定理证明理论与应用专题前言

<正>随着计算机系统在工业和生活中越来越广泛的应用,软件和硬件的可靠性受到越来越多的关注.定理证明方法将程序和系统的正确性表达为数学命题,然后使用逻辑推导的方式证明正确性.不同于基于程序测试的技术,定理证明方法能保证覆盖所有边缘情况,完全排除一些特定类型的错误.而基于逻辑推导的交互式定理证明技术还能不受系统状态空间大小和复杂性的限制,验证非常复杂的系统和性质.因此,定理证明技术不仅是形式化方法领域,也是众多其他应用领域国内外学者的关注焦点和研究新热点.近年来,定理证明已经逐步用于越来越多的软件、硬件系统验证,这一方面为软硬件系统的安全性保障提供了新的有力工具,另一方面也成为定理证明技术发展的有利契机.目前,定理证明的规模化问题、定理证明工具本身的底层逻辑理论问题、适应于定理证明方案的程序验证理论问题等变得越来越重要,对于数学分析、离散数学、概率等基础定理证明库或求解方案的需求也越来越迫切.     

面向对象编程与定理证明相结合实现问题自动求解

本文针对一类智能决策支持系统中,基于模型行为仿真以实现解题过程自动化的需要,提出对模型对象行为的一阶谓词演算型表达和面向对象型模型处理过程的形式化体系。将问题自动求解过程转化为逻辑运算过程,通过归结反演求取问题的解。文中给出一个应用实例。     

定理证明与程序验证

一、引言程序验证的主要思想是,按照数学的意义精确地指出并证明程序的属性。程序属性由定理生成器以定理的形式指出,而定理的     

人工智能中的约束求解和优化专题简介

约束求解和优化算法是人工智能领域中一个重要的研究方向,并在过去的几十年间取得了广泛的应用,成功地解决了工业领域的诸多问题.随着互联网行业和人工智能技术的发展,相关的应用领域产生了一系列新的大规模优化问题,同时为约束求解和优化算法方向带来了新的挑战.SCIENCE CHINA Information Sciences在2...     

优青专题前言

我们高兴地向读者推出本期“优青专辑”,展示在国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（“优青基金”）资助下取得的部分成果。优青基金是国家自然科学基金委员会从2012年起设立的一类人才项目,主要支持在基础研究方面已取得较好成绩的青年学者自主选择研究方向开展创新研究,促进青年科学技术人才的快速成长,培养一批有望进入世界科技前沿的优秀学术骨干。截止到我们组织这期专辑的时候,计算机学科共有三批39位（包括4位女性）青年学者得到了优青基金资助,研究方向几乎涉及了计算机学科所有重要研究领域（尽量从数量上看分布还不够均衡）。优青基金获得者表现出很高的学术素养,令人欣喜不已,倍感我国科技事业后继有人。本专辑得到优青基金获得者的积极响应和赐稿。经过专家评审,我们选择13篇文章在这里刊载。与其它专辑有所不同,本专辑的文章并未限定在某个特定研究领域,而是涉及计算机科学技术中比较宽泛的研究内容,包括互联网、无线网络、数据中心、人工智能与模式识别、图像处理、可靠性与容错、、大数据和知识库技术等,既有对具体创新成果的介绍,也有对重要研究方向的分析和综述,色彩纷呈。     

优青专题前言

优秀青年科学基金(“优青基金”)是国家自然科学基金委员会2012年起设立的一类人才项目,主要支持在基础研究方面已取得较好成绩的青年学者自主选择研究方向开展创新研究,至今已经资助了5期。为了集中介绍这些优秀青年学者的研究成果,本刊推出了“优青专题”系列,并已于2015年和2016年出版了两个专辑,本期是该系列的第三个专辑,共13篇文章。与前两次专辑一样,本专辑并不专注于介绍计算机科学技术领域某个特定方向的研究和发展状况,而是为优青基金获得者提供展示他们（及其合作者）研究成果、传播相关知识的综合平台,同时可以使得有关读者通过该专辑了解我国这一层次研究人员的研究状况及相关领域发展的趋势。我们希望本系列专辑的出版能为作者、读者提供一个开放的交流平台,促进计算机科学技术领域的研究、开发、教育和前沿知识的传播。     

形式化方法与应用专题前言

计算机科学的发展主要涉及硬件和软件的发展,而软、硬件发展的核心问题之一是如何保证它们是安全可靠的.如今,硬件性能变得越来越高,运算速度也越来越快,体系结构、软件的功能也更加复杂,如何开发可靠的软、硬件系统,是计算机科学发展面临的巨大挑战.特别是现在计算机系统广泛应用于许多安全攸关系统中,如高速列车控制系统、航空航天控制...     

形式化方法与应用专题前言

形式化方法是采用数学方法,对复杂计算机系统建立严格语法与语义规范的系统设计与验证方法,常用于复杂动态系统的需求规约、模型设计和属性验证,在计算机硬件设计、软件系统构造、控制系统模型设计与分析、通信系统协议验证和程序代码合成等方面得到了成功的应用.近年来,在深度学习、区块链、量子计算、物理信息融合系统等新兴领域,形式化方法也逐步应用和适配,对提升系统的安全性和可靠性起到了极大的促进作用.     

形式化方法与应用专题前言

形式化方法以严格的数学化和机械化方法为基础来规约、设计、构建、验证、演进计算系统,是改善和确保计算系统质量的重要方法,其模型、技术和工具已延伸成为计算思维的重要载体,在国内外持续被关注和研究.在各种领域需求的推动下,形式化方法的相关理论、技术和工具越来越受重视,并在多种关键领域的应用中取得显著成效. 本专刊主要关注国内形式化方法的最新研究进展及其在特定领域的应用,共征得投稿37篇,其中36篇通过特约编辑形式审查进入到评审阶段.每篇稿件经过2位专家的评审,有16篇进入到复审阶段并在第一届全国形式化方法与应用会议（FMAC 2016）上宣读,最后有13篇文章通过终审被收录到本专刊.     

信息系统安全专题前言

随着信息系统的快速发展,信息系统的复杂程度越来越高,所管理的数据规模越来越大,这给信息系统的安全带来了更为严峻的挑战。随着技术的进步和人们安全意识的提高,信息系统安全已受到学术界、产业界和政府主管部门的高度关注和重视。对信息系统安全问题的研究具有重要的现实意义和学术价值. 为及时反映我国在信息系统安全方面的最新研究进展,《软件学报》针对信息系统安全专题组织专刊,围绕信息系统安全领域的最新热点及难题,征集高水平原创性成果,重点反映我国学者在信息系统的安全与隐私方面的最新研究成果。征集的主题包括访问控制系统、系统安全建模与安全协议设计、系统安全相关密码学、数字版权保护与管理、系统攻击检测与防御、恶意代码检测与损坏恢复、硬件系统安全、操作系统安全、Web与应用系统安全、安全服务和系统可靠性、隐私保护与隐私增强技术、云计算系统安全、大数据处理系统安全、移动互联网系统安全、物联网系统安全、工业控制系统安全.     

系统软件安全专题前言

<正>系统软件是控制和协调计算机底层硬件及外部设备、支持应用软件开发和运行的系统核心基础软件,涵盖了操作系统、编程语言、编译器、解释器、数据库、运行时环境、集成开发环境等.随着人工智能、物联网、区块链、系统编程语言、云计算、开源指令集等领域的快速发展,相关系统软件的安全问题大量涌现,比如利用CPU预测执行的Meltdown“熔断”和Spectre“幽灵”攻击、利用软件供应链发起的后门攻击和漏洞攻击.发现、缓解和防御系统软件存在的安全风险与问题,对于保障各类计算机系统的安全至关重要.     

多媒体技术进展专题前言

多媒体技术的应用给人们的工作和生活带来了前所未有的体验,在当今的信息技术领域中,多媒体技术是发展得最快、最活跃的技术之一,成为了新一代信息技术发展和竞争的焦点。我国多媒体领域的从业者众多,多媒体技术的研究成果在国际上具有很大的影响力,如何推介我国学者在多媒体领域取得的新进展,以便广大从业者快速、系统地了解新技术的发展动态和脉络,是我们构思此次专题的初衷。     

云网融合专题前言

随着云计算的快速发展与５G时代的到来,网络业务的需求日益复杂化,如何满足工业互联网、车联网等新型业务的需求,进而充分保障用户的性能体验？现有云计算与网络的架构相互独立,无法协同应对未来应用的挑战,云网协同并走向深度融合是必然趋势,也将助力互联网与我国新基建的发展．近年来,随着诸多新技术的诞生或成熟,如SDN、虚拟网络、可编程网络、SDGWAN、分段路由及智能IP等,使得云网融合成为满足未来网络应用需求的有效技术途径．