一种适用于多样性环境的业务流程挖掘方法

从运行日志挖掘业务流程模型的流程挖掘方法研究方兴未艾,然而,复杂多变的运行环境使流程日志也不可避免地呈现出多样性.传统的流程挖掘算法各有其适用对象,因此,如何挑选适合多样性流程日志的流程挖掘算法成为了一项挑战.提出一种适用于多样性环境的业务流程挖掘方法 So Fi(survival of fittest integrator).该方法基于领域知识对日志进行分类,使用多种现有的挖掘算法对每一类子日志产生一组流程模型作为遗传算法的初始种群,借助遗传算法的优化能力,从中整合得到高质量的业务流程模型.针对模拟日志和某通信公司真实日志的实验结果表明:相对于任何单一的挖掘算法,So Fi产生的流程模型具有更高的综合质量,即重现度、精确度、通用性和简单性.     

一种高效的基于服务功能规约的服务选择方法

服务因其灵活的应用机制,逐渐成为软件开发过程中的主要载体.面对网络中涌现出的大量功能相同或相似而QoS(quality of service)不同的服务群体,如何快速、准确地定位到所需要的服务个体,仍是一项十分具有挑战性的工作.基于服务对功能的封装特性,提出一种基于服务功能规约的服务选择方法,将功能相关的抽象服务规约为一个粒度更大的服务级的抽象服务;然后,针对规约后的大粒度抽象服务完成服务发现和组合优化的过程.由于规约操作能够有效减少参与服务组合优化的抽象服务的个数以及相应的候选服务的个数,从而使算法的执行效率得到有效提升.实验结果表明:该算法与传统的启发式算法相比执行效率更高,并且对服务组合规模及候选服务规模表现出更好的扩展性.     

关于并发系统分支互模拟关系发散性保持的研究

带发散性说明的分支互模拟是van Glabbeek和Weijland提出的一个概念,并被用来定义等价关系.该等价关系应该是最弱的一个发散性保持的并且满足分支互模拟性质的等价关系.然而在概念提出时并没有提供这些重要性质的证明,并且我们认为在原定义的基础上这个证明是不显然的.本文通过co-induction的手段利用染色迹的概念定义了着色完全迹等价,并证明该等价关系是最弱的一个保持发散的并且满足分支互模拟性质的等价关系.然后我们证明了着色完全迹等价关系和≈_b^△是相同的,因而补充了van Glabbeek和Weijland的工作,即证明了≈_b^△是最弱的一个保持发散的并且是满足分支互模拟性质的等价关系.     

利用交叉推荐模型解决用户冷启动问题

用户冷启动是推荐系统的一个重要问题。传统的推荐系统使用迁移学习的方法来解决这个问题,即利用一个领域的评分信息或者标签预测另外一个领域的用户和物品评分。上述迁移学习模型通常假设两个领域没有重叠的用户和物品,与上述假设不同,很多情况下系统可以获取同一用户在不同领域的数据。针对这种数据,提出一种新的推荐系统冷启动模型—cross SVD&GBDT(CSGT),通过有效利用重叠用户的信息来解决用户冷启动问题。具体地,首先提出新模型获取用户和物品的特征,然后利用GBDT模型进行训练。实验数据表明,在豆瓣数据集中corss SVD&GBDT可以得到比传统方法性能更高、鲁棒性更强的实验结果。     

密集型无线传感器网络中功率可调节的跨层网络协议

针对无线传感器网络中节点密集的情况,提出了一个功率可调节的跨层网络策略.节点使用不同的发射功率,且使节点有事先规定数量的邻居节点,其中邻居节点数即为节点度.这样,既保证了网络的连通性,又能有效地降低节点间的竞争冲突.将网络中的节点按照层次划分,选择最小传输功率的上层节点作为父亲节点来构造路由树,计算出节点的候选父亲节点集,在父亲节点失效的情况下,选择候选集中的节点传输来解决.实验结果表明,通过这样的策略,可以提高网络的吞吐量,提高数据传输的速率.     

基于TrustZone的可信移动终端云服务安全接入方案

可信云架构为云计算用户提供了安全可信的云服务执行环境,保护了用户私有数据的计算与存储安全. 然而在移动云计算高速发展的今天, 仍然没有移动终端接入可信云服务的安全解决方案. 针对上述问题, 提出了一种可信移动终端云服务安全接入方案, 方案充分考虑了移动云计算应用背景, 利用ARM TrustZone硬件隔离技术构建可信移动终端, 保护云服务客户端及安全敏感操作在移动终端的安全执行, 结合物理不可克隆函数技术, 给出了移动终端密钥与敏感数据管理机制. 在此基础之上, 借鉴可信计算技术思想, 设计了云服务安全接入协议, 协议兼容可信云架构, 提供云服务端与移动客户端间的端到端认证. 分析了方案具备的6种安全属性, 给出了基于方案的移动云存储应用实例, 实现了方案的原型系统. 实验结果表明, 可信移动终端TCB较小, 方案具有良好的可扩展性和安全可控性, 整体运行效率较高.     

基于自适应延迟切割的三角网格布尔运算优化

规则化的布尔运算被广泛应用在三维建模系统中.近年来,随着图形硬件的发展,基于三角网格的规则化布尔算法由于输出结果能直接被图形硬件处理,表现出了明显的优势.但是传统的算法由于采用CSG树局部评估策略,使得面片在相交测试中反复被切割,并且由于面片分类在切割后的模型之间直接进行,导致算法无法在保证鲁棒性的同时实现高性能.为了避免这些问题,本文呈现了一种CSG树全局评估算法来统一执行单次和连续布尔运算.算法由两部分组成：自适应的延迟切割和全局化面片分类.在自适应的延迟切割阶段,算法通过仔细处理多个三角面片相交导致的各种情况使得延迟切割被扩展到整个CSG树来避免由于面片的反复切割带来的数值误差累积并利用自适应的八叉树使得相交测试能在线性时间内完成.在全局化面片分类阶段,算法通过分治法使得分类始终在切割后的面片和原始输入模型之间进行来保证分类的精度;通过结合组分类策略和自适应的八叉树来进一步优化了分类性能。实验结果表明,本文提出的算法无论是在执行单次或连续布尔运算时都能在保证鲁棒性同时性能优于其他的算法,因此本文算法可广泛应用于交互式建模系统中,如数字雕刻、计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）等.     

软件形式化方法与应用专题前言

形式化方法起步于程序理论和语义的研究,历经50余年的发展,成为了计算机科学的重要领域.它使用严格的数学方法,研究并发展软件和硬件系统的建模、设计、开发、验证与演化等技术,为保障系统的正确性、可靠性和安全性提供了重要途径.本专刊收录的13篇论文反映了近年来我国学者在软件形式化方法与应用领域的部分研究成果.     

可视化及可视分析专题前言

在大数据时代,从浩瀚复杂的数据中快速而准确地获取相关重要信息,是各行各业发展甚至赖以生存的重要基础.为此,可视化及可视分析的研究在全球正方兴未艾,并密切地融于实际应用中,为社会发展与生产实践的进步发挥了巨大的作用.这方面的工作一般分为科学计算可视化、信息可视化及可视分析,各有侧重.近年来,大数据的多样性、复杂性及其应用的适应性对可视化及可视分析领域的基础理论和技术手段提出了很多新的挑战.本专题选题为可视化及可视分析,反映我国学者在这方面工作的部分近期研究成果. 本专题公开征文,并与IEEE PacificVis 2015和第2届中国可视化与可视分析大会(ChinaVis 2015)合作进行专题组稿,共收到稿件65篇.经过会议筛选,并邀请国内外相关领域专家参与审稿工作,历时6个月,经初审、复审、会商和终审各个阶段,最终遴选出12篇高质量的论文入选本专题. 首先,研究新的更高效、更适用的可视化和可视分析方法是这方面工作的重要基础.以下论文在这方面进行了探讨,特别是研究了层次化多维数据的处理. 《基于密度-距离图的交互式体数据分类方法》依据物质中心密度大且物质中心间距离远这一特性,提出新的体数据分类方法,无需预设物质类别的数量,能够快速地实现较高准确度的分类. 《树比较可视化方法综述》对处理层次数据的树比较可视化方法进行了较为全面的分析和评估,探讨了不同方法对于不同数据分析需求的适用性,并展望了将来的发展. 《一种层次结构中多维属性的可视化方法》为具有层次结构且属性多维的复杂数据提出了有效且实用的可视表达方法,并已应用于全国各地区、各超市、各农产品中农药残留检出和超标情况侦测数据的可视化. 《面向层次化数据的变分圆形树图》提出了优化布局多个圆的快速计算方法,提高了圆形树图的空间利用率,并方便支持层次下行、层次上行与焦点+上下文等自然交互方式,有利于交互可视分析的实施. 《基于层次狄利克雷过程的交互式主题建模》对层次狄利克雷过程进行了改进,使其支持单词约束,由此可基于矩阵视图交互迭代地优化主题模型,提高文本数据分析的主题建模质量. 《基于维度扩展的Radviz可视化聚类分析方法》提出了基于数据概率分布的维度增加方法,提高了RadiViz这种径向投影型多维数据可视化方法的聚类表达效果. 其次,多篇论文探讨了可视化及可视分析在具体应用中的实施和系统构建,相关的应用领域包括气象分析、视频分析、文本阅读、移动日志、网络监控等. 《一种全球尺度三维大气数据可视化系统》完成了一个面向气象预报与气象研究需求的可视化分析系统,能够有效地处理具有时变、多源、多维度、数据量大和多尺度等特征的气象数据,流畅地全方位展现气象数据中的信息. 《运动目标三维轨迹可视化与关联分析方法》研究了视频数据中运动目标的跟踪分析,并进而探讨对象之间关联性获取的方法,以提高视频分析的效率. 《基于文本摘要及引用关系的可视辅助文献阅读》描述了一个基于文本摘要和引用关系的可视辅助文献阅读系统,以帮助读者快速找到最重要、最相关的文献,避免阅读过程中的迷失. 《基于移动终端日志数据的人群特征可视化》提出了移动终端日志数据的深度分析与相应的可视化展示方法,能够更加准确地概括出移动终端用户的特征. 《多视图合作的网络流量时序数据可视分析》提出了一个自顶向下的网络流量时序分析流程模型,并实现了一个多视图合作的网络流量时序数据可视分析原型系统,便于网络安全分析人员使用网络流量时序数据检测网络异常情况. 《一种模型驱动的可视化生成系统》给出了一种可视化描述语言,并由此提出一种模型驱动的可视化生成系统,能够实现所见即所得的可视化系统快速生成. 本专题主要面向数据处理、可视化及可视分析等相关领域的研究人员,反映了我国学者在可视化及可视分析等领域的最新研究进展.在此,我们要特别感谢《软件学报》编委会对本专题工作的指导和帮助,感谢编辑部各位老师从征稿启示发布、审稿专家邀请至评审意见汇总、论文定稿、修改及出版所付出的辛勤工作和汗水,感谢本专题评审专家及时、耐心、细致的评审工作.此外,我们还要感谢向本专题踊跃投稿的作者对《软件学报》的信任. 最后,感谢本专题的读者们,希望本专题能够对相关领域的研究工作有所帮助.     

并发软件适应性随机测试方法

测试用例选择是软件测试中的关键问题之一.目前,测试用例选择在并发软件测试方面鲜有涉及.以多线程并发程序为研究对象,提出面向并发软件的适应性随机测试方法,通过优化测试用例选择,来提高并发软件测试的效率和错误发现能力.根据实验结果,我们提出的并发软件适应性随机测试方法比随机测试方法的测试效率更高,错误发现能力也更强.