基于模型驱动的分治并行函数式程序生成及自动验证

并行计算作为人工智能发展的动力,使得并行算法的可解释性和安全性成为人工智能领域重要研究方向。形式化方法以数理逻辑为基础,已经成为复杂安全苛求系统可信构建的重要方法,而函数式编程则在算法领域中具有更强的数学表达性。本文旨在提出一种基于模型驱动的分治并行函数式程序生成及自动验证方法,融合形式化方法,以解决目前分治并行程序生成和验证中缺乏可解释性、易错、低可信度等问题。首先,采用分划递推法和循环不变式等新策略推导出串行算法;然后,利用辅助函数和算法连接函数将其提升为并行算法,并使用我们提出的并行算法设计语言Radl+进行描述;进而,采用同态定理验证框架在Isabelle中验证算法连接函数满足同态定理,即提升后的算法可并行化;最后,提出了Radl+→Haskell转换规则,设计了“Radl+→Haskell并行程序生成系统”软件原型。实验结果表明,本文能够生成和验证一系列算法的并行函数式程序,并且能够产生良好的加速比。本文方法不仅具有一定的可解释性,而且自动验证减少了传统手工验证易错性和繁琐的工作量,保证算法正确性和提高安全性,对大幅度提升高可信并行函数式程序的开发效率具有重要意义。

函数型程序的并行计算模型及任务划分

通过分析得出了函数型程序的并行计算模型——任务树，并应用该模型分析了任务划分中的任务粒度和并行度等主要因素对加速比的影响，提出了优化的任务划分算法。

函数式程序模板元编程的元建模实现方法

针对函数式程序模板元编程的通用性问题,以应用类型系统ATS(Applied Type System)为例,提出了一种基于元建模的模板元编程实现方法。基于ATS模板元编程给出从枚举类型Datatype到Function的生成实例;通过元建模构造了包含Datatype与Function定义的ATS元模型;详细描述了Datatype模型到Function模型的转换;最后以一个基于元建模的ATS模板元编程为例,讨论了该方法的使用效果。实验结果表明该方法可以提高ATS模板元编程的通用性。

函数式程序的分层λ抽象

本文提出应该根据函数调用形式来决定如何使用程序变换技术,并且提出一个算法来实现对函数调用形式的静态分析及其相应的程序变换.

论高校计算机专业开展函数式程序语言教学的必要性

针对命令式程序语言在计算机科学研究及数学思维能力培养等方面存在的不足,提出将函数式程序语言作为高校计算机专业本科生的程序教学语言,分析函数式程序语言与命令式程序语言间的区别并以Haskell为例介绍函数式程序语言的一些典型的编程风格及主要知识点,概括函数式程序语言的发展趋势。

函数程序设计语言用于快速原型

函数程序设计对减少大型软件系统开发的开销有着较大的潜力。本文讨论了函数程序设计在软件工程中的作用和地位,论述了函数语言作为规范原型工具的合适性,最后用一个例子展示了用函数语言建立系统原型的过程。

并行函数/逻辑程序设计语言PRFUNLOG

PRFUNLOG语言是基于顺序RFUNLOG语言基础之上开发的一种并行函数/逻辑型程序设计语言,本文介绍了PRFUNLOG系统的设计思想、系统结构、系统流程以及PRFUNLOG系统较之其他并行系统的特点。

函数式程序的离散式延迟输入输出流

函数式程序的离散式延迟输入输出流廖湖声，吴晶（北京工业大学计算机学院北京１０００４４）ＡＤＩＳＣＲＥＴＥＬＡＺＹＳＴＲＥＡＭＦＯＲＩＮＰＵＴＡＮＤＯＵＴＰＵＴＩＮＦＵＮＣＴＩＯＮＡＬＬＡＮＧＵＡＧＥＳ￥ＬｉａｏＨｕｓｈｅｎｇａｎｄＷｕＪｉｎｇ（Ｃｏｍ...

函数式程序设计语言的教学研究与探讨

本文主要研究以OCaml为核心语言的函数式程序设计语言的课程教学设计,填补国内计算机专业在程序设计语言课程设置上的空白,以培养程序设计人员的程序设计全面素质和能力。

余弦函数程序涂渍色谱柱的研究

程序涂渍色谱柱内固定液和载体的比例按余弦函数程序改变．从理论上推导出程序效应与各变数之间的关系，对其色谱柱的特性进行了探讨．

Comonads理论及其在函数式程序语言Haskell中的应用

函数式程序语言Haskell中的Monads理论在描述上下文依赖计算等方面存在一定的不足。作为Monads的范畴论对偶概念,Comonads理论可以有效地提高Haskell对上下文依赖计算的描述能力。首先给出Comonads的范畴论定义和性质,以及Comonads在Haskell的具体实现;接着探讨Comonads的CoKleisli三元组和CoKleisli范畴,通过实例说明如何将其应用于上下文依赖计算的描述和推理中;最后进一步研究Comonads与Monads之间的分配律,指出如何通过分配律将效果计算与上下文依赖计算有机地融合起来。

提高Haskell函数程序设计基础课程完成率的翻转课堂探讨

Haskell函数程序设计基础是使用函数式语言讲解程序设计的本科生入门公选课。针对选修人数少、课程难、学生退课率高等问题,通过进行线下线上相结合、电子教室等技术手段的翻转课堂教学实践,更多学生坚持学完了课程;通过设计典型案例展示函数程序设计特色和简洁之美,更多学生喜欢上了程序设计。统计显示,实施线上线下相结合教学的学年,完课学生人数较上学年增加了20%,学生平均成绩、及格率和优秀率也比往年有较大提高。

函数式程序的调试及跟踪

由于函数式程序设计与传统程序设计的风格不同,从而程序的调试和跟踪方法也存在很大的差异。本文着重介绍了函数式程序的调试和跟踪方法,并且介绍了我们在MicroVAX-II 机器上实现的GFP 系统的调试方法及实现技术。

函数程序设计在软件开发中的应用

从函数程序设计的角度对速成原型方法进行研讨,采用形式方法解释其在应用上的优劣。并结合林业实例,说明该方法的优越性。

基于函数程序设计与基于逻辑程序设计的软件开发

一、引言逻辑程序设计(LP)与函数程序设计是当今两种杰出的、主要的软件新技术。基于它们的语言被称为是两类最主要的和最有前途的说明性超高级语言。这两类语言的一些共同特点是:具有简单良好的数学基础、高度抽象(即非过程性或说明性)、表达能力强。从软件工程的观点看,它们对提高软件生产率、降低高昂的软件开发成本,保证软件质量具有巨大的潜力。实际上,函数式语言就是为了解决“软件危机”由著名的计算机科学家 Backus 加以发展的。但是这两类语言自诞生后。

程度函数及其可靠性

通过实验及理论分析，验证并给出了：１．程度函数ａ的可靠性θ的取值范围为：１／ｍ≤θ≤１／ｍ∑ｂｋｙｊｐ。θ值的大小与可靠性呈反向变化：ａ的可靠性大，θ值小，ａ的可靠性小θ值大，一般情况下的θ值，为θ的上界与下界之和的一半；２．采用集值统计模型和一般统计模型处理多级估量法多人次结果，所得到的程度函数平均数几乎相等，而且相关系数高达０．９７７．非常显著．分组数据计算、单一数据计算或全部数据统一计算的程度函数ａ及可靠性θ值也都相等．３．一般统计模型处理多级估量法多人次结果所得到的标准差σ，只反映各被试的程度函数之间的变异，与程度函数可靠性无关（相关系数０．００２４，非常不显著）．如果个人结果中按公式θ＝１／ｍ∑ｅｊ再计算可靠性θ值，然后再求其平均数及标准差，还可进一步了解可靠性θ值的变异情况．

纯函数式I/O的操作语义

目前被人们广泛采用的处理函数式I／O的机制有三种：Monad，Dialogue，CPS．本文采用CCS的理论和方法，把互模拟等价作为I／O程序的相等关系，描述了这三种I／O机制的操作语义，推导出这三种I／O机制相互之间的转换关系，从而证明了这三种I／O机制在语义上是等价的．

函数式语言中赋值语句(之二)

为了能够较好地处理函数式程序设计语言中的I/O问题 ,通过采用Monad方法将I/O加入到函数式程序设计语言中 ,来保持函数式程序设计语言的优点 .本文探讨了在函数式I/O系统中加入赋值操作与其引用透明性的问题 .

函数式语言泛型特性的研究与实现

对于泛型程序设计来说,类型的参数化多态是其理论框架,参数化多态引入了类型变量,使得类型参数化,支持类型上的抽象,从而可以大大提高软件的复用程度。泛型编程思想已经在多种语言中得到运用,并已取得了不小的成果。在函数式语言上进行泛型的研究与应用,Haskell语言是函数式语言中较为经典的一种语言,它的计算模型简单,语法清晰,易于编写,易于维护,拥有很大的发展空间。利用一些规则对Haskell语言的语法进行相关扩展,同时引入泛型的思想,研究与运用定义泛型函数的方法,在Haskell语言上实现了泛型功能。