面向非确定性的软件质量保障方法与技术专题前言

随着互联网、物联网、云计算等新计算平台、新应用模式及智能化等新软件模式的广泛运用,软件系统内外各种来源的非确定性不断增强.从软件系统内部的不确定性来看,并发程序是一类典型的非确定性软件系统.并发程序由于其随机性高的特点,容易导致并发缺陷且难以调试.从软件系统外部的不确定性来看,软件所处的网络环境和所服务的用户需求变得更...     

领域软件工程专题前言

软件是新一代信息技术的灵魂,?是关系国民经济和社会全面发展的基础性、战略性产业.?近年来,?区块链、云计算、人工智能等许多新兴技术迅速发展,?软件工程与工业控制、制造、科学计算、数值计算、物联网等各领域进一步加强融合,?正引领并促进这些领域的高速发展.?为了满足各个领域的相关要求,?软件也对应呈现出许多新的特征,?包括...     

安全攸关软件系统建模与验证专题前言

随着计算机技术应用的日益普及和不断深入,软件系统的规模和复杂性急剧增大,软件在越来越多的系统中成为主要的使能部件.在航空航天、武器装备、医疗设备、交通、核能、金融等安全攸关的应用领域,软件系统失效将导致灾难性的后果,保障软件系统的质量成为迫切的需求和挑战.建模、分析与验证是保障软件系统质量的重要环节和手段.本专题收录的14篇论文反映了近年来我国学者在安全攸关软件系统建模与验证领域的     

系统软件构造与验证技术专题前言

<正>系统软件是计算机系统的核心基础软件,涵盖基础系统软件,如操作系统、语言及编译器、中间件、数据库等;领域系统软件,如无人系统、工业控制、航空航天飞行器等的核心控制软件;人工智能系统软件和区块链关键基础软件等新型软件.系统软件的安全可靠性关系到整个系统,如何构造并验证高质量的系统软件仍然是学术界和工业界面临的重大问题.尤其是系统软件构造与验证过程中,提高系统软件开发效率、提升系统软件质量、增强系统软件安全可靠性相关的理论与方法、技术与工具、应用与案例等,对于我国从事系统软件的研发人员,具有重要的参考价值.     

2018面向新型硬件的数据管理专题前言

数据特性和硬件特征是高效数据管理的两个关键因素。一方面,随着大数据时代的到来,数据管理系统需要支持越来越海量、高速、多样的数据。各种新的数据管理技术纷纷涌现,不仅包括对传统的关系型数据库系统的扩展,而且包括多种新型的大数据系统,例如NoSQL系统,NewSQL系统等。数据的种类不仅有传统的关系型数据,而且有图类型、JSON树状数据等多种非传统数据类型。另一方面,计算机系统的硬件正在经历着深远的变化。更大容量的主存、NVM技术等正改变着存储系统的面貌。GPU、FPGA、专用加速硬件正逐渐由专用领域走向通用计算,对数据的运算和管理发挥着越来越重要的影响。因此,如何把这两者相结合,利用新型的存储和计算硬件高效地支持数据管理的需求成为一个重要的学术课题。许多基本问题还有待探索,包括系统架构、数据存储、索引、查询处理、能源效率等。鉴于此,本刊出版“面向新型硬件的数据管理”专题,侧重面向新硬件的数据库技术、面向新硬件的大数据系统、软硬件协同设计(Co-Design)的数据处理等方面,探讨面向新型硬件的数据管理基础理论研究及其应用,讨论该领域内最新的突破性进展,交流新的学术思想和新方法,展望未来的发展趋势。本专题出版7篇文章,内容涵盖面向新型非易失存储NVM的数据管理和面向新型加速硬件的数据管理两大方面,并反映了国内学术领域和阿里、华为等产业界在面向新型硬件的数据管理方面的主要工作。     

面向大数据的人工智能技术专题前言

随着传感器技术、存储技术、计算机技术和网络技术的迅猛发展以及人们管理与知识水平的提高,使得数据的膨胀趋势日益加剧,信息技术发展的瓶颈已不仅仅存在于数据的获取、存储与传输,而更受限于数据的加工、分析和利用。采用有效的人工智能技术从大数据中获得抽象信息并转化为有用知识,是目前大数据分析所面临的核心问题之一。 “面向大数据的人工智能技术”专题在多个研究方向上阐述了人工智能技术在大数据分析领域的最新研究成果,展示了近年来面向大数据的人工智能技术的研究热点及现状。专题包含1篇综述、8篇研究性论文,内容分别涵盖了面向大数据的人工智能理论发展、基于人工智能理论的大数据处理优化建模、采用人工智能方法的大数据处理方法设计以及人工智能技术在大数据处理问题中的应用等重要研究方向,在一定程度上反映了当前国内学者在大数据分析领域的主要研究工作。     

面向新兴系统的形式化建模与验证方法专题前言

<正>形式化方法是计算机科学的重要理论基础.它以严格的数学化和机械化方法为基础来规约、构建和验证计算系统,是改善和确保计算系统质量的重要方法.近年来,随着相关技术的发展,形式化方法已经在越来越多的新兴系统中得到应用并取得显著效果.为了记录中国学者在新兴系统的形式化建模与验证理论、方法、工具和应用等方面的最新研究成果,特设立此专题.本专题采取自由投稿的方式,共收到17篇投稿,其中16篇通过了形式审查.特邀编辑邀请17位领域专家参     

面向服务领域软件系统的模型驱动建模方法

面向服务体系结构(SOA)的工程化和建模对现有的建模技术和方法提出了新的挑战.提出了一种基于web服务的领域服务原型系统的快速模型驱动建模框架.从服务构件的概念和标准统一建模语言(UML)2.0的建模构造出发,给出了一个综合的服务软件建模过程.在此基础上,讨论了模型驱动的web服务的特性描述,重点是介绍一种基于UML扩充机制的面向web服务描述语言(WSDL)的建模技术.通过一个流通领域的面向服务企业资源计划(ERP)系统的实际建模,展示了所提方法是切实可行的.     

面向智能制造的业务过程管理与服务技术专题前言

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、控制与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.当今全球产业结构正呈现由“工业型经济”向“服务型经济”加速转型.智能制造是实施《中国制造2025》的主攻方向之一,是落实工业化和信息化深度融合、打造制造强国的战略举措,更是我国制造业紧跟世界发展趋势、实现转型升级的关键所在.如何针对智能制造的发展需求,研究更高效、柔性、智能的业务过程管理与服务技术面临巨大的机遇与挑战. 专题公开征文,共征得投稿31篇.这31篇论文通过特约编辑形式审查,有29篇论文进入到评审阶段.特约编辑先后邀请了30余位业务过程管理、服务计算、软件工程、智能制造等相关领域的专家参与审稿工作,每篇投稿邀请2位专家进行评审.稿件评审历经5个月,经初审、复审、第7届中国业务过程管理大会(CBPM 2017)会议宣读和终审4个阶段,最终有10篇论文入选本专题.这10篇论文主要涉及模型管理、过程挖掘、调度方法、服务技术等研究方向,其中模型管理2篇、过程挖掘2篇、调度方法3篇、服务技术3篇.     

面向“互联网+”的应用技术专题前言

“互联网+”通过发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用,提升实体经济的创新力和生产力。以MOOC为代表的互联网教育、以工业4.0为代表的智能制造、以互联网金融为代表的现代服务业等,都展示出“互联网+”的巨大创新空间和潜力。“互联网+”是计算机与其他学科交叉而成的新型技术,面临着一系列理论和技术的挑战,需要融合信息学科和其他传统学科的理论、方法与技术。例如,物理系统的多源动态感知、多维异构数据的融合分析、服务模式的优化改进、多目标的动态优化决策,等等,都是极富挑战性的研究内容。正是在这样的背景下,《计算机研究与发展》推出了面向“互联网+”的应用技术研究专题。本期专题论文涵盖互联网+在多个不同领域的典型应用所涉及的理论和关键技术问题,作者从互联网+的不同应用场景阐述了问题背景、研究意义、设计算法、关键技术和取得的成果,展示了“互联网+”技术的热点应用。在一定程度上反映了当前国内学者在“互联网+”技术方面的代表性研究方向。     

面向多模态数据的新型数据库技术专题前言

<正>以数字技术为标志的新一轮科技革命方兴未艾,将人类带入数字经济时代.全球各行各业数据量呈现爆炸式增长,数据类型和数据格式也呈现多种形式,例如结构化关系表、半结构化JSON/XML、非结构化文本/图像/视频,以及图数据、流数据和时序数据等.这要求数据库系统能够同时高效地管理多种不同类型的数据.多模态数据管理与分析成为亟需解决的问题.目前的方法主要通过拓展现有的数据库或通过集成各种不同模态数据管理引擎来支持多模态数据管理与分析,缺少新颖的理论、方法与技术的支撑.本专题围绕多模态数据管理与分析的整个生命周期,通过结合大数据技术和人工智能方法探讨新型数据库系统理论、方法和技术,包括多模态数据统一建模、存储与索引、查询与挖掘、并发控制、多模态数据库系统构建及其典型应用等主题,赋予数据库系统新的管理能力,形成多模态数据管理与分析在各行各业的最新应用成果.     

面向持续软件工程的微服务架构技术专题前言

随着软件互联网化和服务化的高度发展,持续性(continuity)成为现代软件系统的基本特性之一,覆盖从商业策划、软件开发、运维、演化的所有环节,使得软件系统在持续稳定提供功能和服务的同时,软件系统的边界和内部结构始终处于不断变化、持续更新和适应之中,持续软件工程(continuous software engineering)由此被提出并迅速得到广泛的实践应用.微服务(microservice)架构作为一种全新的去中心化分布式架构,在软件架构层面成为适应持续软件工程发展的必然趋势,而领域驱动设计(domain-driven design,简称DDD)伴随着微服务架构的兴起也重新获得了业界的广泛关注,二者共同关注服务自顶向下的合理设计和分解.微服务架构与领域驱动设计共同支持实现现代软件系统的持续性特征.为了反映中国学者和实践者在求解以微服务架构为代表的持续软件工程所面临的架构难题和挑战过程中取得的理论、技术或实验方面的创新性、突破性的高水平研究成果,特设立此专题. 本专题采取公开征稿的方式,共收到19篇投稿并通过了形式审查.特约编辑邀请了20余位领域专家参与审稿,每篇稿件至少邀请2位评审专家并经过两轮审稿.共计10篇稿件通过第1轮评审,并在CCF中国软件大会上进行了报告.经过第2轮终审,最终有6篇论文入选本专题.其中, 论文“基于混沌工程的微服务韧性风险识别和分析”研究微服务架构系统的韧性风险识别问题,通过向系统引入随机环境扰动并观察服务性能的变化来寻找潜在韧性风险,向运维人员提供参考. 论文“面向微服务架构的开发组织适应性评估框架”通过系统化文献综述得出了使用微服务架构对组织产生的7个方面的影响,进一步提出了一个用于评估并提高开发组织对于微服务架构的适应性的评估框架. 论文“一种优化的数据流驱动的微服务化拆分方法”提出了一种自动化的微服务拆分与评估方法DFD-A,支持从数据收集分析、服务拆分到候选微服务架构评估的自动化设计过程,并实现了原型工具. 论文“一种监控系统的链路跟踪型日志数据的存储设计”基于开源的应用性能监控系统CAT,提出了一种针对tracing类型日志数据的存储设计方案,提升了存储效率和查询效率,并在美团点评线上系统中得到真实 应用. 论文“基于多源特征空间的微服务可维护性评估”提出了一种多源特征空间模型以统一表示软件维护过程中产生的多源数据.基于该模型提出了微服务代码可维护性度量,并实现了原型工具MicroEvaluator. 论文“多版本共存的微服务系统自适应演化方法”针对微服务系统中的多版本共存现象和用户/运维需求的变化,提出了最优化微服务系统演化方案的设计方法,实现了相应的编程框架以支持微服务系统自适应演化. 本专题面向持续软件工程和微服务架构的研究人员和工程实践人员,内容涵盖系统软件、软件工程等领域,反映了我国学者在以微服务架构为代表的持续软件工程方法、技术以及支持工具等方面的高水平研究成果.感谢《软件学报》编委会、中国计算机学会软件工程专委会与系统软件专委会对专题工作的指导和帮助,感谢专题全体评审专家及时、耐心、细致的评审工作,感谢踊跃投稿的所有作者.希望本专题能够对国内持续软件工程和微服务领域的科研工作有所促进.     

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.     

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

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...