• 2007年第18卷第4期文章目次
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    • >综述文章
    • 软件成本估算方法及应用

      2007, 18(4):775-795.

      摘要 (10203) HTML (0) PDF 1.36 M (10288) 评论 (0) 收藏

      摘要:软件成本估算从20世纪60年代发展至今,在软件开发过程中一直扮演着重要角色.按照基于算法模型的方法、非基于算法模型的方法以及组合方法的分类方式,全面回顾、分析了软件成本估算的各种代表性方法,也归纳讨论了与成本估算强相关的软件规模度量问题.在此基础上,进一步研究了软件成本估算方法的评价标准,并给出了一个应用实例及其分析.最后,从估算模型、估算演进、估算应用、估算内容、工具支持和人为因素6个方面,指出了软件成本估算方法下一步的主要发展趋势.

    • 基于模式分析的特征交互检测

      2007, 18(4):796-807.

      摘要 (3888) HTML (0) PDF 701.40 K (3938) 评论 (0) 收藏

      摘要:旨在提出一种基于模式分析的特征交互检测方法,其基本思想在于从已知的交互中提取具有共性的冲突模式,并以之检测新的特征交互.该方法使用一组谓词公式描述交互发生的条件,使用Java语言对系统建模,借助于一个外部工具,系统模型可以遍历所有的运行场景.在模型运行期间,所有特征的行为将被收集和分析,一旦发现某个交互的条件得到满足,即产生冲突报告.该方法被用于一个E-mail系统的分析.实验结果显示,在处理了超过100万个运行场景后,该方法能够有效地检测出已知和未知的特征交互.

    • 错误流模型:硬件故障的软件传播建模与分析

      2007, 18(4):808-820.

      摘要 (4177) HTML (0) PDF 795.63 K (3982) 评论 (0) 收藏

      摘要:无论是可靠性工程还是软件可靠性中的可靠性模型,都难以描述硬件故障在程序中的传播问题.首先建立了计算数据流模型,并以无穷存储机器的指令集为例,说明可以为任意程序建立计算数据流图.在计算数据流模型的基础上,进一步建立了错误流模型.把计算过程中的错误分成物理错误和传播错误两种,通过分析这两种错误的本质和传播规律,给出了6条有关错误传播的规则和2条独立定律.根据这些规则和定律,能够计算出在程序运行过程中,任意时刻在任意位置上出现错误的概率.最后以一个简单的无穷存储机器程序为例,简要地展示了错误流模型描述硬件故障在

    • 一种基于测试需求约简的测试用例集优化方法

      2007, 18(4):821-831.

      摘要 (5286) HTML (0) PDF 956.33 K (5479) 评论 (0) 收藏

      摘要:测试用例集优化的目标是用尽可能少的测试用例充分满足给定的测试目标.针对给定的测试目标,获得精简的测试需求集有助于提高测试用例集优化的效率和效果.从测试需求约简的角度考虑测试用例集优化,首先给出可以精确描述测试需求间相互关系的测试需求约简模型;基于此模型,提出一种测试需求约简方法,可以获得精简测试需求集,作为测试用例集生成和约简的基础,从而实现测试用例集优化.实验结果表明,测试需求约简有助于获得规模较小的测试用例集,实现系统、科学、有效的测试.

    • 一种基于异常传播分析的依赖性分析方法

      2007, 18(4):832-841.

      摘要 (3905) HTML (0) PDF 631.54 K (4305) 评论 (0) 收藏

      摘要:在分析异常处理结构对程序依赖性分析影响的基础上,对传统的控制流图进行改进,提出了一种新的能够描述包括异常处理结构在内的函数内和函数间的C++程序的依赖性分析模型,并给出了相应的构造算法.该方法既克服了因忽略异常处理结构对程序依赖性的影响而造成分析结果不准确的不足,又有助于实现基于异常传播的程序依赖性分析的自动处理.最后,对这种依赖性分析方法在程序切片中的应用作了进一步的探讨.

    • 多速度函数水平集算法及在医学分割中的应用

      2007, 18(4):842-849.

      摘要 (4073) HTML (0) PDF 358.58 K (4240) 评论 (0) 收藏

      摘要:以往的水平集算法都只有一个单一的速度函数,在零水平集的演化过程中,能量函数最小化是一个很复杂的过程,而单一的速度函数存在很多问题.在此基础上,根据不同分割区域属性的异同,提出了一种具有多个速度函数的多水平集分割算法:以不同的待分割区域构造多个不同的水平集函数,相应地构造多个不同的速度函数.多个零水平集同时演化,相互作用,以达到分割的目的.该方法不但提高了分割的精度,而且能够很好地解决单一速度函数水平集算法难以处理的边界缺口问题.将此算法应用于医学MRI和CT的图像分割,得到了很好的分割结果.

    • 基于免疫克隆选择的块匹配运动估计

      2007, 18(4):850-860.

      摘要 (3771) HTML (0) PDF 749.62 K (4129) 评论 (0) 收藏

      摘要:运动估计是视频压缩编码中的关键技术.从运动矢量的特点出发,采用搜索点预测、Gray码编码以及有效的迭代终止准则等策略,提出了基于免疫克隆选择的块匹配运动估计.该方法将块匹配运动估计问题的性质与免疫克隆选择算法所具有的全局搜索特性、解的多样性和不易早熟的特点相融合,在能够获得接近全搜索方法所得到的平均峰值信噪比的前提下,使得平均搜索点数大为降低.仿真实验结果表明,在大多数序列上,该算法都比已有的快速搜索算法具有更高的性能和更少的平均搜索点数.同时,该算法适用面广,对大运动和小运动序列都能得到较好的效果.

    • 一种更简化而高效的粒子群优化算法

      2007, 18(4):861-868.

      摘要 (9824) HTML (0) PDF 692.44 K (10908) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对基本粒子群优化(basic particle swarm optimization,简称bPSO)算法容易陷入局部极值、进化后期的收敛速度慢和精度低等缺点,采用简化粒子群优化方程和添加极值扰动算子两种策略加以改进,提出了简化粒子群优化(simple particle swarm optimization,简称sPSO)算法、带极值扰动粒子群优化(extremum disturbed particle swarm optimization,简称tPSO)算法和基于二者的带极值扰动的简化粒子群优化(ext

    • 一种更具拓扑稳定性的ISOMAP算法

      2007, 18(4):869-877.

      摘要 (4853) HTML (0) PDF 741.24 K (5511) 评论 (0) 收藏

      摘要:ISOMAP算法能否被成功运用,很大程度上依赖于邻域大小的选取是否合适.然而,如何有效地选取合适的邻域大小,目前还是一个尚未解决的难题.根据"短路"边会途经相对的低密度区域这一特点,能够有效删除邻域图中可能存在的"短路"边,提出了P-ISOMAP(pruned-ISOMAP)算法,这极大地削弱了ISOMAP算法对邻域大小的依赖程度,从而使其更具拓扑稳定性.由于避免了邻域大小难以有效选取的问题,P-ISOMAP算法能够更容易地对数据进行可视化.实验结果很好地验证了该算法的有效性.

    • 基于邻接空间的鲁棒语音识别方法

      2007, 18(4):878-883.

      摘要 (4737) HTML (0) PDF 405.05 K (4064) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于邻接空间模型的鲁棒语音识别方法,解决测试集和训练集差别导致的识别正确率过低的问题.在以声学模型为中心的邻接空间中计算贝叶斯预测概率密度值,作为观察概率输出分值进行识别.实验表明,相对于传统语音识别方法,鲁棒识别方法在保证干净测试集的识别率没有很大下降的前提下,对含噪测试集的识别率获得了较大的提高.

    • 一种有效的挖掘数据流近似频繁项算法

      2007, 18(4):884-892.

      摘要 (4893) HTML (0) PDF 545.31 K (5542) 评论 (0) 收藏

      摘要:数据流频繁项是指在数据流中出现频率超出指定阈值的数据项.查找数据流频繁项在网络故障监测、流数据分析以及流数据挖掘等多个领域有着广泛的应用.在数据流模型下,算法只能一遍扫描数据,并且可用的存储空间远远小于数据流的规模,因此,挖掘出所有准确的数据流频繁项通常是不可能的.提出一种新的挖掘数据流近似频繁项的算法.该算法的空间复杂性为O(ε-1),每个数据项的平均处理时间为O(1),输出结果的频率误差界限为ε(1-s+

    • 针对XML流数据的复杂Twig Pattern查询处理

      2007, 18(4):893-904.

      摘要 (4579) HTML (0) PDF 758.91 K (4214) 评论 (0) 收藏

      摘要:XML流数据处理在研究领域引起了研究者的广泛兴趣.针对XML流数据的、具有嵌套AND/OR谓词的复杂Twig Pattern查询处理,提出一种新方法.为了提高查询处理性能,将所有Twig Pattern合并为一个共享前缀的查询树,其中,AND/OR谓词被表示为单独的抽象语法树,因而能够以文档顺序、单遍地处理复杂Twig Pattern的匹配,并避免了YFilter中对嵌套谓词进行后置处理所产生的中间结果.实验结果表明,该方法能够有效改善Twig Pattern的处理性能,尤其是在处理大文档的情况下.基于已

    • 基于滑动窗口的进化数据流聚类

      2007, 18(4):905-918.

      摘要 (5098) HTML (0) PDF 860.78 K (5810) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了纳伪(false positive)和拒真(false negative)两种聚类特征指数直方图分别来支持纳伪误差和拒真误差窗口的聚类分析;然后,提出一种基于滑动窗口的数据流聚类方法.该方法在占用窗口大小的次线性内存空间前提下,及时保存最近数据记录的分布状况,从而实现对滑动窗口内的数据进行聚类.此外,它还可被扩展用于N-n窗口(滑动窗口的扩展模型)的数据聚类.实验采用KDD-CUP'99和KDD-CUP'98真实数据集以及变换高斯分布的人工数据集构造进化数据流.理论分析和

    • XML信息检索中最小子树根节点问题的分层算法

      2007, 18(4):919-932.

      摘要 (4726) HTML (0) PDF 843.04 K (4801) 评论 (0) 收藏

      摘要:最小子树根节点问题(smallest lowest common ancestor,简称SLCA)是实现XML信息检索研究中关键字查询的一个基本问题,其主旨就是求解所有包含给定关键字的紧致子树的根节点.XU等人给出了3种算法-基于索引的搜索算法(indexed lookup eager,简称ILE)、基于堆栈的算法以及基于扫描的算法(scan eager,简称SE),并通过实验证明ILE算法具有最好的表现.与基于B+树索引结构的ILE算法不同,所给出的新算法,称为LISA(layered intersec

    • 高维类别属性数据流离群点快速检测算法

      2007, 18(4):933-942.

      摘要 (4883) HTML (0) PDF 571.89 K (5072) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出类别属性数据流数据离群度量--加权频繁模式离群因子(weighted frequent pattern outlier factor,简称WFPOF),并在此基础上给出一种快速数据流离群点检测算法FODFP-Stream(fast outlier detection for high dimensional categorical data streams based on frequent pattern).该算法通过动态发现和维护频繁模式来计算离群度,能够有效地处理高维类别属性数据流,并可进一步扩

    • >综述文章
    • 无线传感器网络的拓扑控制

      2007, 18(4):943-954.

      摘要 (8718) HTML (0) PDF 699.81 K (9142) 评论 (0) 收藏

      摘要:拓扑控制是无线传感器网络研究中的核心问题之一.拓扑控制对于延长网络的生存时间、减小通信干扰、提高MAC(media access control)协议和路由协议的效率等具有重要意义.全面阐述了拓扑控制技术的研究进展,首先明确了拓扑控制研究的问题和设计目标,然后分别从功率控制和睡眠调度两个方面介绍代表性的研究工作,并加以分析和比较,同时指出了这些工作存在的不足.最后分析和总结了研究现状中存在的问题、需要进一步研究的内容以及拓扑控制研究的发展趋势.

    • 新型网络环境下的访问控制技术

      2007, 18(4):955-966.

      摘要 (5176) HTML (0) PDF 695.74 K (6040) 评论 (0) 收藏

      摘要:访问控制是系统安全的关键技术,不同网络环境下的访问控制机制也是不同的.首先对3种传统的访问控制策略加以介绍,给出DAC(discretionary access control),MAC(mandatory access control)和RBAC(role-based access control)各自的特点及应用,并简要介绍下一代访问控制UCON(usage control)模型,然后分别针对网格、P2P、无线网络环境下的访问控制技术及目前的研究现状进行总结,详细阐述可信网络作为下一代互联网发展的必然

    • 基于Web用户浏览行为的统计异常检测

      2007, 18(4):967-977.

      摘要 (5382) HTML (0) PDF 672.08 K (6366) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于Web用户访问行为的异常检测方案,用于检测应用层上的分布式拒绝服务攻击,并以具有非稳态流特性的大型活动网站为例,进行应用研究.根据Web页面的超文本链接特征和网络中各级Web代理对用户请求的响应作用,用隐半马尔可夫模型来描述服务器端观测到的正常Web用户的访问行为,并用与大多数正常用户访问行为特征的偏离作为一个流的异常程度的测量.给出了模型的参数化方法,推导了模型参数估计与异常检测算法,讨论了实际网络环境下异常检测系统的实现方法.最后用实际数据验证了模型和检测算法的有效性.仿真结果表明,该模型

    • 访问控制列表的优化问题

      2007, 18(4):978-986.

      摘要 (3963) HTML (0) PDF 564.98 K (4280) 评论 (0) 收藏

      摘要:访问控制列表(access control list,简称ACL)是解决和提高网络安全性的方法之一,但访问控制列表应用在网络设备的接口上将降低网络设备的性能.当ACL条目达到一定数量后,很难进行人工处理,根据一定算法进行ACL自动优化显得尤为重要.在深入研究ACL优化问题的基础上,考虑到一条语句与多条语句之间或多条语句与多条语句之间的交叉覆盖或包含关系,对ACL的全局优化问题进行了形式化描述,得出了3个有用的推论,并提出了一种ACL的近似优化算法.通过模拟实验表明,性能优于同类商业产品.该算法可以作为AC

    • 移动自组网中一种基于簇的多路径路由算法

      2007, 18(4):987-995.

      摘要 (4741) HTML (0) PDF 524.29 K (4274) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于分簇的多路径路由算法(cluster-based multi-path routing in MANET,简称CBMRP),利用多路径并行传输流量实现拥塞避免、优化网络带宽的应用、提高共享信道的利用率;利用基于簇的层次结构能够减少路由维护的代价并提高应用的可扩展性.在OPNET模拟器上实现了算法,结果表明,该算法不仅能够有效地平衡网络负载,而且能够动态处理网络拓扑变化,提高可靠性,并可以显著地提高网络的吞吐量和稳定性.

    • 移动自组网中基于渗流理论的概率可靠分发协议

      2007, 18(4):996-1006.

      摘要 (3808) HTML (0) PDF 663.52 K (3520) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了基于渗流理论的概率可靠分发协议(PLPD).与其他概率可靠分发协议不同,PLPD协议感知节点的地理信息并进行有向分发,不需要泛洪控制信息来进行组成员管理.在PLPD协议中,每个组成员只需维护其邻近区域中部分其他组成员视图,并以一定的概率向视图中的成员转发消息.采用渗流理论对PLPD协议的分发过程建模,从理论上证明了当分发概率参数大于某个阈值时,PLPD使每个消息被分发到所有组成员的概率为1.模拟实验表明,PLPD协议在获得高可靠性的同时有效地减少了网络负载,并在大规模移动自组网络中有较好的可扩展性.

    • Forking引理与一类基于身份签名体制的安全性证明

      2007, 18(4):1007-1014.

      摘要 (4452) HTML (0) PDF 570.08 K (5783) 评论 (0) 收藏

      摘要:在随机谕示模型下,研究一类基于身份的签名体制(称为基于身份的一般签名体制)的安全性.所得理论成果可以被看作Pointcheval和Stern提出的Forking引理在基于身份签名体制研究领域的扩展,有助于理解和简化一些现有的基于身份签名体制的安全性证明,如Cha-Cheon的体制、Hess的体制1及Cheon-Kim-Yoon的体制等.

    • 独立的不经意传输

      2007, 18(4):1015-1025.

      摘要 (4197) HTML (0) PDF 681.46 K (3746) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对De Santis给出的开放问题,提出了公开密钥公开随机性模型下的独立的不经意传输(简称PKPR IOT).首先,给出了IOT的一个非交互式实现,它能够独立地不经意传输多项式条消息.该实现是基于二次剩余假设.由于它受限于多项式次,所以又给出了IOT的另一个非交互式实现,它能够独立地传输任意次消息.但是这个实现要求发送者是诚实的,并且接收者不能独立地选择接收哪条消息.因此给出了第三个交互式的实现.它基于Rivest的BBCS不经意传输,并且比上面两个非交互式实现的效率高得多.这3种实现对于具有无限计算能

    • Macor:一种表示嵌套模式映射的可维护Xquery模型

      2007, 18(4):1026-1038.

      摘要 (3738) HTML (0) PDF 524.03 K (4324) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种称为Macor的模型来表示嵌套模式之间的映射关系.Macor将一个完整的模式映射表示成众多简单的原子映射,并用关联关系将它们连接在一起.进一步根据XQuery分析了Macor的表达能力,并处理了Macor的实现问题.初步的实验结果表明,通过Macor模型,一个复杂的映射不仅可以按照增量方式逐步建立,还能将修改和维护限制在局部的原子映射和关联关系上.

    • 基于HPCC和层次分析法的高性能计算系统评价模型

      2007, 18(4):1039-1046.

      摘要 (4403) HTML (0) PDF 551.10 K (5274) 评论 (0) 收藏

      摘要:HPCC(high performance computing challenge)基准是由DARPA的HPCS(high productivity computing system)项目所发布的评价高性能计算系统的测试基准程序,自推出至今,受到工业界和学术界的广泛关注.但是,HPCC仍有不尽如人意之处,主要表现在其测试结果是若干个指标项,需要测试者和决策者根据这些测试指标项进行分析和评估,缺少一个整体的、直观而统一的评价结果.提出一种基于HPCC和层次分析法的高性能计算系统评价模型--AHPCC(a h

    • 基于龙芯CPU的多核全系统模拟器SimOS-Goodson

      2007, 18(4):1047-1055.

      摘要 (4647) HTML (0) PDF 570.91 K (5161) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着片上多核结构成为当前高性能微处理器发展的趋势,目标工作负载也变得多样化,传统的用户级模拟器已不能适应未来体系结构的研究需要.基于SimOS全系统模拟环境,设计并实现了龙芯CPU的片上多核全系统模拟器SimOS-Goodson.在SimOS-Goodson的设计中运用了时序与功能分离的组织形式,并采用了一种新的值预测校验算法来解决模拟环境中的存储一致性问题.经过与真实硬件环境进行交叉校正,保证了模拟器的可信度与准确度.与用户级模拟器相比,SimOS-Goodson保持了高速、灵活的优点,又具备精确、全系

    • 操作系统内核程序函数执行上下文的自动检验

      2007, 18(4):1056-1067.

      摘要 (4546) HTML (0) PDF 690.53 K (4526) 评论 (0) 收藏

      摘要:函数执行上下文正确性是操作系统内核程序最容易违反且难以检查的正确性性质.应用传统的技术检查该类错误都有一定的困难和局限性.提出一个验证函数执行上下文正确性的框架PRPF,详细描述了其建模过程和相关算法.PRPF相比传统技术的优势有:直接检查源代码、无须编写形式化的验证规约、较低的时空运行开销、良好的可扩展性等等.该技术已应用在Linux内核2.4.20的网络设备驱动程序检查中.应用表明,PRPF能够自动探测程序中所有执行路径,有效地检查函数执行上下文的正确性.实验发现了Linux内核的23处编程错误,另有

    • 一般阶段任务系统的任务可靠性分析

      2007, 18(4):1068-1076.

      摘要 (4783) HTML (0) PDF 559.63 K (4367) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究一般PMS的任务可靠性分析.首先给出一个五元组分析模型,该模型能够有效描述阶段持续时间是随机分布的、阶段内行为特性符合马尔可夫再生过程的一般PMS;为了降低计算复杂度,分析模型的求解过程由两个步骤组成,首先利用马尔可夫再生过程理论,给出一般PMS的阶段内随机过程分析公式和简化计算方法;然后给出一般PMS任务可靠性分析公式和简化计算方法.应用该分析模型和求解方法,可以有效地对一般PMS进行可靠性分析.

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