人工智能软件系统的非功能属性及其质量保障方法综述

随着神经网络等技术的快速发展,人工智能被越来越多地应用到安全关键或任务关键系统中,例如汽车自动驾驶系统、疾病诊断系统和恶意软件检测系统等.由于缺乏对人工智能软件系统全面和深入的了解,导致系统时常发生严重错误.人工智能软件系统的功能属性和非功能属性被提出以加强对人工智能软件系统的充分认识和质量保障.经调研,有大量研究者致力于功能属性的研究,但人们越来越关注于人工智能软件系统的非功能属性.为此,专注于人工智能软件系统的非功能属性,调研了138篇相关领域的论文,从属性定义、属性必要性、属性示例和常见质量保障方法几个方面对目前已有的研究工作进行系统的梳理和详细的总结,同时重新定义和分析了非功能属性之间的关系并介绍了人工智能软件系统研究中可以用到的开源工具.最后,展望了人工智能软件系统非功能属性的未来研究方向和挑战,以期为该领域的研究人员提供参考.     

基于耦合测试信息元数据模型的构件集成测试

文中提出一个方法,由构件开发方提供有关构件内接口变量定义和使用的信息,以提高构件的可测试性和可理解性.形式化地定义了构件耦合测试准则,定义-使用属性和观察点值.在此基础上,引入包含上述两项属性的定义-使用表(DU表),给出基于该表的构件框架.最后将上述方法应用于自主开发的构件中,并生成了相应的测试用例.将文中提出的方法与Orso方法和Kan方法进行了相关的比较,结果表明文中方法无论在测试用例生成,还是在变异发现上都更有效.     

基于接口精化的广义无干扰性研究

在复杂构件化软件的设计和实现过程中,由于安全属性的可组合性难以实现,使得系统整体的安全需求难以得到有效保证,因而安全属性的规约和验证问题是构件化软件开发过程中关注的关键问题.针对当前构件化软件设计过程中,信息流安全属性仅局限于二元安全级格模型的问题,在现有安全接口结构基础上提出广义安全接口结构,在广义安全接口结构上定义精化关系,并利用这一精化关系定义了能够支持任意有限格模型的基于安全多执行的无干扰属性,首次将安全多执行的思想应用于构件化系统的信息流安全属性验证.使用Coq定理证明工具实现了接口自动机程序库以及对精化关系的判定过程,并用实例验证说明了无干扰属性定义的特点及判定方法的有效性.     

构件化嵌入式软件设计模型非功能性质验证的工具实现

嵌入式软件的非功能性质是系统高可靠性的重要构成部分.传统的嵌入式软件可靠性保障技术主要关注于系统开发后期,缺乏有效工具对系统设计的非功能性质进行分析与验证.对基于接口自动机模型的构件化嵌入式软件设计验证原型工具T-CBESD(Tool for Component-based Embedded Software Designs)进行了资源及能耗等非功能性质验证功能的扩展设计与实现,包括:资源接口自动机和能耗接口自动机模型的输入输出接口设计、UML顺序图模型的预处理、带非功能语义信息的组合系统状态空间数据结构的设计、非实时资源使用性质与实时相关能量消耗特征验证算法的实现,以及一个通信构件组合系统的实例应用分析.     

基于CCM的软件构件组装技术的研究

OMG在推出的CORBA3．0规范中提出了一个构件模型（CCM）。CORBA构件不仅定义了对外提供的功能,而且还定义了构件所需要的外部功能,使得构件可以利用接口进行组装。同时CCM借鉴了EJB、COM等构件模型的优点,并充分利用了CORBA的开放性。本文在对CORBA构件模型以及模型组装框架中的相关技术进行研究的基础上,努力探索基于CCM的构件组装在系统开发中的应用。     

地质属性模型框架

应用框架技术是一种用于高层次计算模型的软件设计技术。三维地质属性建模为研究地质属性提供了强有利的手段。地下属性有多种,地质属性框架抽象出地质属性行为模型的共性,通过“基本属性定义”构件,“函数定义”构件,“控制策略”构件,“公共接口”构件的有机组合为地质应用领域提供了适用于地质实体的属性模型生成框架。属性框架运行模式采用了宏定义,代理,算法发生器等多种软件技术。为地质实体属性的实现、属性场模型的表示,提供了方便的,高质量的,可复用方法。     

一种基于灰关联的构件组装评价方法

为解决构件组装性能和效率以及接口描述和规约定义评价所面临的问题,提出一种面向层次关联的评价模型,通过综合评价的灰关联度实现构件组装的评价.首先从构件组装的性能和效率以及接口描述和规约定义的完整性、可用性和一致性建立一套指标体系,然后采用一种综合评价灰关联方法对其进行评估,从而分析出好的构件组装方法,最后对一个电子商务系统案例的一组构件库进行分析.得出的实验数据表明,该方法能有效满足业务功能需求,提高构件组装的效率.     

并行构件技术研究综述

并行构件技术作为并行软件工程的主要内容之一,对提高并行计算软件的生产率具有重要意义,也是并行软件工程的重要研究内容。并行构件技术研究现状包含并行构件模型、并行构件体系结构规范、并行构件框架3个方面。并行构件、接口、框架的定义和实现是区分不同并行构件体系结构规范的主要标准。如何在实现并行构件复用性的同时提高并行构件组成的应用系统性能,是这些技术发展的共同思想。单构件多数据、多构件多数据编程模型、多语言互操作技术、并行远程方法调用、MxN问题的解决方法、不同模型构件间的互操作都是并行构件领域的研究成果。并行构件技术的发展方向是开展对多语言互操作、性能预测、自适应构件、构件模型的互操作、多核硬件上的并行构件体系结构技术的研究。     

以体系结构为中心的构件模型设计

分析了构件复用的优势及当前构件开发尚存在的缺陷和不足,阐述了体系结构的概念和集成方式以及构件模型的组织结构、交互原理、实现机制等属性,提出了一个以体系结构为中心建立构件模型的方案.该方案从软件体系结构入手,将系统分解为构件和构件问的交互关系,利用有限状态机表达构件及其交互,从中获得构件接口的需求分析模型,分析接口状态机的状态转移事件寻找构件接口定义,分析参与构件接口交互的类及其属性定义构件内部结构.最后使用构件描述语言对构件模型进行形式化描述,给出了建模的具体过程,设计并实现了一个"打印服务器"构件模型实例.     

嵌入式构件的非功能属性

构件己成为嵌入式领域的重点研究对象之一,一个高质量的嵌入式构件不仅包含构件的功能属性,同时还包含构件的非功能属性（Non-Functional Attribute,简称NFA）,但目前缺乏对嵌入式构件非功能属性的研究．主要研究嵌入式构件的非功能属性,并对非功能属性用架构设计语言（Architecture Design Language,简称ADL）进行描述;阐述了嵌入式构件开发过程中与非功能属性的应对关系,以利于保证嵌入式构件的质量．最后通过实例来予以验证．     

并行处理技术概况

本文对并行计算机的体系结构及软件系统作综合性论述，并介绍了并行处理技术的发展趋势及若干关键问题。     

并行调试中的若干关键问题

1.引言程序的调试技术对于计算来说是很重要的,因为抛开性能不谈,程序的正确性是编程者追求的最终目标。然而随着科学的发展,需要解决的问题的规模越来越大,传统的串行计算模式已经难以满足需要,于是并行计算模式被提出。那么调试这一必需的功能也要被放到并行计算环境中重新考虑,从而提出了并行调试的概念。     

国内并联机器人研究现状及未来进展

根据大量国内并联机器人文献,介绍了国内并联机器人的机构学、运动学、动力学、控制策略以及仿真等方面的主要研究成果,并阐述了我国并联机器人未来发展的方向以及尚待解决的问题。     

MATLAB<Superscript>®</Superscript>: A Language for Parallel Computing

Parallel computing with the MATLAB^® language and environment has received interest from various quarters. The Parallel Computing Toolbox^TM and MATLAB^® Distributed Computing Server^TM from The MathWorks are among several available tools that offer this capability. We explore some of the key features of the parallel MATLAB language that these tools offer. We describe the underlying mechanics as well as the salient design decisions and rationale for certain features in the toolset. The paper concludes by identifying some issues that we must address as the language features evolve.     

Trellis: Portability across architectures with a high-level framework

The increasing computational needs of parallel applications inevitably require portability across parallel architectures, which now include heterogeneous processing resources, such as CPUs and GPUs, and multiple SIMD/SIMT widths. However, the lack of a common parallel programming paradigm that provides predictable, near-optimal performance on each resource leads to the use of low-level frameworks with architecture-specific optimizations, which in turn cause the code base to diverge and makes porting difficult. Our experiences with parallel applications and frameworks lead us to the conclusion that achieving performance portability requires a common set of high-level directives and efficient mapping onto each architecture.     

串行程序在大粒度级的并行分解及可并行执行包的形成

本文提出了针对由划分阶段所形成的任务图［７］进行优化、合并的技术及相应的算法，用于在并行与通信开销间进行折衷，以使分解出的并行成份有尽可能高的执行效率。本文还给出了根据综合后的任务图形成可并行执行包，并在其中自动插入通信原语的方法。     

Parallel Algorithm Oriented Mesh Database

In this paper, we present a new point of view for efficiently managing general parallel mesh representations. Taking as a slarting point the Algorithm Oriented Mesh Database (AOMD) of [1] we extend the concepts to a parallel mesh representation. The important aspects of parallel adaptivity and dynamic load balancing are discussed. We finally show how AOMD can be effectively interfaced with mesh adaptive partial differential equation solvers. Results of the calculation of an elasticity problem and of a transient fluid dynamics problem involving thousands of mesh refinements, and load balancings are finally presented. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: J. Remacle, Scientific Computation Research Center, Rensselaer Polytechnic Institute, 110 8th Street, Troy, NY 12180, USA. E-mail: remacle@scorec.rpi.edu     

基于并行打印适配器实现的双机通信

本文介绍了并行打印适配器在两台PC机之间实现双机通信中的应用。给出了一种线路连接图，和发送接收程序，并指出了进一步的工作方向。     

A collective I/O implementation based on inspector–executor paradigm

In this paper, we present a novel multiple phase I/O collective technique for generic block-cyclic distributions. The I/O technique is divided into two stages: inspector and executor. During the inspector stage, the communication pattern is computed and the required datatypes are automatically generated. This information is used during the executor stage in performing the communication and file accesses. The two stages are decoupled, so that for repetitive file access patterns, the computations from the inspector stage can be performed once and reused several times by the executor. This strategy allows to amortize the inspector cost over several I/O operations. In this paper, we evaluate the performance of multiple phase I/O collective technique and we compare it with other state of the art approaches. Experimental results show that for small access granularities, our method outperforms in the large majority of cases other parallel I/O optimizations techniques.

并行数据库系统的体系结构

一、引言 进入九十年代以来,越来越多的应用表明,传统的大型计算机系统缺乏支持高性能联机事务处理和复杂查询操作的能力。当今数据库规模的急剧澎胀、数据库工作负载的日益加重,以及新的应用领域的不断出现和成熟,已使传统的大型计算机达到了性能的极限。例如,美国国家专利局的信息数据库的信息量高达25太字节(1980年)[1],即使使用目前最快的大型机,按每秒处理100兆字节的处理速度,要把这个数据库全部检索一遍,也要花费100小时。设计支持海量数据和满足实时要求的高性能的数据库系,统已经成为数据库研究领域所面临的一项严峻挑战。