理论计算机科学专题前言

理论计算机科学是整个计算机科学的理论根基。自从Alonzo Church和Alan Turing分别使用形式语言与自动机来为人类的计算行为进行理论建模开始,理论计算机科学领域的学者们就将计算本身作为一种客观存在,以“格物,致知”的态度来探究计算的本质原理。现代计算机科学与技术及其相应工程与应用的蓬勃发展,为这一基础学科提供了创新的舞台,使其充满了活力。     

智能嵌入式系统专题前言

<正>人工智能和嵌入式技术的深度融合已经成为"物联网+"产业体系前行的迫切需求.智能嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、新一代人工智能技术等与各个行业的具体应用相结合的产物,正在成为各种智能体系的基础,具有技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的特点.一方面,将新一代人工智能方法应用于嵌     

基于GFS的分布式云存储应用技术的设计

云存储是存储技术在云计算技术上的发展和延伸,本文系统中主要介绍了云存储在实际中的应用模式,提出了基于GFS的分布式云存储应用技术的医疗信息化系统的构建框架和设计,深入分析了分布式云存储系统的发展动向。     

分布式云存储高可用框架研究

近年来,分布式云存储为非结构化数据的存储、处理提供了高效、廉价的解决方案,但随着业务系统对系统可用性要求的不断提高,对分布式云存储高可用框架的研究具有重要的理论价值和广阔的应用前景.论文综合分析了分布式云存储的基本理论,提出了针对智能电网设计的分布式云存储高可用框架,该框架采用双活主节点以及多服务心跳监测算法,保障在高并发读写文件操作下分布式云存储的高可用性.实验结果表明,该框架能够有效应对任意节点失效产生的系统故障.     

大数据治理的理论与技术专题前言

<正>数字经济时代,数据已成为新型生产要素,大数据技术更是数据要素市场发展的核心科技引擎.然而,近年来大数据使用中普遍存在着“重采集轻管理、重规模轻质量、重利用轻安全”的现象.科学而有效地进行大数据治理将有助于提升数据质量、降低管理成本、增强决策能力.本专题旨在探究大数据治理所面临的核心技术挑战,面向数据的全生命周期,不仅研究劣质数据的清洗与修复等数据治理技术,也讨论隐私安全与开放共享等内容,还研究利用区块链、联邦学习、知识图谱、数据定价等新技术形成大数据治理的新理论与新方法同时关注大数据治理在各应用领域的最新成果.     

数据库系统新型技术专题前言

近年来,数据库系统为了应对新应用和新数据类型对数据管理与分析提出的全新挑战,产生了一系列新的发展趋势,包括:(1)在数据管理方面,计算机硬件的创新与人工智能技术的深入为数据库系统带来了全新的发展机会,而伸缩性、容错性、可扩展性等应用需求又给数据管理带来了全新的挑战;(2)在数据分析方面,数据量的剧增、数据类型的异构与应...     

网络资源虚拟化技术专题前言

虚拟化概念出现以来(20世纪50年代末),首先运用于操作系统中以解决单机系统资源环境下的多任务/多用户程序运行与资源管理问题;随着网络技术的快速发展与广泛应用(20世纪90年代),为了解决网络环境下计算资源的有效管理与使用问题,网络虚拟化技术得到了新的发展,出现了包括 Java 虚拟机、Xen、Vmware 和KVM 等技术产品;通过虚拟化技术提高了计算资源的利用率及其管理的灵活性,简化了系统管理与维护工作。随着计算资源与应用场景的日益庞杂,虚拟化系统的复杂度也越来越高。虚拟化系统自身的安全性、可靠性以及性能等问题也日益突出。另一方面,虚拟化技术在一些新应用场景中存在的问题也是人们关注的热点,比如软件定义网络与实时虚拟化等。如何实现用户对包括计算资源和网络等资源“尽力而为”的使用到“按需分配”的使用也已成为人们关注的一个问题。     

AI软件系统工程化技术与规范专题前言

近年来,人工智能产业的热度逐步提升,市场规模持续扩大,全球各行各业的组织机构都正在或试图通过人工智能对原有的产品和服务赋予新的能力.最先进的人工智能系统正在迅速从实验室环境迁移到工业环境,并主要以软件为承载形式渗透到社会应用的方方面面.然而开发、测试和运维工业化的人工智能软件系统会遇到一些不同于传统软件系统的工程问题.例如,在基于人工智能的系统中,规则和系统行为是从训练数据中推断出来的,而不是被开发者编写的程序代码所定义;人工智能系统的需求具有较大的不明确性;人工智能系统的演化过程中需要关注不断变化的数据集和相关的基础设施;人工智能系统开发和运维需要数据科学家和软件工程师的跨专业协作;人工智能系统的开发面临伦理、道德和法律的约束,且这些约束的更新速度正受到飞速发展的人工智能技术和产业的挑战.     

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.     

计算机体系结构前言技术(一)专题前言

随着物联网、大数据应用和智能计算应用的发展,当前计算机的处理、通信和存储能力已经无法匹配海量数据和信息处理复杂性的快速增长,针对应用需求的硬件加速得到蓬勃发展。另一方面,随着器件特征尺寸缩小到其物理极限,电路性能对参数偏差和噪声更加敏感,计算机的能效提升遇到瓶颈,这些问题促进了异构、三维集成、非易失性存储器等新型结构、工艺和器件的大量探索。计算机体系结构技术研究面临许多新的机遇和挑战。面向上述背景,本刊拟开辟“计算机体系结构前沿技术”系列专题,并于今年出版“计算机体系结构前沿技术（一）”专辑。本专辑出版8篇文章,集中讨论面向不同应用背景的智能和近似计算的计算机体系结构技术,以及基于新型工艺和器件的存储器和处理器技术。     

基于Hadoop分布式架构的云存储系统、文件存储实现研究

随着局域网内数据信息量的日益增多,如何对不断增加的海量数据作出筛选分类、分析与存储,成为企业数据管理、业务开展关注的重要问题,而依托于Hadoop分布式架构的云存储技术,构建起分布式文件管理的云服务系统,可保证数据存储与管理的合理数据块分布、功能可拓展性。基于此,通过围绕MapReduce集群、HDFS文件存储、HBase数据库,以及PC主机、VMWare虚拟机等软硬件,建立起云存储服务管理系统,可针对大文件、小文件存储的问题,设置文件索引、读写、合并、缓存等的功能服务模块,提供一种按需服务的应用方式,实现对特定数据的预读取、检索、合并与存储,提高Hadoop分布式集群系统的数据读取、索引与存储效率。     

RISC-V技术及生态专题前言

<正>从RISC-V指令集的诞生到现在已经历了10多个年头.国内的企业和科研机构也已从最开始的观望逐渐转变为主动接纳和积极推动这一新的开放体系架构.秉承去年第一届专题的初衷,今年我们再一次组织RISC-V技术及生态的研讨,记录、     

业务过程管理技术专题前言

"云物移大智"所代表的新兴信息技术,正在改变甚至颠覆社会组织的(传统)经营运作方式.全球化、虚拟化、网络化组织(包括企业)的业务过程管理变得日益复杂,给业务过程的柔性建模、高效调度、智能分析、合规控制等方面提出了一系列新的挑战.业务过程管理(business process management,简称BPM)致力创新企业业务过程管理、分析、控制和改进的系统化与结构化方法,其目标在于改进产品质量,提升服务水平,是现代信息系统的共性基础技术.     

RISC-V技术及生态专题前言

开源指令集RISC-V自2011年推出,至今已有10个年头.作为一个新兴的指令集架构,其发展势头非常迅猛,受到产业界和学术界的广泛关注.RISC-V的崛起,给体系结构、系统软件等领域带来了新的机遇和挑战.RISC-V指令集架构的开放性、模块化、高度可定制的特点也使其成为体系结构和系统软件创新的理想实验平台.     

云存储安全技术综述

云存储是近年来工业界和学术界研究的热点,其中的安全问题受到了多方瞩目。将云存储相关的安全技术问题归结为5类(用户需求3类,服务商需求2类),并结合最新学术研究成果进行了逐一阐述。这些分析表明云存储安全技术涉及面广、风险高。相关技术发展到今天,产生了一些很好的成果,但也仍然有很多问题尚未解决,需要进一步深入研究。