以减少电压紧急对系统性能的影响.实验结果表明,与flush方法相比,所提方法在双线程环境下平均减少21.7%的电压紧急,在四线程环境下平均减少25.2%的电压紧急,并能够有效提高同时多线程处理器的公平性.
1065-1075

2013CCF中国计算机大会征文通知

摘要:第10届CCF中国计算机大会(2013 CCF China National Computer Congress,CCF CNCC2013)将于2013年10月24~26日在长沙圣爵菲斯酒店举行,承办单位为国防科技大学.CCF CNCC是由中国计算机学会2003年创建的系列性学术会议,已在不同的城市成功举办9届,现每年一次.
1075-1075
计算机学报杂志图形图像

基于熵和局部邻域信息的高斯约束CV模型

摘要:基于曲线演化的Chan-Vese(CV)模型常常不能准确分割非均匀性且结构复杂的医学图像.针对此缺点,文中提出了一种基于熵和局部邻域信息的高斯约束CV模型,作者利用熵构造内部和外部区域能量的权值系数,加强了对曲线演化的控制;同时将曲线上各点的局部邻域信息引入到曲线演化过程中,提高了分割的准确性,并降低了区域内灰度不均匀等因素对曲线演化的影响;高斯约束保证了曲线演化过程中的稳定性、光滑性,同时不需要曲线周长约束项和重复初始化.利用CircularHough变换对左心室壁内、外膜进行初始定位,避免了人工设置初始轮廓,减少了曲线向目标轮廓演化时间和初始轮廓位置敏感性对分割结果的影响.作者对心脏MR图像的左心室内、外膜进行了分割.结果表明文中方法能够快速准确地分割左心室壁内、外膜,抗干扰能力强,鲁棒性好.
1076-1085

两相图像变分分割凸松弛模型快速算法

摘要:主要研究两相图像分割凸模型的三类快速数值算法.首先,分别针对无约束和有约束的图像分割凸模型分别提出相应的具有O(1/k)阶收敛速率的梯度投影算法,并结合快速迭代收缩算法的加速收敛策略,将所提出的梯度投影算法的收敛速率从0(1/k)阶提高到O(1/k2)阶;其次,基于分块协调下降的思想,对无约束的图像分割凸模型采用Newton法求解,该算法不仅是单调下降的,而且具有二阶收敛性;然后,根据交互式迭代算法的思想,在约束模型的Fenchel原始-对偶形式的基础上,提出了一种通过原始变量和对偶变量交互式混合迭代求解的算法,所提出的算法在求解过程中避免了梯度算子和散度算子作用于未知变量,使得迭代形式更简单;最后,仿真实验表明了这3类算法的有效性和在收敛速率上的优势.
1086-1096
计算机学报杂志协同工作

二值命题逻辑的无损求解

摘要:针对协同问题求解、协同设计等诸多领域中存在逻辑冲突的共性问题,从二值命题逻辑理论出发,研究面向冲突的无损求解(即初始解空间获取)问题.首先,提出简单合取式的扩充和Wh-析取范式等概念,在此基础上定义初始解空间,并通过提出的有效扩充概念得到初始解空间的简化表示——最简解空间,探讨了两类解空间的关系及各自的计算方法.其次,构造生成序列来辅助公式的析取化,从泛代数的角度定义了Wh-代数;提出了指数矩阵,并籍此给出了Wh-代数的等价表现形式,通过引入扩展指数矩阵构造出扩展Wh-代数.最后证明了扩展Wh-代数中的展开定理和逻辑简化定理,给出基于有效扩充的直接无损求解算法,并与提出的其他相关算法进行了对比,结果表明该算法较为理想.该研究对于协同问题求解等领域有着重要的推动作用.
1097-1114