信息与计算科学专业实践教学体系的探索与优化

信息与计算科学专业是联系数学与信息科学的一门新兴专业,目前很多学校开设了这个专业,很多学校已具有较完善的理论课程,但实践教学体系尚不完善,对学生的创新能力培养非常不利。我们经过多年的积淀,并结合专业培养目标,对信息与计算科学专业的实践教学体系进行探索与优化。     

基于Petri网的Java多线程程序分析

多线程程序可以更好地利用计算机资源,提高程序运行效率.但是由于多线程执行的不确定性,程序设计中的潜在错误不易被发现.作为系统建模和分析的工具,Petri网适合对具有同步、并发、冲突的离散事件系统进行建模和分析.文中探讨利用Petri网对Java多线程程序建模,并通过分析模型的结构性质和动态性质定位程序设计中的错误.通过对一个多线程程序实例的建模以及对模型的分析,定位了引发错误的原因,并给出了解决方案.从而说明Petri网在分析多线程程序和提高程序稳定性方面具有优越性.     

一种基于ZigBee协议的矿井人员定位技术研究

针对目前矿井无线通信技术存在的不足,详细分析了IEEE802.15.4标准和ZigBee技术,讨论了二者的关系及技术特点,在此基础上,提出了一种基于ZigBee技术的无线传感器网络定位系统.网络采用基于到达时间(time of arrival,TOA)的定位机制,先根据信号的传播时间和传播速度计算出节点间的距离,然后由极大似然估计法(maximum likelihoodestimation,MLE)确定目标节点的位置.系统满足井下通信的要求,安装简单方便,精度高,稳定性好.     

采用改进型IHS变换的遥感图像融合算法

在分析亮度一色度-饱和度(IHS)变换影像融合方法的基础上,针对IHS变换存在光谱特征扭曲的局限性,提出了一种采用分辨率退化模型的基于IHS变换的局部回归分析融合方法.采用SPOT的全色影像和TM的多光谱影像为实验数据,经多个统计参数的定量分析以及Matlab仿真实验的验证表明,该方法在空间分辨率和光谱分辨率上都达到了较好的效果.     

基于改进的活动轮廓模型在图像分割中的应用

活动轮廓模型在图像分割过程中有广泛应用.本文首先介绍了活动轮廓模型,并指出了该模型的缺陷,在此基础上本文提出了一种改进的方法,与现在流行的改进方法不同之处为它是基于算法来改进的.它用遗传算法来优化初始轮廓,取得了较好的分割效果.     

含电容单元的级联H桥七电平调制策略

针对传统三单元级联H桥直流电源电压利用率较低的问题,采用电容替代其中利用率较低的直流电源,构成含电容单元的级联H桥逆变器。围绕该型逆变器的调制策略及电容选择等问题,在载波层叠式脉宽调制策略的基础上,利用冗余开关状态改进现有调制策略。通过采集电容电压和输出电流,切换调制模式实现电容充放电控制。分析电容电荷量在不同调制度下的变化,得到电容电压稳定到参考值所需要满足的条件。考虑到电容纹波电压不超过参考值10%的要求,并结合最大连续放电区间,计算出最小参考电容,使逆变器达到最优配置。通过仿真和实验证明了新型调制策略可对电容充电并具有良好的稳压效果。     

基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法

为平衡混沌映射中结构与性能的关系,保证加密系统安全性,提出一种基于余弦-指数混沌映射的分块图像加密算法。首先,通过非线性指数项对引入了Tent种子映射的余弦映射进行调制,构造新型余弦-指数混沌映射,并利用SHA-256函数产生与明文相关的密钥,生成随机性较强的混沌序列,实现一次一密;然后,基于拉丁方和位级转换,通过两轮拉丁方索引和比特位拼接,分别设计双重拉丁方和扩展比特位算法,并结合二维约瑟夫序列,对块间预置乱后的明文进行块内置乱,实现不同分块的差异化置乱;最后,基于Zig-Zag变换,采用环状仿Zig-Zag变换设计交叉Zig-Zag变换方法,将中间密文与混沌序列进行双向非线性扩散,实现同时改变像素位置与大小,完成图像加密。实验结果表明,该算法密钥空间大,能有效抵御差分分析和统计分析等典型攻击,具有较好的加密效果。     

基于路标点追踪的差速驱动机器人运动规划

首先,针对三角网格路径规划方法采用D-P算法提取路标点时,其最大阈值不易确定等问题,提出基于碰撞检测的抽取路标点方法.同时采用Pure Pursuit算法跟踪路标点,对差速驱动机器人进行运动规划;然后,通过实验对比分析表明,在提取路标点时,与D-P算法相比,碰撞检测方法更加优越;最后,通过差速驱动机器人的运动规划实验表明:Pure Pursuit算法追踪路标点方法规划的运动轨迹为一条光滑曲线,能够有效地避开地图上的障碍物;机器人角速度和线速度均为光滑函数,变化平缓,在路标点附近出现较小波动,波动范围均在允许值内;运动规划时间为0.049s,完全能够满足实际需求.研究结果表明,基于路标点追踪的移动机器人运动规划是一种简单有效的运动规划方法.     

基于多尺度特征选择性融合的遥感图像检测算法北大核心CSCD

遥感图像的检测在监察自然环境、军事、国土安全等方面具有极其广阔的应用前景,而遥感图像具有背景复杂、目标面积小、特征提取困难等缺点,进行检测时容易产生小目标漏检问题。本文提出一种基于多尺度特征选择性融合的遥感图像检测算法。所提算法采用改进的Resnet50作为主干网络,将Resnet50第一个卷积替换成动态卷积,并将其ConvBlock模块中的卷积替换成金字塔卷积,提高特征提取能力。同时,为了避免遗漏底层信息,在动态卷积层后加入所提有效空间通道注意力机制模块。最后,选取基于上下文信息的不同尺度特征进行融合,提高了模型对目标物体的定位能力。实验结果表明,本文算法在保证速度的同时提高了对遥感图像的检测精度,在遥感图像公开数据集RSOD和NWPUVHR-10上平均精度均值(mean average precision,mAP)分别达到91.88%和90.23%,检测速度达到33 FPS。     

粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响

本文以木质纤维素/蒙脱土、炭黑为增强材料,制备了天然橡胶复合材料,探讨了以间苯二酚(R-80)、六甲氧基甲基三聚氰胺(HMMM)和新癸酸钴为主要成分的粘合体系对天然橡胶复合材料性能的影响。结果表明:间-甲-钴粘合体系大幅提高了天然橡胶复合材料的焦烧时间(T_(10))和正硫化时间(T_(90)),降低了其硫化速度(V_(C1));力学测试显示,粘合体系对复合材料的拉伸强度、撕裂强度和断裂伸长率的影响相当大;提高了复合材料的邵氏A硬度、密度和耐磨性。