• 2003年第14卷第5期文章目次
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    • 随机算法异步并行化的效率分析

      2003, 14(5):871-876.

      摘要 (4121) HTML (0) PDF 589.55 K (3579) 评论 (0) 收藏

      摘要:随机算法的执行时间具有不确定性,这种不确定性为随机算法的异步并行提供了良好的基础,已有许多计算实验表明了随机算法的异步并行可以达到线性甚至超线性的加速.对于求解SAT问题的随机算法RDP,研究了异步并行效率与运行时间分布和处理器数目之间的关系.应用一种单峰分布──分段线性分布模型来模拟随机算法的运行时间分布.理论分析和计算结果均表明:当处理器数目k较小和单峰位于分布的前部时,随机算法的异步并行具有近线性加速.

    • 基于模拟退火的服务质量路由算法

      2003, 14(5):877-884.

      摘要 (3850) HTML (0) PDF 758.38 K (4445) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为下一代互联网的核心问题之一,多约束的服务质量路由(QoSR)用来寻找一条同时满足多个约束条件的可行路径.然而,该问题具有NP完全的复杂度.将模拟退火引入多约束QoSR计算中,首先使用非线性能量函数将多个QoS度量转化成单一能量,然后基于模拟退火的方式求解最小能量路径.首先概述了模拟退火的方法,分析了在QoSR中应用模拟退火所面临的关键问题以及解决方案,然后给出了SA_MCP算法及其复杂性分析.实验结果表明,该算法具有很高的性能,同时对网络规模和约束个数都具有很好的扩展性,对QoS约束的分布状况也不敏感.此外,只要大部分QoS约束存在可行路径,算法的实际运行时间约为O(k(m+nlogn)),即传统Dijkstra算法的k倍(k为约束个数).

    • 一类实际网络中的最小截算法

      2003, 14(5):885-890.

      摘要 (3652) HTML (0) PDF 619.76 K (3561) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论了节点和边都有容量限制的无向平面网络中的两点间的最小截问题.传统方法是把节点和边都有容量的网络中的最小截问题转化为只有边有容量的问题,但该方法用在平面网络时不能保持网络的平面性,因此网络的平面性不能得到利用.使用传统方法的计算时间为O(n2logn)(其中n为网络的节点数).给出了可以充分利用网络平面性的方法.对源和汇共面的s-t平面网络,把最小截问题转化为平面图上两点间的最短路径问题,从而可以得到O(n)时间的算法;对一般的平面网络,给出了新的将节点和边都有容量的问题转化为仅边有容量问题的方法,这种转化方法不破坏网络的平面性,从而可以利用平面网络中仅边有容量问题的计算方法,使原问题在O(nlogn)时间内获得解决.

    • 背包问题的最优并行算法

      2003, 14(5):891-896.

      摘要 (4206) HTML (0) PDF 634.91 K (4059) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用分治策略,提出一种基于SIMD共享存储计算机模型的并行背包问题求解算法.算法允许使用O(2n/4)1-ε个并行处理机单元,0≤ε≤1,O(2n/2)个存储单元,在O(2n/4(2n/4)ε)时间内求解n维背包问题,算法的成本为O(2n/2).将提出的算法与已有文献结论进行对比表明,该算法改进了已有文献的相应结果,是求解背包问题的成本最优并行算法.同时还指出了相关文献主要结论的错误.

    • 边赋权森林ω-路划分的O(n)算法

      2003, 14(5):897-903.

      摘要 (3995) HTML (0) PDF 715.04 K (3713) 评论 (0) 收藏

      摘要:ω-路划分问题是路划分问题的一般化,它源于并行计算机系统、计算机网络与分布式控制系统等一类广播通信问题.设置最少的信息源节点,使得在指定的时间内将信息源节点所拥有的信息发送到其余节点,并且保证不同通信线路之间不得相交.从Hamilton路的NP-完全性不难看出,ω-路划分问题属于NP-完全问题.通过构造性证明技术,获得了边赋非负权路径、树和森林的ω-路划分问题的一些性质.分别提出了求解边赋非负权路径和边赋非负权树的ω-路划分问题的线性时间算法,讨论了算法的局部实现技术,详细地分析了这些算法的复杂度.以这两个算法为基础,提出了一个线性时间算法求解边赋非负权森林的ω-路划分问题.所提出的算法直观简明、操作容易,只需要较少的运行时间和较小的存储空间.

    • 异构系统中负载平衡扩散算法的加速方法

      2003, 14(5):904-910.

      摘要 (3873) HTML (0) PDF 787.67 K (3735) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前,很多单位与组织都有连接着数百台工作站和微机的局域网,并将它们作为一个机群系统使用.在这样的异构系统上动态负载平衡是提高性能的一个重要方法.扩散方法是同构系统的动态负载平衡算法.将散算法扩展到异构系统中,对异构系统中速度不同的处理机的位置与扩散收敛速度的关系进行了研究,提出了加速扩散算法的收敛速度的优化方法.初步实验证明,该方法能通过合理安排处理机,加快扩散算法的速度.

    • 有限信念集上修正的一种方法

      2003, 14(5):911-917.

      摘要 (3932) HTML (0) PDF 647.45 K (3840) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论了信念集是有限子句集时的信念修正方法.首先给出了一阶逻辑上求所有极小不协调子集的一个过程,证明了该过程的正确性;然后讨论了由有极小不协调的子集来实现信念修正的方法,介绍所开发的信念修正的原型系统;最后与相关工作进行了比较.

    • 序贯最小优化的改进算法

      2003, 14(5):918-924.

      摘要 (3932) HTML (0) PDF 705.62 K (4631) 评论 (0) 收藏

      摘要:序贯最小优化(sequential minimal optimization,简称SMO)算法是目前解决大量数据下支持向量机(support vector machine,简称SVM)训练问题的一种十分有效的方法,但是确定工作集的可行方向策略会降低缓存的效率.给出了SMO的一种可行方向法的解释,进而提出了一种收益代价平衡的工作集选择方法,综合考虑与工作集相关的目标函数的下降量和计算代价,以提高缓存的效率.实验结果表明,该方法可以提高SMO算法的性能,缩短SVM分类器的训练时间,特别适用于样本较多、支持向量较多、非有界支持向量较多的情况.

    • 基于非脊点下降算子的多尺度骨架化算法

      2003, 14(5):925-929.

      摘要 (3748) HTML (0) PDF 536.13 K (3631) 评论 (0) 收藏

      摘要:骨架是目标表示的一种重要方式.提出了一种基于区域标记直接从灰度图像中提取的骨架的新算法.算法对脊点概念作了补充撰述,组合利用了目标的轮廓与区域信息,采用了层次化的处理策略,适用于稳健地提取规则和不规则目标完整的多尺度骨架.所提取的骨架彼此连通、单像素宽并与原始图像拓扑一致.将算法应用于实际图像,检测到了与人视觉感知相一致的目标骨架.

    • 离散时间的Hopfield网络稳定性研究

      2003, 14(5):930-935.

      摘要 (4121) HTML (0) PDF 630.80 K (4014) 评论 (0) 收藏

      摘要:主要讨论离散时间连续状态的Hopfield网络模型中当神经元的激活函数为单调增函数(不一定严格单调增)时,并行和串行收敛的充分条件以及具有全局惟一稳定点的充分条件.通过定义新的能量函数和研究单调增函数(不一定严格单调增)的性质,给出了并行和串行收敛的充分条件.通过研究能量函数成为凸函数的条件,将Hopfield 网络的运行看作约束凸优化问题求解,从而得出了仅有全局惟一极小点的充分条件.当网络神经元的自反馈大于该神经元激活函数导数的倒数时,串行运行收敛.当网络连接权值矩阵的最小特征值大于激活函数导数的倒数时,网络并行收敛.如果网络的能量函数为凸函数,则网络将仅有惟一一个全局稳定点.这些结果在应用Hopfield 网络求解优化问题和联想记忆时拓广了神经元激活函数的选择范围.

    • 由平行平面的投影确定无穷远平面的单应矩阵

      2003, 14(5):936-946.

      摘要 (4444) HTML (0) PDF 905.39 K (4368) 评论 (0) 收藏

      摘要:在三维计算机视觉中,无穷远平面的单应矩阵扮演了极其重要的角色,可使众多视觉问题的求解得到简化.主要讨论如何利用平行平面的投影来求解两个视点间的无穷远平面的单应矩阵,用代数方法构造性地证明了下述结论:(1) 如果场景中含有一组平行平面,则可以通过求解一个一元4次方程来确定两个视点间的无穷远平面对应的单应矩阵;(2) 如果场景中含有两组平行平面,则可以线性地确定两个视点间的无穷远平面对应的单应矩阵.并对上述结果给出了相应的几何解释和具体算法.所给出的结果在三维计算机视觉,特别是摄像机自标定中具有一定的理论意义和应用价值.

    • 基于三级存储器的Join算法

      2003, 14(5):947-954.

      摘要 (4184) HTML (0) PDF 784.67 K (3680) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了基于三级存储器的海量关系数据库的Join算法.目前,在所有磁带数据Join算法中,基于Hash思想的算法是最优的.但是,这些算法没有考虑从第三级存储器中读取数据时,磁带定位时间对算法性能的影响.磁带的磁头随机定位耗时大,是影响基于三级存储器的数据操作算法时间复杂性的关键因素.针对这个问题,提出了两种新的基于三级存储器的海量关系数据库连接算法,即Disk-Based-Hash-Join算法和Tertiary-Only-Hash-Join算法.这两种算法采用了磁盘缓冲技术和散列数据集中存储方法,降低了算法的磁带磁头随机定位时间复杂性,提高了基于三级存储器的连接算法的性能.理论分析和实验结果表明,提出的基于三级存储器连接算法的性能高于目前所有同类算法的性能,可以有效地应用于海量数据管理系统.

    • 基于扩展客体层次结构的安全数据库策略模型

      2003, 14(5):955-962.

      摘要 (3769) HTML (0) PDF 711.13 K (3873) 评论 (0) 收藏

      摘要:安全策略模型是安全可信系统的基础.Bell-LaPadula模型是多级安全系统中广泛应用的安全策略模型,但它缺乏针对数据模型的完整性和一致性规则.以该模型为基础,针对数据库系统的数据模型,提出了一个以扩展客体层次结构为基础的安全策略模型.模型通过扩展客体层次结构使完整性成为模型的内在属性,并引入或重新定义了客体域、扩展安全公理和操作规则.模型更加适应多级安全数据库系统的要求,增强了策略模型与系统规格和高层模型的一致性.普遍性和通用性安全模型的扩展和增强,特别是安全性以外的特性的引入是安全策略模型向实际系统模型转化的必要步骤.

    • 基于聚类的位置数据库动态重组

      2003, 14(5):963-969.

      摘要 (3986) HTML (0) PDF 692.57 K (3778) 评论 (0) 收藏

      摘要:在无线移动计算环境中,如何合理地组织和存储移动对象(mobile object)的配置信息从而有效地降低查询和更新代价是位置管理(location management)中的一个重要问题.将数据挖掘应用到移动计算环境中是一项具有挑战性的研究课题,具有广阔的应用前景.从数据挖掘的角度出发,提出了一种优化位置数据库的解决方案.首先采用一种新的层次聚类算法对移动日志聚类,然后根据聚类的结果对位置数据库动态重组,从而有效地降低了查询和更新代价.

    • 序列中的一般化局部序列模式发现

      2003, 14(5):970-975.

      摘要 (3376) HTML (0) PDF 557.14 K (3401) 评论 (0) 收藏

      摘要:已有的时序序列中的模式发现方法主要关注于发现全局的模式,该模式的频繁度量通过扫描序列的所有记录产生.然而,仅在某个时间段中频繁的局部模式在实际中是广泛存在的,对其有效的发现是有意义的.介绍了一种在时序序列中发现一般化局部序列模式的方法.发现的模式具有形式"在子序列s中,如果A发生,则B在时间T内发生".提出的方法包括一个支持高效的模式实例定位与计数的索引结构和一个2段的局部模式挖掘算法.试验结果符合问题的定义,并证明了提出方法的优越性.

    • 一种通过内容和结构查询文档数据库的方法

      2003, 14(5):976-983.

      摘要 (4144) HTML (0) PDF 609.21 K (4001) 评论 (0) 收藏

      摘要:文档是有一定逻辑结构的,标题、章节、段落等这些概念是文档的内在逻辑.不同的用户对文档的检索,有不同的需求,检索系统如何提供有意义的信息,一直是研究的中心任务.结合文档的结构和内容,对结构化文件的检索,提出了一种新的计算相似度的方法.这种方法可以提供多粒度的文档内容的检索,包括从单词、短语到段落或者章节.基于这种方法实现了一个问题回答系统,测试集是微软的百科全书Encarta,通过与传统方法实验比较,证明通过这种方法检索的文章片断更合理、更有效.

    • 通用的移动Agent通信框架设计

      2003, 14(5):984-990.

      摘要 (4172) HTML (0) PDF 698.59 K (3910) 评论 (0) 收藏

      摘要:移动Agent的通信机制应满足位置透明性、可靠性、高效性、异步性、自适应性等需求.提出一种通用的移动Agent通信框架,以支持在各种应用需求下的移动Agent通信协议的设计.该框架基于一种灵活的信箱机制,为每个移动Agent分配一个信箱作为消息缓冲,同时允许Agent及其信箱相互分离,独立迁移.在此基础上提出的三维通信框架不仅涵盖了现有的常用通信机制,还支持新的通信协议的设计.通过实验分析了框架的设计参数选择对协议性能的影响,分析结果对框架的应用有一定的指导意义.

    • 基于复合离散混沌动力系统的序列密码算法

      2003, 14(5):991-998.

      摘要 (3799) HTML (0) PDF 745.50 K (4222) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用复合离散混沌系统的特性,提出了两个基于复合离散混沌系统的序列密码算法.算法的加密和解密过程都是同一个复合离散混沌系统的迭代过程,取迭代的初始状态作为密钥,以明文序列作为复合系统的复合序列,它决定了迭代过程中迭代函数的选择(或明文与密钥),然后将迭代轨迹粗粒化后作为密文.由于迭代对初始条件的敏感性和迭代函数选择的随机性,密钥、明文与密文之间形成了复杂而敏感的非线性关系,而且密文和明文的相关度也很小,从而可以有效地防止密文对密钥和明文信息的泄露.复合离散混沌系统均匀的不变分布还使密文具有很好的随机特性.经分析表明,系统具有很高的安全性.

    • 基于内容过滤的个性化搜索算法

      2003, 14(5):999-1004.

      摘要 (4865) HTML (0) PDF 654.36 K (5089) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统信息检索技术满足了人们一定的需要,但由于其通用的性质,仍然不能满足不同背景、不同目的和不同时期的查询请求.提出了一种基于内容过滤的个性化搜索算法.利用领域分类模型上的概率分布表达了用户的兴趣模型,然后给出了相似性计算和用户兴趣模型更新的方法.对比实验表明,概率模型比矢量空间模型更好地表达了用户的兴趣和变化.

    • 通过自适应随机数据包标记实现实时IP回溯

      2003, 14(5):1005-1010.

      摘要 (3571) HTML (0) PDF 681.81 K (4173) 评论 (0) 收藏

      摘要:随机数据包标记(PPM)是对拒绝服务攻击进行IP回溯的一种实用而有效的方法.提供了一种自适应的PPM算法:一个路由器按一个与路过的数据包已传输距离自适应的概率标记该数据包,从而被攻击者可以以最短的收敛时间重构一个攻击路径.通过一个新的称为标注片段编码的IP重载方案,实现了实时的重构,从而能同时回溯数千条路径.与以前的PPM方案相比,收敛时间减少了50%,同时大大减少了重构计算量和伪证性.

    • >综述文章
    • 高速IP路由器中输入排队调度算法综述

      2003, 14(5):1011-1022.

      摘要 (6817) HTML (0) PDF 933.23 K (6279) 评论 (0) 收藏

      摘要:高速IP路由器一般采用基于定长信元的交换结构,其可扩展性和性能分别受排队策略和调度算法的影响.基于输入排队策略的路由器具有良好的可扩展性,但需要一个有效的调度算法的支持,才能保证吞吐率和延迟等性能.主要讨论输入排队调度算法,将现有的调度算法分为4类:最大(无权重)匹配、最大权重匹配、稳定婚姻匹配和确定型调度.对每一类算法,从技术特点和性能指标两个方面进行比较和分析.最后给出了输入排队调度算法的发展趋势.

    • 基于端用户可控的IP网络路由体系结构和算法

      2003, 14(5):1023-1028.

      摘要 (3719) HTML (0) PDF 604.56 K (3615) 评论 (0) 收藏

      摘要:IP网络的路由体系结构及算法是网络有效运行的关键技术.现行的路由体系结构及算法在实际应用中存在着一些问题.针对该问题,提出一种端用户可控的IP网络路由体系结构和具体的路由算法.在提出的端用户可控的路由体系中,利用用户级别的自组织路由方法来简化路由器的负荷,增强端用户的智能性.模拟仿真实验表明,该路由体系的使用,将使路由器的任务简化为通报网络信息和协调用户决断这两个较为简单的功能,且路由选择的决断考虑到端用户的实际需求.该体系结构可以更好地适应网络规模和应用需求的不断扩大,形成一个分布式、扩展性较好的路由体系和有效的路由算法.

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