一种面向传感器网络应用程序的有效测试方法
摘要：无线传感器网络是物联网的基本组成部分.随着传感器网络的广泛应用,其软件质量的问题日益突出.传感器网络应用程序中的瞬态错误很难被发现,这是因为它们由偶然交织的事件处理逻辑所触发,而且有效的自动测试预言往往不可得.基于区间的测试方法将传感网程序的执行过程划分为若干区间,并检测包含瞬态错误的区间,但是这种方法可能产生大量的误报.文中详述了对这些误报进行深入研究的结果,并进而提出一种有效的基于区间的测试方法,用于检测传感网程序应用级组件中的瞬态错误.此方法的主要特点是采用新的区间划分策略和程序行为选择策略.这些策略用于排除被分析区间中的良性偶然交织行为.文中提出了一种区间识别算法,并在此基础上实现了该方法的一个原型工具.文中给出了一组实验来评估原型工具的效果和效率.实验结果表明,此工具能够有效而高效地检测被测程序中的瞬态错误.EasiSNP：一种基于时空属性的传感器网络编程方法
摘要：由于资源受限的传感器节点易受到外界环境因素的干扰,造成传感器网络具有较强的动态性;而移动节点的引入,会加剧网络的动态性.为了消除网络动态性的影响,需要在每个节点上设计复杂的冗余机制,增加了开发难度.为此,作者提出了一种基于时空属性的编程方法——EasiSNP.通过编写EasiSNP顶层应用程序,可以直接对接口进行编程,由计算机根据接口绑定的时空属性生成任务块,并通过任务块迁移机制,由网络动态选择合适的节点执行任务块.此外,作者设计了相应的EasiSNP程序解释系统和运行时系统,前者实现了EasiSNP顶层应用程序的正确解释以及任务块的生成,后者保证了任务块能够被顺利迁移和执行.实验表明基于时空属性的编程方法EasiSNP在提高网络健壮性的同时,能够以较少的开销构建复杂的应用.基于谓词执行序列的软件缺陷定位算法
摘要：谓词执行信息收集和利用的程度会直接影响基于谓词的统计学缺陷定位方法（PBSD）的定位效果.文中主要围绕两个问题进行研究：（1）是否可以通过增加谓词的执行信息量来提高算法的定位精度？（2）执行信息量与算法定位精度有什么关系？在此基础上,设计了一种基于谓词执行序列的软件缺陷定位算法,通过引入谓词执行序列增大算法使用的谓词执行信息量.实验表明,增大谓词执行信息量确实可以提高缺陷定位精度,且当程序中谓词执行信息量充足时,定位精度会随信息量的增加不断提高.考虑类特性的面向对象错误定位
摘要：基于频谱的错误定位方法很少考虑语言特性对其错误定位效率的影响.文中针对基于频谱的面向对象程序错误定位,分析讨论了类特性对基于频谱的错误定位方法的有效影响,提出了结合类可疑度信息的错误定位算法,并通过3个Java开源软件作为实验对象对其进行了验证.实验结果表明,文中提出的方法能够有效提高基于频谱的面向对象错误定位方法的效率.基于稀有数据扑捉的路径覆盖测试数据进化生成方法
摘要：采用遗传算法自动生成路径覆盖的测试数据是软件测试自动化研究的热点.现有方法设计适应值函数时,对穿越难以覆盖节点的稀有数据保护不够理想,因而影响测试数据生成效率的提高.文中在测试数据进化生成时动态扑捉稀有数据,通过统计每代种群中目标路径各节点被穿越的个体数量,得到个体对生成穿越目标路径测试数据的贡献,以此作为权重调整个体的适应值,使得稀有数据的适应值增加,以便在后续进化中得到保留,从而提高测试数据生成的效率.基准程序和工业用例的测试结果表明,与传统方法及随机法比较,文中方法生成覆盖路径的测试数据效率较高.VxBPELEngine：一种变化驱动的适应性服务组装引擎
摘要：近年来,面向服务的架构（SOA）正逐渐成为分布式系统开发的新范型.为了满足快速变化的需求,服务组装应具备足够的适应性.针对目前广泛采纳的服务组装语言BPEL在适应性支持方面存在的不足,对标准BPEL进行扩展,开发了VxBPEL,支持服务组装中的可变性设计,为了在运行时刻解释与执行服务组装中的可变性定义与可变性配置,基于开源BPEL引擎ActiveBPEL开发了VxBPEL引擎VxBPELEngine.通过实例系统验证了基于可变性设计的适应性服务组装方法的可行性,评估了VxBPELEngine引擎的性能.面向维护的实时软件时间变化敏感点检测
摘要：正确的时间属性和行为对于实时软件来说非常关键,然而这却很难得到完全的保障.在实际工业中,实时性错误不仅会在软件的设计开发阶段被引入,在软件的维护阶段,随着软件的演化也同样会引入这种错误.当软件维护人员对系统不够熟悉时,维护阶段引入这些错误的可能性会更大.目前,还没有研究结果可以在软件修改发生之前,通过分析系统的时间关系信息来帮助指导软件维护人员减少或者避免引入时间相关的错误.在这样的背景下,文中提出了一种实际可用的分析途径来解决这一问题,称之为时间变化影响分析.这一解决途径在软件维护人员做出修改之前就可以分析软件内在的时间关系信息,从而帮助维护人员在软件的实际演化前预测可能带来的时间影响.在具体的操作上,可以通过告知软件维护人员程序代码中的某些位置点可能会对整个程序任务的执行时间产生很大的影响,来提醒他们修改这些位置点的代码时应当特别小心.由于这些点对程序任务的执行时间敏感,我们称之为时间变化敏感点.文中通过一种基于扰动的测试实现来检测程序中的时间变化敏感点,通过在程序中插桩不同的代码时延,达到对执行时间的扰动作用.对这些扰动作用下的程序执行时间数据进行统计,得到程序中各个位置点对时间影响的定量度量.对于实际使用的大规模程序,该方法通过集成静态程序分析技术提高吞吐量和减小漏报率.文中对分析途径做了原型实现,并在M（a）lardalen WCET基准用例集和开源项目Free Lossless Audio Codec （FLAC）上做了实例评估.评估结果展示了该方法的可行性和有效性.基于动态描述逻辑的语义Web服务组合
摘要：应用合适的形式系统对语义Web服务建模是实现语义Web服务自动组合的前提;形式系统的表达能力和计算性能决定了语义Web服务组合的准确度和求解效率.动态描述逻辑DDL（X）将动态逻辑、描述逻辑以及构建在描述逻辑之上的动作理论有机地结合,为语义Web服务的建模提供了新的工具.提出了一种基于DDL（X）的语义Web服务自动组合方法.首先,在将OWL-S表示的语义Web服务建模为动作的基础上,将语义Web服务组合问题建模为基于DDL（X）的规划问题,其中规划问题的规划解可以由DDL（X）中的任一动作构成,从而可以支持OWL-S中不含有Split和Split＋Join的各种Web服务组合方案.针对建模后得到的任一规划问题,给出了用来判断是否存在规划解的判定算法,证明了算法的可终止性、可靠性和完备性.最后,当规划解存在时,可以根据判定过程将其解析出来.文中的方法充分发挥了DDL（X）在表达能力和计算性能等方面的优势,为语义Web服务自动组合提供了一套有效的理论工具.基于交互冲突的服务互操作匹配性检测
摘要：随着互联网中包含多个交互的复杂服务的大量出现,如何有效检测服务之间的匹配性至关重要.与传统的业务流程互操作匹配性验证不同,在互联网环境下匹配性检测,一方面要面临如何实现快速检测的挑战,另一方面要解决如何准确地检测完整且精确的不匹配原因以便及时修正.为此,文中提出了一种基于交互冲突的服务互操作性检测方法,该方法利用局部交互之间的行为约束关系检测复杂服务互操作的匹配性,并形式化证明了该方法能够获得与经典的互操作匹配性检测方法一致的检测结果.与经典的互操作匹配性检测方法相比,该文方法时间复杂度低且检测结果可以确切地给出完整、精确的互操作不匹配的原因.多源混合变形传递研究
摘要：变形传递是将已有模型上的变形传递到目标模型上,使目标模型能呈现出与源模型相似的变形效果.该文在Sumner等人提出的基于三角网格上的变形传递的基础上,实现了将源网格多种不同的变形传递到同一目标网格上的混合变形传递.在这个过程中提出了两种方法,一是直接将源网格多个部分不同的动作混合传递到目标网格,另一种是先将源网格进行动作融合,再将混合动作传递给目标网格.本文采用在分块时使各部分在边界处具有重叠的三角形和在能量方程中增加边界处的光滑项两种方法,最后得到了光滑的混合变形传递结果.基于三角形自适应细分的有效光照烘焙方法
摘要：传统的纹理烘焙技术虽然能产生高质量的视觉效果,但需要占用大量的存储空间,进而影响实时绘制的性能.针对这一问题,文中提出一种基于自适应三角形细分的有效光照烘焙方法,在保证绘制效果的前提下,可以保持低存储和高帧率.作者首先提出一种适合三角形的自适应细分模式,通过GPU四叉树编码表示子三角形级别的细分;其次,利用光照图纹理和GPU可编程着色器快速决定三角形的自适应细分模式;第三,针对细分模式的性质,通过缝合操作,有效地消除不同细分模式下相邻三角形之间可能出现的裂缝;最后通过最小二乘意义的全局优化,计算顶点颜色.另外,算法还可以通过用户定义的参数灵活地控制细分粒度和绘制效果.实验结果证明,与传统的基于光照图的实时渲染方法相比,文中算法通过使用细分后的模型顶点颜色代替光照图,不仅可以节省80％以上的存储空间,还可以保持高帧率,并达到近似的绘制效果.基于视觉的人体动作识别综述
摘要：基于视觉的人体动作识别是图像处理、计算机视觉、模式识别、机器学习、人工智能等多个学科的交叉研究课题,在视频监控、视频检索、人机交互、虚拟现实、医疗看护等领域具有深远的理论研究意义和很强的实用价值.文中从特征提取的方法、动作识别的方法、相关国际竞赛与常用数据库等方面详细阐述该领域目前的研究现状以及研究难点与可能的发展方向.面向人机接口的多种输入驱动的三维虚拟人头
摘要：面向人机接口领域,文中提出了一个可由多种输入驱动的三维虚拟人头系统.该系统具有如下特性：（1）由视频、文本和语音多种输入驱动,增加了与人交互的多样性;（2）在粒子滤波框架下根据在线外观模型跟踪视频中的人脸三维运动,并且融合多种观测信息来降低在线外观模型的光照敏感性和个体相关性;（3）参数模型和肌肉模型相结合的三维人脸动画,在保持生理结构的基础上描述人脸运动,进而达到高真实感,同时大大降低了计算量;（4）在保持正确率的前提下,采用三音子模型降低了可视化协同发音模型的计算复杂度.对该虚拟人头的客观和主观测试验证了其在人机交互上的有效性.可满足性问题生物砖翻转细胞计算模型
摘要：细胞内丰富的信息处理机制和细胞计算的巨并行性一直吸引着科学家构建细胞计算机.科学家利用细胞内的信息处理机制开发了不少模仿简单电子器件功能的细胞计算部件,如细胞布尔逻辑门、细胞记忆单元等,但这些部件没有充分利用细胞计算的巨并行性特点.DNA重组酶Hin能催化DN段的翻转反应,通过切换DN段的方向来调控基因的表达.该文利用DNA重组酶Hin的这一性质,以合成生物学中广泛使用的生物砖为材料,以大肠杆菌Escherichia coli为宿主细胞,以DNA重组酶Hin为计算工具,构建了一个解决可满足性问题的细胞计算模型.该模型中,每个细胞可独立地生成并判定可满足性问题的一个解,数以亿计的细胞可检查数以亿计的可能解.该模型充分利用细胞计算的巨并行性,显示了细胞计算的巨大潜力.用于转录因子结合位点识别的定位投影求精算法
摘要：定位转录因子结合位点,也称模体发现问题,对于理解基因调控关系非常重要.文中提出了一种新的定位投影求精算法（Fixed-Position Projection Refinement algorithm,FPPR）用于DNA序列中的转录因子结合位点识别.通过一个基于数据集对应位置频率矩阵的投影过程,将DNA数据聚类为不同的子集,过滤选出其中具有一定信息量和复杂度的子集,作为初始状态,进而使用期望最大化算法进行求精.FPPR通过对定位投影过程中阈值的设定,实现了对OOPS、ZOOPS、TCM这3种模型中不同模体实例分布的处理.同时,结合高阶马尔可夫背景设计目标函数,使得算法的概率模型更加符合真实生物数据.此外,通过相似函数WIC评估,FPPR可拓展为解决多模体识别问题.真实数据测试表明,FPPR可以在合理的时间内准确找寻模体,与MEME、GAME、Motif Sampler和GALP-F等算法相比有更好的性能,并且可以有效地解决多模体识别问题.基于子空间的鲁棒射影重建方法
摘要：现有基于子空间的方法不但要求测量矩阵中所有特征点在所有图像上是可见的,而且不能含有错误对齐的数据项（局外点）.文中提出基于子空间的鲁棒射影重建方法,该方法使用施加秩约束的广义Lagrange乘子法（ALM）极小化一个由核范数和L1范数组合的凸规划,求出测量矩阵所位于的低维子空间,消除局外点和丢失数据项对因子化方法的影响.文中算法在同一个子空间框架中,对同一个目标函数关于2组不同参量交替估计射影结构和射影深度,由此确保迭代解的收敛.实验证明,与Tang子空间方法比较,文中算法的有效性和可靠性都有所提高.基于忆阻神经网络PID控制器设计
摘要：忆阻器是一种阻值变化依赖于通过它的电荷量或磁通量的新型电子器件,在非易失性存储器和人工神经网络等应用中具有独特优势.智能PID控制器在现代控制领域中占据重要地位.文中在研究传统单神经元和神经网络PID控制器的基础上,引入具有类似于人脑突触行为的忆阻器实现新型的权值更新机制,提出了忆阻单神经元和神经网络PID控制器模型.在理论推导的基础上,进行了编程仿真和Simulink建模.实验结果验证了提出方案的有效性.该方案可望进一步推动智能PID控制器的发展,促进神经网络PID控制器的硬件实现.马尔可夫决策过程的限界模型检测
摘要：限界模型检测避免了符号模型检测反应式系统中构建二叉图时出现的空间快速增长,已经被证明是缓解状态空间爆炸问题的有力技术.文中遵循限界模型检测的思想,对马尔可夫决策过程提出一种限界模型检测技术,从而避免构建多端二叉图时空间的快速增长.具有非确定选择刻画能力是马尔可夫决策过程最大的特性,针对该特性首先定义概率计算树逻辑的限界语义,并证明其正确性;然后基于不同界下所计算概率度量序列的演化趋势,设计了限界检测过程终止的判断准则;最后将限界模型检测过程转换为线性方程组的求解问题.实验结果说明限界模型检测技术在证据较短的情况下,所需内存空间少于无界模型检测算法.