支撑人工智能的数据管理与分析技术专刊前言

近年来,支撑人工智能的数据管理与分析技术正成为大数据和人工智能领域研究的热点问题之一.利用和发展数据管理与分析理论技术,为提升人工智能系统全生命周期的效率和有效性提供基础性支撑,必将进一步促进基于大数据的人工智能技术发展与其在更大范围的推广应用.本专刊聚焦在数据管理与人工智能融合发展的过程中,数据库技术对人工智能的优化...     

基于聚簇的XML文档近似连接方法

XML文档近似连接操作是在两个XML文档集合中发现近似的XML文档,其在基于XML数据的信息集成、XML数据清洗等系统中有着广泛的应用.然而,目前XML文档近似连接操作的一个显著问题在于:当文档之间存在较大差异时,存在大量的重复计算,降低了处理效率.对于这个问题,提出了基于聚类的XML文档近似连接方法,基本思想是为每个XML文档建立一个索引,如果两个数据集中若干文档的索引较相似,可以把它们组成一簇,然后在每一簇中执行近似连接.而不在任何簇中的文档,则无需对其进行任何计算.实验结果表明,提出的方法在保证正确率的前提下具有高效性.     

无线传感器网络中能源高效的任务分配算法

任务分配是高性能计算领域中的一个广泛研究的经典问题,然而,传感器网络资源严重受限,现有的算法不能直接应用.提出一种基于遗传算法的嵌套优化技术,在多跳聚簇网络中进行能源高效的任务分配.一般化的优化目标既可以满足应用的实时性要求,也可以实现能源的高效性.优化解通过结合基于遗传算法的任务映射、路由路径分配、任务调度以及动态电压调制(dynamic voltage scaling,简称DVS)这几个过程而获得.随机产生任务图模拟实验,结果表明,嵌套优化技术与随机优化技术相比,具有较好的实时性和能源高效性.     

数据仓库系统中层次式Cube存储结构

区域查询是数据仓库上支持联机分析处理(on-line analytical processing,简称OLAP)的重要操作.近几年,人们提出了一些支持区域查询和数据更新的Cube存储结构.然而这些存储结构的空间复杂性和时间复杂性都很高,难以在实际中使用.为此,提出了一种层次式Cube存储结构HDC(hierarchical data cube)及其上的相关算法.HDC上区域查询的代价和数据更新代价均为O(log^dn),综合性能为O((logn)^2d)(使用C_qC_u模型)或O(K(logn)^d)(使用C_qn_q+C_un_u模型).理论分析与实验表明,HDC的区域查询代价、数据更新代价、空间代价以及综合性能都优于目前所有的Cube存储结构.     

一种新的属性图重叠聚类挖掘算法

属性图各节点附有的节点属性标签,为节点提供了更加丰富的信息,在数据挖掘应用,特别是数据聚类问题中如何有效利用这些丰富的信息,已经成为开展此类研究的研究目的.不同于传统图聚类,属性图上的聚类要同时考虑图的结构信息和节点的属性信息,因此如何平衡两者之间的关系,这是属性图聚类主要关注所在.目前已提出的属性图聚类算法,部分算法的效率很高,然而聚类质量较差,同时一些算法可以得到较好的聚类结构,然而算法消耗大量的系统资源,效率也较低.这些算法均没有考虑簇之间存在重叠的情况,这导致无法得到更高精度的聚类结构.因而提出一种属性图上的重叠聚类挖掘算法,实验表明,提出的算法可以得到更高的聚类精度,特别是可以提升聚类内部节点的属性相似度.     

一种非清洁数据库的数据模型

非清洁数据为数据管理带来了新的挑战,当前,处理非清洁的数据清洗方法在实际应用中存在一定的局限性,因此需要在一定程度上容忍非清洁数据的存在.这样,研究管理包含非清洁数据的数据库管理技术就成为了重要的问题,其核心在于如何从包含非清洁数据的数据库中得到满足应用所要求的清洁度的查询结果.从非清洁数据处理角度出发,提出了一种非清洁数据库的数据模型.该模型提出了非清洁数据的表示方法,支持非清洁数据的数据操作,并且支持数据操作清洁度的计算,同时还讨论了查询表达式的等价转换规则和模型的初步实现.     

支持第三级存储器的查询优化方法的研究

目前的关系数据库代价模型及查询优化算法无法处理保存在第三级存储器中的海量数据.提出了估算第三级关系代数操作的代价模型,通过定义若干基本数据访问模式及两种模式合成方法的代价,导出关系代数操作的代价.提出了针对第三级存储器的查询优化方法,该方法不仅可以选择最高效的关系代数操作实现算法,而且可以选择I/O代价最小的关系副本,从而提高查询效率.实验结果表明,应用提出的代价模型及查询优化方法后可以显著地提高第三级存储器上数据的查询效率.关系副本的引入充分证明了用存储空间换取查询执行时间的策略的可行性.     

工程教育认证背景下《化工安全与环境保护》课程改革与实践

工程教育认证体系是目前国际认可度最高的工程师资格和工程教育国际互认制度，是实现国内外高校工科教育水准实质等效的重要基础。在该制度下，专业课程如何实现OBE(成果导向)的教学理念成为当今各个高校教师的关注热点。同时，工程教育认证的十二项毕业要求中有3项毕业要求(毕业要求3,6,7)涉及到了化工安全与环境、社会的可持续发展。有鉴于此，本论文以高分子材料与工程专业的《化工安全与环境保护》课程的教学改革为例，介绍了笔者在课堂教学方法及考核方式等方面的见解以及相关探索，用以支撑工程教育认证对化工安全与环境、社会的可持续发展要求。     

基于经典估计理论的准确度密集度指标合理性分析

本文构建了准确度、密集度指标与弹着点（或观测点）、目标点的统计数学模型，基于经典估计理论推导了准确度、密集度指标估计方差的Cramer-Rao下限。结果表明：现有GJB2899-97中准确度指标计算方法所估计准确度是无偏的，且达到了Cramer-Rao下限，是经典估计理论意义下的最佳估计量，也就是最小方差无偏估计量；而现有GJB 2899-97中密集度指标计算方法仅是无偏的，其估计方差没有达到Cramer-Rao下限，从而其最优性有待进一步考证。