沉浸式虚拟现实多模态交互模型研究

随着虚拟现实技术的发展,鼠标和键盘等传统输入模态已经难以满足沉浸式虚拟现实交互需求,如何使用自然交互方式来满足沉浸式交互任务日益成为研究热点.为了实现自然高效的人机交互,该文首先分析各种单模态交互方式的优缺点,并基于神经科学和运动学的角度划分视线转移;其次,结合头动的稳定性与眼动的高效性以及头眼协调特征设计了一个头眼协调交互模型,通过多模态相互作用减少Midas误触和识别用户意图;最后,针对虚拟现实的目标选择任务进行模态对比实验.实验结果表明:与传统交互模态相比,该交互模型具有更高的精度、更快的时间效率和更高的自然度.

若干新的可重用程序部件模式

本文给出了可重用程序部件的定义,提出并用Ada语言实现了若干基于这一定义的新的可重用程序部件模式。它们是基于部分实现理论的模式,基于代数结构的模式和基于算法设计思想的模式。用这些模式构造的程序部件有效率高,可重用性好,使用方便等优点。

迭代算子及其在可重用软件研究中的应用

迭代算子在循环控制机制抽象和可重用软件研究中有十分重要的作用，已有１０多年研究历史，然而，至今对什么是迭代算子尚无确切和统一的定义，严重影响了对这一概念的理解，也阻碍了它的广泛应用，本文在分析研究现有各种迭代算子概念局限性的基础上，将迭代算子定义为包含于组合数据类型内部的抽象数据类型，得到了一种通用迭代算子模式，并给出了分立迭代算子和集成迭代算子的概念和模式。

计算循环置换乘方的线性算法及其形式推导

本文重点论述形式推导这类算法所需要的概念、方法和数据表示形式,其次是算法的卫式命令实现及算法本身的特性。

复杂算法程序的规范证明和形式推导

能否实现复杂算法程序的规范证明和形式推导是检验某种形式化方法有无生命力的重要标志。本文介绍了这一领域的研究现状,重点综述了作者近年来提出的复杂算法程序形式化技术,以典型实例说明了使用这些技术的方法。

基于Spring框架的轻量级J2EE架构与应用

合理的J2EE架构设计方案对J2EE应用系统的开发至关重要。Spring框架包含依赖注入方式的构件组装机制、统一的事务和日志管理服务等,为搭建轻量级的J2EE架构提供了有力的支持。介绍Spring框架的体系结构,将基于Spring框架的J2EE架构与其他几种J2EE架构进行对比分析,最后给出一个运用该架构方案解决的实例。

基于RBAC的高校办公自动化系统设计

分析了基于角色的访问控制的工作原理,提出了一种基于Web应用的RBAC权限控制有效实现方法,并将其应用于高校办公自动化系统设计。介绍了OA系统的设计与配置方法,重点阐述了基于Web的RBAC控制模型在OA系统中的实现方法。基于该模式开发的系统具有较高的安全性与稳定性,很好地满足了高等学校办公自动化的需求。

SRLtoRadl生成系统及其范畴论语义

形式化软件规约技术是保证软件质量和提高软件生产率非常有用和重要的手段,但是形式化软件规约的获取是需求工程中一项相当困难的任务.本文针对问题需求自动化转换为形式化规约这个重要问题,研究从结构化需求语言SRL到形式化规约语言Radl自动生成系统及其高可靠性理论.为此,设计了一种受控自然语言-结构化需求语言SRL来描述问题需求;使用基于规则的方法,将结构化需求语言SRL通过分析-转换-综合三阶段生成为形式化软件规约Radl;在该方法的指导下,设计并实现了从结构化需求语言SRL到形式化软件规约Radl的生成系统SRLtoRadl;进一步,使用范畴论框架建立了SRLtoRadl生成系统生成过程的语义模型.实际效果表明该系统能有效的生成高质量形式化软件规约Radl.

基于软件体系结构的可复用构件模型

在分析了构件间各种操作的基础上,将软件体系结构的概念引入现有的构件模型,用于对复合构件进行描述,从而改进了现有的构件模型,给出了一种基于软件体系结构的可复用构件模型,并给出了该模型的应用。

基于PAR的算法形式化开发

形式化方法是构建可信软件的重要途径.基于对算法问题的分析,针对形式化方法PAR开发算法的特征,刻划了问题分划、递推关系构造方面的规律.从一类问题的形式化功能规约出发,可机械地完成问题的分划及规约的变换,自然地揭示出求解问题的算法思想,在相关工具的支持下自动生成算法程序.研究结果将算法设计中尽可能多的创造性劳动转化为非创造性劳动,降低了形式化求解算法问题的难度,提高了算法程序的可靠性和形式化开发效率.

软件形式化开发关键部件选取的水波优化方法

形式化方法有助于从根本上提高软件系统的质量与可靠性,但其开发成本往往过于高昂.一种折衷的办法是在软件系统中选取关键性部件进行形式化开发,但目前尚无非常有效的定量选择方法.将软件系统中的形式化开发关键部件选取建模为一个0-1约束规划问题,以便使用元启发式搜索方法对其进行优化求解.另外,针对该问题专门设计了一种离散水波优化(water wave optimization,简称WWO)算法.在一个大型软件系统上的应用验证了问题模型的有效性,同时证明了WWO算法相对于其他若干典型元启发式搜索方法的优越性.

一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法

并行程序的可编程性是并行计算的难点之一 ,使用传统的方法对非数值问题进行并行求解则更加困难 .通过对设计模式概念的扩展 ,定义了算法模式与结构模式 ,以此为基础提出了一种基于设计模式的三阶段并行程序设计方法 ,并通过算法模式库与结构模式库实现对该方法的系统支持 .该方法不仅可用于一般的数值问题求解 ,而且在处理复杂的非数值问题时与传统方法相比要简单得多 .

循环不变式开发新策略及其应用

循环不变式体现了循环程序的本质特征,在算法程序的开发、证明和推导中具有十分重要的作用。而传统的循环不变式开发策略并没有很好地解决循环不变式开发难的问题。文章在阐述现有策略局限性的基础上,详细阐述了刻画循环不变式本质特征的新定义及基于此定义的开发循环不变式的新策略,并通过三个典型的实例,对开发新策略的具体应用作了比较深入的探索。

PAR平台中若干软件构件形式化验证技术研究

PAR平台是本团队研制成功的支撑软件形式化和自动化开发的软件平台。该平台充分体现了功能抽象和数据抽象的优越性,使得软件开发变得便捷和可靠,达到这一性能的关键要素是一批可重用软件构件。为保证整个软件平台的正确性和可靠性,确保其中软件构件的正确性和可靠性就显得十分重要。选取PAR平台中若干典型软件构件,用形式化方法对构件的语义进行形式化描述,并借助Coq定理证明系统,对构件的正确性进行形式化验证,大幅度提高了软件构件形式化验证的效率。

Apla中泛型约束机制研究

泛型程序设计可大幅提高程序的可重用性、可靠性和开发效率.泛型约束机制是对泛型参数进行形式描述,并对其合法性进行检测及验证,从而保证泛型程序的可靠性和安全性.分析总结多种主流语言的泛型约束特性,存在难以描述及验证基于动态语义的复杂约束需求问题,与完整实现GP尚有距离;以抽象程序设计语言Apla为宿主语言,提出了基于代数结构及公理语义的泛型约束方法,给出了基本数据类型、自定义抽象数据类型和子程序的3类泛型约束机制,拓展了泛型程序设计约束的应用范围.同时,支持静态语法和动态语义层约束,提高了泛型约束的精确度;借助Isabelle定理证明器,设计了泛型约束匹配检测和验证算法;进一步设计了泛型约束机制在PAR平台的实现方案及其系统原型.实验部分给出了该泛型约束机制描述、检测及验证一系列复杂泛型约束问题的全过程,自动生成的C++模板程序的可靠性和安全性得到显著提高.

形式化方法B及其程序规约机理

用形式化方法开发软件是提高软件可靠性和生产效率的革命性途径,是实现软件自动化的关键。文章针对B方法,介绍了其产生的历史背景,分析了其程序规约机理,并结合实例给出了B方法中抽象机的具体运用,对该方法的特点进行了评述。

基于SPIN/Promela的并发系统验证

并发系统安全性分析是当前计算机科学中一个重要的研究领域。模型检测是最成功的自动验证技术之一,其成功应用归功于有效验证工具的支持。SPIN 是一种著名的分析验证并发系统逻辑一致性的工具。本文在阐述 SPIN工作机理的基础上,详细分析了基于 SPIN 的系统建模语言 Promela 中通道操作、基本数据结构及其功能,并设计了SPIN 形式化验证软件系统的基本算法,最后运用 SPIN 对一个并发系统实例进行验证,得出了相应验证输出图。

基于PAR的排序算法自动生成研究

排序是计算机学科中的一类特殊问题,其算法设计策略的灵活性使得求解算法更具多样性.基于形式化方法 PAR(partition-and-recur),研究了排序算法的自动生成问题.刻画了排序问题的代数性质,形式化构建了排序算法领域的泛型类型构件和算法构件,建立了排序领域特定语言和算法生成形式化模型,以参数替换的方式自动生成了一组排序算法,包括快速排序、堆排序、Shell排序等典型的已知算法以及增量选择排序等若干未见于现有文献的算法,并在程序生成系统中予以了实现.通过上层框架研究和底层构件支持,显著提高了特定领域算法的开发效率和可靠性.

遗传算法机理的研究及应用

在介绍遗传算法的基本理论及主要特点的基础上，针对遗传算法的设计机理和步骤，从设计遗传算法的基本原则、设计遗传算法的基本步骤、常用的编码表示方案、适应性的度量、选择策略及控制参数的选取等诸方面进行了阐述和分析，并结合计算机布局问题，提出了一个基于模拟退火算法的混合遗传算法，结合实例进行了计算机仿真，验证了该算法的有效性。

组合优化问题简约与算法推演

针对组合优化类问题定义了代数结构模型,从问题的形式规约出发,通过一阶谓词和量词演算将问题逐步简约为搜索空间更小、复杂度更低的子问题,根据问题的简约关系推导出求解算法,并在构造算法的同时也证明了算法的正确性.开发了原型系统以支持上述形式化的开发过程.这种算法推演技术能够显著提高算法程序设计的自动化水平,而问题简约的思想也更有利于对算法本质特征的理解.