浅谈卓越软件工程人才的培养——以东北大学为例

卓越软件人才的培养应准确把握"卓越计划"的内涵要求,采取准确定位培养目标、科学制订人才培养方案、构建"四位一体"的实践教育体系、提升国际竞争力、搭建人才培养平台等措施,为国家培养适应产业和企业需求的卓越软件工程师。

基于ACO-SVM的软件缺陷预测模型的研究

针对传统软件缺陷预测模型的应用范围通常被局限在一定的子空间而影响其适用性和准确性的问题,文中利用支持向量机(SVM)的非线性运算能力和蚁群优化算法(ACO)的寻优能力提出了一种基于ACO-SVM的软件缺陷预测模型.文中首先对待预测的数据进行主成分分析降低数据的维数以提高运算速度,然后根据蚁群优化算法来计算最优的SVM参数,然后再运用SVM进行软件缺陷的预测.并基于十折交叉方法进行实验,通过与传统方法的对比,证明文中方法具有较高的预测精度.

基于软件节点重要性的集成测试序列生成方法

集成测试序列是软件集成测试的重要问题之一.不同的集成测试顺序对测试成本以及测试效率的影响很大.为降低测试成本,传统的类级集成测试顺序研究策略大多围绕如何减少构建测试桩数量和降低测试桩总体复杂度2个方面.若能将复杂程度高、出错概率大的类和发生错误后传播范围较大的类优先进行测试,不仅可以使得错误被尽早发现,还可以有效减小错误对系统的破坏性.为此,将上述思想应用到生成集成测试序列的算法当中,提出一种软件节点重要度的评估方法(Class-HITS).该方法利用复杂网络理论,将软件抽象为网络的形式,并结合所提出的重要度评估方法,打破软件网络中的环路,然后针对网络的无环链路逆向拓扑排序,最终得到类的集成测试序列.通过实验分析证明,利用该方法得出的集成测试序列既能够保证重要节点优先被测试,又确保了构造的测试桩的总复杂度较小.

面向代码的软件能耗优化研究进展

面向代码的软件能耗优化从程序设计和编码角度优化软件系统的能耗,能够很好地弥补面向硬件和面向资源的能耗优化方法过多依赖硬件环境、普适性较差、粒度过大,且难以在软件开发过程中应用等缺点.该文综述了近年来面向代码软件能耗优化领域的主要研究成果,总结了能耗优化的基本方法和技术层次以及面向代码的软件能耗优化基本思路;随后从面向代码的软件能耗估算方法和优化方法两个方面对现有工作加以梳理,逐一介绍了相关优化工具.该文提出了若干进一步研究的问题.首先,该文重定义面向代码的软件能耗评估模型和方法应该满足的特性,并提出代码的运行时能耗(Runtime Energy Consumption)和视在能耗(Apparent Energy Consumption)的概念;其次,该文认为现有面向代码的能耗优化技术过于具体,或针对具体的代码,或针对具体的功能,缺乏抽象层次的优化技术,缺乏算法层面的能耗优化方法,且没有充分考虑编程语言特征,尤其是面向对象语言特征;最后,该文提出算法能耗复杂度这一新观点,指出仍然存在的问题和可能的解决办法.

复杂软件系统的重构技术:现状、问题与展望

软件重构是改善软件质量的一种重要手段,它在不改变软件外部行为特性的情况下,通过调整软件内部结构来提高软件的可理解性、可维护性和可扩展性。然而,随着开源软件的迅猛发展,软件的规模和复杂程度日益增加,现有的重构技术在应对规模庞大且复杂的软件系统时,重构效果并不如意。因此,提高重构技术的可扩展性一直是软件工程领域研究的热点。从技术负债角度出发,探究重构时机,思考重构技术对软件质量的深入影响,明确重构技术旨在寻找重构代码的自动化方法,从而降低维护成本,提高代码质量。文中对工程实例进行分析并对文献进行梳理,调研了自2010年至今国内外96篇相关领域的文献,尝试以复杂系统的视角对这些研究工作进行归纳、比较,提炼总结软件重构领域的研究方向与技术方法,探讨重构技术研究中的特点与难点,思考重构技术研究中存在的问题及未来的研究方向,对软件重构技术的研究趋势进行了展望。

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求,引入了软件定义网络(SDN)技术,在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先,基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型,计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座;然后,采用分层路由的方法,设计了一种针对卫星网络的容错路由机制;最后,在Mininet平台上进行了仿真实验,将容错路由算法(FTR)的实验结果与基于链路感知的星间路由算法(LRSR)和多层卫星网络路由算法(MLSR)的实验结果进行了对比。对比结果表明,在网络中无损坏节点和链路的情况下,FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%,说明了引入SDN集中控制的有效性;FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%,说明了在网络模型中为中轨道(MEO)卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时,FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%,比MLSR降低了19.19%;其丢包率比LRSR降低了16.94%,比MLSR降低了37.95%,说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。

基于信息量的动态软件网络节点重要性研究

以复杂网络理论研究了面向对象软件系统质量的度量方法。以实际软件系统作为研究对象,分析了软件系统在初始化以及功能执行完全两个不同阶段下系统复杂度的变化。在此基础上,使用网络模型中节点的信息量作为评判类在软件系统中重要性的指标,用来发掘软件系统运行过程中功能上更加重要的类;最后,用软件网络的信息熵衡量软件系统的复杂度。通过研究证明了以信息量作为描述类的重要程度的合理性,进一步验证了信息熵在整个软件系统复杂程度方面的作用。

面向软件定义信息中心型网络的快速转发机制

针对软件定义信息中心型网络中数据平面面临的控制器可伸缩性、查找延迟较大等问题,提出了一种面向软件定义信息中心型网络的基于流转发的快速转发机制.该机制设计了名字映射系统来解决控制器可伸缩性问题,并基于快速转发机制建立了流表,在转发阶段可以优先在流表中进行兴趣包和数据包的查找,解决了信息中心型网络名字前缀数量庞大导致的查找延迟较大的问题.同时,该机制的统一索引结构解决了查找切换耗费较高而限制转发速度的问题.实验结果表明,相比原转发机制,快速转发机制吞吐量提升约60%,查找时间减少约51%,转发速率提升约70%,具有较好的性能.

国产基础软件的IT系统测评技术体系研究

本文提出了基于国产基础软件的IT系统测评体系,指出了基于国产基础软件的全生命周期各个阶段存在的一些问题并给出了相应的解决方法,论述了基于国产基础软件的IT系统测评环境,并且明确了基于国产基础软件的IT系统测评技术体系的具体内容,可为基于国产基础软件的IT系统测评相关工作的开展提供一些参考,加强基于国产基础软件的IT系统测评的服务能力,进一步提升国产基础软件的质量。

基于深度强化学习的数据中心热感知能耗优化方法

随着数据中心规模的不断扩大,所引起的高能耗、高运营成本和环境污染等问题日益严重,严重影响了数据中心的可持续性。大多数数据中心能耗优化方法为了降低计算能耗,会将任务集中在尽可能少的服务器上,但这样做往往会导致数据中心热点的产生,并且提高了冷却能耗。为了解决这一问题,文中首先对数据中心进行建模,并将数据中心总能耗优化问题建模为一个任务调度问题,并且要求调度过程中不产生数据中心热点。为了解决该问题,文中提出了一种基于深度强化学习的数据中心任务调度方法,并使用奖励塑造对该方法进行优化,在不产生热点的前提下降低数据中心的总能耗。最后,通过仿真环境和真实数据中心负载跟踪数据进行了实验。仿真实验结果表明,所提方法相比其他现有的调度方法能够更好地降低数据中心总能耗,最多降低了25.5%。此外,提出的优化方法还不会产生热点,这进一步证明了其优越性。

多平台航电系统综合可信度度量方案研究

信息技术的飞速发展促使未来空战由机械化向信息化、智能化、多平台集成化转化和发展.本文针对未来多平台航空电子体系架构下的航电系统可信度评估与仿真验证问题,建立多平台航电系统可信度度量方法,提出集成“系统可靠性”和“任务支撑度”的多平台航电系统可信度度量指标体系架构.在此基础上,提出基于专家打分和模糊层次分析法的多平台航空电子可信度值计算方法,以对未来空战的多模态作战任务进行综合分析和量化判断.仿真实验结果表明,本文提出的多平台航电系统可信度度量方案可以根据各子平台、子系统的状态、综合评估整个多平台系统的信任度.

基于进化优化的神经架构搜索方法综述

探讨了基于进化优化的神经架构搜索(Neural Architecture Search,NAS)算法,该类算法通过模拟生物进化的过程,能自动发现适应于特定任务的神经网络结构.本文回顾了进化优化算法在全局搜索、适应性和对离散连续问题的灵活性等方面的优势,详细介绍了基于进化计算的NAS方法在神经网络设计中的应用,强调了其在非连续、高维搜索空间中的潜力,总结了该领域的主要进展和挑战.最后,基于进化优化的NAS算法在推动神经网络架构搜索领域取得更多突破进行展望.未来的研究方向包括提高算法的计算效率、引入智能的搜索策略、克服高维搜索空间的问题以及该算法与深度学习的结合.

煤矿环境下改进Informed-RRT*路径规划算法研究

为解决煤矿机器人视觉SLAM地图中传统路径规划Informed-RRT*算法收敛速度慢、生成路径代价高、甚至无法找到路径等问题,对视觉SLAM建图进行了研究,提出了一种基于八叉树地图的路径规划方法。首先构建稠密点云地图并生成八叉树地图,将八叉树地图转化为易于路径规划的二维栅格地图,在此地图基础上结合人工势场和Informed-RRT*路径规划方法,提出了一种改进Informed-RRT*路径规划算法。仿真结果表明,该算法比传统Informed-RRT*算法速度提升了29.74%,具有更高的搜索效率和更快的收敛速度,获得了更好的路径规划效果。

基于推荐算法的能力验证公共服务平台建设

目的基于推荐算法建设能力验证公共服务平台。方法利用大数据和人工智能相关技术,通过对历年能力验证数据进行预处理后,建立提供者和参加者的供需匹配的推荐算法模型并进行训练,在训练达到要求后,在能力验证核心业务流程中验证本算法推荐准确度。深入挖掘能力验证领域各方需求,整合能力验证领域各方资源,使用统一的数据规范,统一的业务流程,统一的业务描述方法建设全国性的能力验证公共服务平台。结果通过使用推荐算法模型,在平台开展能力验证业务的提供者和参加者的供需匹配,较未使用算法的其他平台有较好的拟合度。结论基于推荐算法的能力验证公共服务平台的建设提高了能力验证行业的信息化和智能化水平,有助于改善行业供求关系,一定程度上促进了能力验证提供者的技术水平与服务质量提升。

SOA与云计算:竞争还是融合

阐明云计算和SOA之间的关系对两者的应用和结合有着重要的意义。在对SOA和云计算之间关系进行综述的基础上,分析了SOA与云计算之间的区别和联系,归纳了企业界对二者关系的不同观点,总结了学术界对二者关系的研究现状,提出了采用SOA来整合云服务的思路和方法。首先说明了二者存在融合的可能和必要,并且分析了二者主要的融合点。然后对二者融合面临的机遇和挑战进行了分类,并分析了解决这些问题的途径。最后提出具体的整合需求,并分别介绍了利用SOA整合SaaS和PaaS的方法,对将来进一步具体实现利用SOA技术来整合SaaS也作了展望。

云数据管理系统能耗基准测试与分析

云数据管理系统是一种新兴的数据管理系统.为了研究云数据管理系统的能耗优化,实现"绿色计算",首先要定义能耗的度量模型和基准测试方法,分析系统的能耗特点.目前云数据管理系统的基准测试主要集中在性能方面,对能耗方面的评估和优化工作很少;对测量仪器、测试手段、测试用例以及能耗基本规律的研究存在空白.文中提出了一种能耗的度量模型和数学表达;定义了一组数据装载、查询和分析用例来测试云数据管理系统的能耗;设计了系统能耗的测量方法;分析了若干云数据管理系统在执行数据装载、读取、查询、聚集和连接等操作时的能耗特征,提出了通过降低"等待能耗"而进行云数据管理系统的能耗优化.大量实验数据证明,尽管云计算被认为是一种绿色计算,但文中测试的云数据管理系统在能耗方面差异较大,需要对部分系统进行进一步的优化.

参与式感知:以人为中心的智能感知与计算

越来越多的无线智能移动设备集成了大量不同种类的传感器模块,与此同时无线移动网络也迅速普及.这些因素推动了参与式感知概念的提出与发展.参与式感知又被称为城市感知、以用户为中心的感知、群智感知.参与式感知可以解决传统无线传感网络难以大规模部署以及部署成本高昂的问题.参与式感知系统通过利用移动智能设备中的传感器、社交网络以及个人设备使用行为对参与者周围的物理环境、社会环境或者个人状态进行自主式采集、传输和分析,并做出智能化决策.这对未来实现智慧城市、普适计算以及物联网等重大概念具有重要的意义.首先介绍了参与式感知相关概念、理论以及相应的应用原型系统;然后介绍了参与式感知相关研究前沿热点,包括参与式感知的原型设计、感知数据处理、激励机制、隐私保护、恶意攻击以及不同移动网络的问题等;最后给出研究参与式感知的一般方法.

Qt/Embedded及嵌入式Linux在智能监控系统控制中的应用

主要介绍了基于S3C2440 ARM微处理器的实验室环境监控系统的设计方案,结合项目实例重点研究了智能监控系统中基于Qt/Embedded的图形用户界面(GUI)应用程序和各类传感器Linux驱动程序开发过程及应用疑难点,实现Qt/Embedded与Linux-C系统驱动编程的结合。

基于复杂网络社区划分的网络拓扑结构可视化布局算法

许多真实的网络都可以用复杂网络的思想进行研究和解释,而社区结构是复杂网络的一个重要特征.为此,提出一种基于社区结构的网络布局算法.首先利用复杂网络社区发现算法对网络中的节点进行社区划分,并将一个社区抽象为一个节点,以社区间的关联为边构建新的网络;在此基础上,运用物理类比方法确定社区中心点的位置,并根据社区的规模确定社区的区域范围;最后运用条件择优的方式填充社区内部节点以完成网络拓扑的布局.仿真实验结果证明,该算法与传统的可视化布局算法相比,具有计算量更少、收敛速度快、结构清晰的特点,更具有实际应用的价值.

面向“互联网+”的网络技术发展现状与未来趋势

"互联网+"是对互联网的升华和发展,旨在促进互联网与经济社会的深度融合,推动经济社会的创新发展.在"互联网+"环境下,互联网不再仅仅发挥信息基础设施的作用,更为重要的是互联网将成为改进经济社会实体管理、生产和经营方式的创新要素.以此为背景,分析了"互联网+"的由来与内涵,描述了推动"互联网+"的国家行动;从方便海量信息互联与访问、改善网络管理与网络性能、支持便捷访问与交互、适应"两化"(工业化与信息化)融合、面向生产等角度,阐述了适合"互联网+"发展需要的网络范型;讨论了面向"互联网+"环境,网络在规模、异构、性能、安全、应用等方面需要应对的新的挑战.最后,给出结论.