基于LDA的软件代码主题摘要自动生成方法

理解软件代码的功能是软件复用的一个重要环节。基于主题建模技术的代码理解方法能够挖掘软件代码中潜在的主题,这些主题在一定程度上代表了软件代码所实现的功能。但是使用主题建模技术所挖掘出的代码主题有着语义模糊、难以理解的弊端。潜在狄利克雷分配(Latent Dirichlet Allocation,LDA)技术是一种比较常用的主题建模技术, 其在软件代码主题挖掘领域已取得了较好的结果,但同样存在上述问题。为此,需要为主题生成解释性文本描述。基于LDA的软件代码主题摘要自动生成方法除了利用主题建模技术对源代码生成主题之外,还利用文档、问答信息等包含软件系统功能描述的各类软件资源挖掘出代码主题的描述文本并提取摘要,从而能够更好地帮助开发人员理解软件的功能。     

基于功能语义的Web服务发现方法

随着Web服务技术的发展与应用,基于功能语义进行Web服务发现已经逐渐成为服务使用者最为迫切的需求.而现有的服务发现机制还不能很好地解决这一问题.所以提出了一种基于功能语义的Web服务发现方法.通过定义Web服务功能描述模型,规范服务提供者和使用者对Web服务功能的描述;同时构建了领域功能本体,提出语义标注的机制,从而让用户可以基于功能语义发现Web服务.并设计了基于功能语义的Web服务描述语言,构建了原型系统,为基于功能语义进行服务发现提供了一种有效可行的方法.     

一种基于主题建模的代码功能挖掘工具

代码复用是重要的软件复用方式之一,复用者需要理解软件代码实现的功能方能有效实施软件复用。基于主题建模技术的程序理解方法逐渐受到研究人员的重视,它能够帮助软件开发者和使用者更好地理解软件的功能。目前,基于主题建模技术的程序理解方法一般欠缺对挖掘出的Topic的语义分析,为此提出的基于代码静态分析和LDA技术的代码功能挖掘(Code Function Mining,CFM)方法可作为对这类方法的补充。CFM是一套以代码为研究对象的挖掘、筛选、组织和描述主题(Topic)的方法,该方法能够生成带描述的功能型Topic的层次结构,以供使用者更清晰和方便地浏览、学习软件的功能。功能型Topic的描述能够帮助复用者理解代码功能,其层次结构能够让复用者从不同抽象层次理解代码功能。CFM方法包括4个部分:挖掘Topic、筛选Topic、组织Topic、描述Topic。以CFM方法为基础,设计并实现了一个CFM工具。CFM工具能够分析用户提交的代码,通过Web页面向用户展示带描述的功能型Topic的层次结构。最后,对CFM方法中的几个关键算法进行实验分析,验证了CFM方法的有效性。     

基于混合注意力机制的软件缺陷预测方法

软件缺陷预测技术用于定位软件中可能存在缺陷的代码模块,从而辅助开发人员进行测试与修复。传统的软件缺陷特征为基于软件规模、复杂度和语言特点等人工提取的静态度量元信息。然而,静态度量元特征无法直接捕捉程序上下文中的缺陷信息,从而影响了软件缺陷预测的性能。为了充分利用程序上下文中的语法语义信息,论文提出了一种基于混合注意力机制的软件缺陷预测方法 DP-MHA(Defect Prediction via Mixed Attention Mechanism)。DP-MHA首先从程序模块中提取基于AST树的语法语义序列并进行词嵌入编码和位置编码,然后基于多头注意力机制自学习上下文语法语义信息,最后利用全局注意力机制提取关键的语法语义特征,用于构建软件缺陷预测模型并识别存在潜在缺陷的代码模块。为了验证DP-MHA的有效性,论文选取了六个Apache的开源Java数据集,与经典的基于RF的静态度量元方法、基于RBM+RF、DBN+RF无监督学习方法和基于CNN和RNN深度学习方法进行对比,实验结果表明,DP-MHA在F1值分别提升了16.6%、34.3%、26.4%、7.1%、4.9%。     

基于语义的图像检索技术研究

本文从图像语义模型、图像语义的描述方法、图像语义的提取方法三方面介绍基于语义的图像检索技术的发展动态,并根据研究现状,进一步分析如何有效地解决“语义鸿沟”问题。     

中文文法规则的化简及其语义计算效果对比

为在自然语言处理中进行更快的语义计算,分析自然语言中最普适语法规则的基本特征,在此基础上,将语义功能相似的文法符号合并,构造一个更为简洁的文法规则,用来描述自然语言;依据自然语言语义计算模型,通过语义计算,进行模型求解,求出最符合语义逻辑的语法分析方案。通过实验比较文法简化前后的计算复杂度和正确率,得到模型求解“时间复杂度”和“正确率”之间的关系。     

基Word Embedding的软件工程领域语义相关词挖掘方法

软件的开发及维护过程中经常要对代码进行搜索。基于关键字匹配的代码搜索面临与传统信息检索一样的问题,即用户查询关键字与代码文本用词不匹配。为提高代码搜索精度,需要挖掘软件中的语义相关词进行查询扩展。本文针对软件工程领域设计了一种基于Word Embedding的语义相关词挖掘方法,并且采用IT技术问答网站Stack Overflow的文档作为语料库训练得到了共包含19332个单词的语义相关词表。与前人工作的对比实验验证了本文方法挖掘的语义相关词能有效提高代码搜索精度。     

基于软件知识图谱的代码语义标签自动生成方法

开源及企业软件项目和各类软件开发网站上的代码片段是重要的软件开发资源.然而,很多开发者代码搜索需求反映的代码的高层意图和主题难以通过基于代码文本的信息检索技术来实现精准的代码搜索.因此,反映代码整体意图和主题的语义标签对于改进代码搜索、辅助代码理解都具有十分重要的作用.现有的标签生成技术主要面向文本内容或依赖于历史数据,无法满足大范围代码语义标注和辅助搜索、理解的需要.针对这一问题,提出了一种基于知识图谱的代码语义标签自动生成方法KGCodeTagger.该方法通过基于API文档和软件开发问答文本的概念和关系抽取构造软件知识图谱,作为代码语义标签生成的基础.针对给定的代码,该方法识别并抽取出通用API调用或概念提及,并链接到软件知识图谱中的相关概念上.在此基础上,该方法进一步识别与所链接的概念相关的其他概念作为候选,然后按照多样性和代表性排序,产生最终的代码语义标签.通过实验对KGCodeTagger软件知识图谱构建的各个步骤进行了评估,并通过与几个已有的基准方法的比较,对所生成的代码语义标签质量进行了评估.实验结果表明,KGCodeTagger的软件知识图谱构建步骤是合理有效的,该方法所生成的代码语义标签是高质量、有意义的,能够帮助开发人员快速理解代码的意图.     

基于语义Web服务的信息检索模型研究

为解决传统基于关键词的信息检索机制的语义信息缺失问题,在对语义Web和Web服务关键技术描述的基础上,本文提出分布式网络环境下基于语义Web服务的信息检索模型。通过对模型中每一层功能的分析,提出基于语义相似度的信息检索机制,并为实现异构系统的信息集成和共享提供解决方案。最后实现基于语义Web服务的信息检索原型系统,并通过仿真实验进行性能分析。结果证明,本文为实现自动化与智能化信息检索提供一种较好的解决方案。     

基于BDI的语义搜索及其在数字旅游中的应用

目前的上下文处理方法对语义技术支持不足,导致语义搜索在精准度和智能化上存在局限。提出一种基于BDI(BeliefDesire-Intention)的语义搜索方法,对动态上下文进行语义描述,利用BDI机制优化搜索结果。该方法将用户查询、动态上下文与BDI框架的Belief融合,通过产品特征语义、业务语义推理上下文特征和搜索目标特征作为Desire,通过基于Min Hash的语义相似度计算进行候选Intention排序。结合项目需求,在JADEX开源BDI Agent环境下,开发了基于上述语义搜索的旅游产品搜索系统。该系统通过ID3决策树提取用户当前行程的上下文特征实现了语义搜索功能,实验表明该方法搜索准确率相比仅使用语义相似度搜索方法明显提高,能够满足旅游产品搜索的要求。     

基于多特征权重分配的源代码搜索优化

对开源代码进行准确搜索是实现代码复用的前提。在基于关键字搜索的研究中,目前只关注匹配方法签名。结合源代码注释对方法功能的语义描述,提出结合代码注释的关键字搜索方法。通过生成源代码抽象语法树,从中识别方法签名与各类型注释等组合代码特征;将代码特征与查询语句分别用向量表示,并计算向量间的余弦相似度,然后制定针对搜索结果多特征权重分配的评分机制。根据评分对搜索结果进行排序,得到与查询语句相关的结果序列。实验结果表明,多个代码特征在不同权重影响下可以提升源代码搜索准确度。     

基于稠密光流轨迹和稀疏编码算法的行为识别方法

针对现有行为特征提取方法识别率低的问题,提出了一种融合稠密光流轨迹和稀疏编码框架的无监督行为特征提取方法(DOF-SC)。首先,在稠密光流(DOF)轨迹提取的基础上,对以轨迹为中心的原始图像块进行采样作为轨迹的原始特征;其次,对轨迹原始特征基于稀疏编码框架训练稀疏字典,得到轨迹的稀疏特征表示,利用词袋(BF)模型对稀疏特征聚类得到轨迹的码书,再根据码书对每个动作中出现的所有轨迹所属的码书类别进行投票,统计该动作中每个码书出现的次数,得到行为特征;最后,对行为特征利用基于直方图交叉核函数的支持向量机(SVM)进行训练得到行为识别模型,再利用该模型对行为进行分类预测,得到最终行为识别的结果。在对轨迹采样10%的情况下,DOF-SC算法得到的行为识别准确率在KTH数据库上高出采用运动边界直方图(MBH)作为特征的行为识别准确率的0.9%,在YouTube数据库上高出MBH作为特征的行为识别准确率的1.2%。实验数据表明了所提方法对行为识别的有效性。     

Securing communication using function extraction technology for malicious code behavior analysis

Since computer hardware and Internet is growing so fast today, security threats of malicious executable code are getting more serious. Basically, malicious executable codes are categorized into three kinds – virus, Trojan Horse, and worm. Current anti-virus products cannot detect all the malicious codes, especially for those unseen, polymorphism malicious executable codes. The newly developed virus will create the damages before it has been found and updated in database. The basic idea of the proposed system is, it will analyze the behavior of the malicious codes and based on the behavior signature of the malicious code content filtering mechanism will be used to filter out contents, so that, the system will be secured from the future communication processes. The behavior of the code is analyzed using the function extraction technology. The function extraction technology will replace the function codes into algebraic expressions. Based on the behavior of the malicious codes, it will be categorized into different kinds of malicious codes. The detected malicious code will be prevented from execution. Based on the type of malicious code, appropriate security mechanism will be used for further communication.     

基于改进注意力机制的图像描述生成算法

图像描述是将图像所包含的全局信息用语句来表示。它要求图像描述生成模型既能提取出图像信息,又能将提取出来的图像信息用语句表达出来。传统的模型是基于卷积神经网络（CNN）和循环神经网络（RNN）搭建的,在一定程度上可以实现图像转语句的功能,但该模型在提取图像关键信息时精度不高且训练速度缓慢。针对这一问题,提出了一种基于CNN和长短期记忆（LSTM）网络改进的注意力机制图像描述生成模型。采用VGG19和ResNet101作为特征提取网络,在注意力机制中引入分组卷积替代传统的全连接操作,从而提高评价值指标。使用了公共数据集Flickr8K、Flickr30K对该模型进行训练,采用多种评价指标（BLEU、ROUGE_L、CIDEr、METEOR）对模型进行验证。实验结果表明,与引入传统的注意力机制模型相比,提出的改进注意力机制图像描述生成模型对图像描述任务的准确性有所提升,并且该模型在5种评价指标上均优于传统的模型。     

一种Java API文档对异常描述不一致的自动检测方法

应用程序编程接口(Application Programming Interface,API)在软件开发以及代码复用中有着重要作用。然而,API代码和文档存在的不一致情况会误导API的使用者并降低软件开发效率及其稳定性等。针对Java API异常代码及其文档描述不一致的情况,提出了一种基于静态分析代码语法树及方法之间的调用关系的自动检测方法,为验证方法的有效性,利用JDK中的API源代码包及其相应文档作为测试对象根据实验结果。本方法的检测结果能达到71.5%的准确率以及85.9%的召回率,能够较为准确地识别API文档对程序异常描述不一致问题,对API文档的编写和维护具有指导性意义。     

Mechanized Semantics for the Clight Subset of the C Language

This article presents the formal semantics of a large subset of the C language called Clight. Clight includes pointer arithmetic, struct and union types, C loops and structured switch statements. Clight is the source language of the CompCert verified compiler. The formal semantics of Clight is a big-step operational semantics that observes both terminating and diverging executions and produces traces of input/output events. The formal semantics of Clight is mechanized using the Coq proof assistant. In addition to the semantics of Clight, this article describes its integration in the CompCert verified compiler and several ways by which the semantics was validated.     

基于Bi-LSTM和自注意力的恶意代码检测方法

针对当前恶意代码检测方法严重依赖人工提取特征和无法提取恶意代码深层特征的问题,提出一种基于双向长短时记忆(Bidirectional Long Short Term Memory,Bi-LSTM)模型和自注意力的恶意代码检测方法。采用Bi-LSTM自动学习恶意代码样本字节流序列,输出各时间步的隐状态;利用自注意力机制计算各时间步隐状态的线性加权和作为序列的深层特征;通过全连接神经网络层和Softmax层输出深层特征的预测概率。实验结果表明该方法切实可行,相较于次优结果,准确率提高了12.32%,误报率降低了66.42%。     

基于GPU的图像特征并行计算方法

特征提取与描述是众多计算机视觉应用的基础。局部特征提取与描述因像素级处理产生的高维计算而导致其计算复杂、实时性差,影响了算法在实际系统中的应用。研究了局部特征提取与描述中的关键共性计算模块——图像金字塔机制及图像梯度计算。基于NVIDIA GPU/CUDA架构设计并实现了共性模块的并行计算,并通过优化全局存储、纹理存储及共享存储的访问方式进一步实现了其高效计算。实验结果表明,基于GPU的图像金字塔和图像梯度计算比CPU获得了30倍左右的加速,将实现的图像金字塔和图像梯度计算应用于HOG特征提取与描述算法,相比CPU获得了40倍左右的加速。该研究对于基于GPU实现局部特征的高速提取与描述具有现实意义。     

基于半监督生成对抗网络的恶意代码家族分类实现

随着互联网的发展,恶意代码呈现海量化与多态化的趋势,恶意代码家族分类是网络空间安全面临的挑战之一。将半监督生成对抗网络与深度卷积学习网络相结合,构建半监督深度卷积生成对抗网络,提出了一种恶意代码家族分类模型,通过恶意代码家族特征分析,对恶意代码进行特征提取,转化为一维灰度图像;然后基于一维卷积神经网络1D-CNN,构建半监督生成对抗网络SGAN,形成恶意代码家族分类模型SGAN-CNN。从特征提取优化、半监督生成对抗训练算法优化等方面进行恶意代码家族分类能力提升。为了验证SGAN-CNN模型的分类效果,在Microsoft Malware Classification Challenge数据集上进行实验。5折交叉验证测试显示,本文提出的模型在样本标注标签占80%的情况下,分类的平均准确率达到98.81%;在样本标注标签仅有20%的情况下,分类的平均准确率达到98.01%,取得了较好的分类效果。在小样本数量情况下,也能取得不错的分类准确率。