检索结果-内蒙古大学图书馆

人工智能驱动信息技术体系重构与再造——兼评《中国至2050年信息科技发展路线图》

中国科学院院刊 2025年第1期40卷 149-161页

作者：洪学海中国科学院计算技术研究所北京100190

《中国至2050年信息科技发展路线图》和《信息科技:加速人—机—物三元融合》,对我国信息科技领域的长期发展进行了预判。文章回顾了近15年来信息科技领域的发展变化,并与当初的预判进行了比较,指出了当初的一些重要判断符合预期。近年... 详细信息

《中国至2050年信息科技发展路线图》和《信息科技:加速人—机—物三元融合》,对我国信息科技领域的长期发展进行了预判。文章回顾了近15年来信息科技领域的发展变化,并与当初的预判进行了比较,指出了当初的一些重要判断符合预期。近年来,全球信息技术重大创新的整体节奏在放缓,而新一代人工智能快速演进,将为未来10年信息技术体系重构和再造带来新机遇,并将加速信息技术体系创新进程。文章对计算技术、数据空间、网络空间和智能空间的技术体系重构与再造进行了系统分析,指出了挑战性问题,并提出了发展对策。

关键词：人工智能算力空间数据空间网络空间智能空间重构与再造

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基于对比学习的跨模态实体链接模型

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计算机研究与发展 2025年第3期62卷 662-671页

作者：王苑铮孙文祥范意兴廖华明郭嘉丰中国科学院网络数据科学与技术重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学北京100049

图文跨模态实体链接是对传统实体链接任务的扩展,其输入为包含实体的图像,目标是将其链接到文本模态的知识库实体上.现有模型通常采用双编码器架构,将图像、文本模态的实体分别编码为向量,利用点乘计算两者的相似度,从而链接到与图像实... 详细信息

图文跨模态实体链接是对传统实体链接任务的扩展,其输入为包含实体的图像,目标是将其链接到文本模态的知识库实体上.现有模型通常采用双编码器架构,将图像、文本模态的实体分别编码为向量,利用点乘计算两者的相似度,从而链接到与图像实体相似度最高的文本实体.其训练过程通常采用基于Info NCE损失的对比学习任务,即提高一个实体某模态与自身另一模态的向量相似度,降低与其他实体另一模态的向量相似度.然而此模型忽视了图文2个模态内部表示难度的差异:图像模态中的相似实体,通常比文本模态中的相似实体更难以区分,导致外观相似的图像实体很容易链接错误.因此,提出2个新的对比学习任务来提升向量的判别能力.一个是自对比学习,用于提升图像向量之间的区分度;另一个是难负例对比学习,让文本向量更容易区分几个相似的图像向量.在开源数据集Wiki Person上进行实验,在12万规模的实体库上,相比于采用Info NCE损失的最佳基线模型,模型正确率提升了4.5个百分点.

关键词：实体链接模型多模态跨模态对比学习视觉信息

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ChannelLink:基于链下状态通道的跨片状态迁移协议

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软件学报 2025年第3期36卷 1327-1354页

作者：贾林鹏孙毅中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

跨片状态迁移协议是保证跨片交易处理原子性的基础,其效率高低将直接影响分片系统性能.现有协议处理过程可以分为源分片状态迁出、片间状态传输和目的分片状态迁入这3个阶段,各阶段依次执行、紧密绑定.利用链下状态通道灵活度高、即时... 详细信息

跨片状态迁移协议是保证跨片交易处理原子性的基础,其效率高低将直接影响分片系统性能.现有协议处理过程可以分为源分片状态迁出、片间状态传输和目的分片状态迁入这3个阶段,各阶段依次执行、紧密绑定.利用链下状态通道灵活度高、即时确认的特点,提出了ChannelLink跨片状态迁移协议,将现有协议中紧密耦合的三阶段处理过程解耦,有效降低了跨片交易平均开销,提升了状态迁移效率.基于此,设计了一种低开销链下通道路由算法.该算法基于状态迁移交易与链下通道拓扑等特征,通过改进遗传算法,求解最优状态路由方案,兼顾迁移效率的同时,降低了用户跨片状态迁移开销.最后,实现了ChannelLink协议原型系统,并基于比特币交易以及闪电网络状态信息构造数据集进行实验验证.实验结果表明,该协议在16个分片、跨片交易比例为5.21%的场景下,分片系统吞吐量提升7.04%,交易确认延迟降低52.51%,跨片状态迁移开销下降45.44%以上,并且随着分片数量与跨片交易比例的上升,该协议的性能优势逐步扩大.

关键词：区块链分片状态迁移状态通道路由算法

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融合营养知识和偏好-健康多目标优化的膳食推荐

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食品科学 2025年第6期46卷 29-37页

作者：金颖闵巍庆周鹏飞梅舒欢蒋树强中国科学院智能信息处理重点实验室北京 100190 中国科学院计算技术研究所北京 100190 中国科学院大学北京 100049 中科苏州智能计算技术研究院江苏苏州 215009

本实验提出一种融合营养知识和偏好-健康多目标优化的膳食推荐方法.该方法通过食品营养知识嵌入引导学习用户的偏好,并利用多目标优化算法平衡用户饮食偏好与营养健康需求.首先,基于营养引导的食品知识感知网络(nutrition-guided food k... 详细信息

本实验提出一种融合营养知识和偏好-健康多目标优化的膳食推荐方法.该方法通过食品营养知识嵌入引导学习用户的偏好,并利用多目标优化算法平衡用户饮食偏好与营养健康需求.首先,基于营养引导的食品知识感知网络(nutrition-guided food knowledge-aware network,NG-FKN)进行个性化菜谱推荐,再进行营养套餐推荐(nutritional food combination recommendation,NFCR).NG-FKN从食品营养知识图谱中提取营养信息,引导捕捉用户偏好,实现个性化菜谱推荐.NFCR结合用户饮食偏好与营养需求,采用基于营养支配的非劣排序遗传算法优化多个目标,获得营养套餐推荐列表.此外,构建食品营养知识图谱与食品-用户的交互数据集,包含19 669 条菜谱数据,并在该数据集上对所提方法进行评估.同时还引入中国健康膳食指数和食物多样性评分两个指标用于评估推荐套餐的营养价值.在所提数据集上的实验结果表明,本研究方法优于目前主流的方法,可以提升膳食营养推荐的性能.

关键词：膳食推荐营养套餐知识图谱多目标优化遗传算法

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智能算法安全：内涵、科学问题与展望

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中国科学院院刊 2025年第3期40卷 419-428页

作者：程学旗陈薇沈华伟山世光陈熙霖李国杰中国科学院计算技术研究所智能算法安全重点实验室中国科学院大学计算机科学与技术学院

智能算法是指实现智能的计算过程所体现的方法，大多具备数据驱动、不确定性计算、模型推断难解释等特性，而这些特性同时也给智能算法应用带来了潜在的安全风险。文章首先探讨智能算法安全的内涵。具体地，智能算法安全的内涵依据人机... 详细信息

智能算法是指实现智能的计算过程所体现的方法，大多具备数据驱动、不确定性计算、模型推断难解释等特性，而这些特性同时也给智能算法应用带来了潜在的安全风险。文章首先探讨智能算法安全的内涵。具体地，智能算法安全的内涵依据人机融合的程度，由算法自身的一元内生性安全，延伸到算法服务于人时的人机二元应用性安全，最终拓展为人机共生的复杂社会系统中多元系统性安全，故据此提出智能算法安全层级范式（以下简称“TRC范式”），分别涵盖内生决策可信（trustworthiness）的一元安全目标、应用服务可管（regulatability）的二元安全目标和系统风险可控（controllability）的多元安全目标。进一步，基于当前实现TRC范式中的技术难点与智能算法可信、可管、可控的目标，文章提出实现智能算法安全需要重点突破的不确定性算法的可信域判定、黑箱模型的透明化监测与人机共生智能系统的风险临界点感知3个重大科学问题。最后，围绕TRC范式的“度量—评估—增强”技术体系，提出7项研究方向建议与4个方面智能算法安全相关的发展建议，并展望其助力实现人机共治的未来愿景。

关键词：大数据智能算法智能算法安全人工智能伦理与安全智能算法安全层级范式

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面向YOLO神经网络的数据流架构优化研究

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计算机学报 2025年第1期48卷 82-99页

作者：穆宇栋李文明范志华吴萌吴海彬安学军叶笑春范东睿处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

YOLO目标检测算法具有速度快、精度高、结构简单、性能稳定等优点,因此在多种对实时性要求较高的场景中得到广泛应用。传统的控制流架构在执行YOLO神经网络时面临计算部件利用率低、功耗高、能效较低等挑战。相较而言,数据流架构的执行... 详细信息

YOLO目标检测算法具有速度快、精度高、结构简单、性能稳定等优点,因此在多种对实时性要求较高的场景中得到广泛应用。传统的控制流架构在执行YOLO神经网络时面临计算部件利用率低、功耗高、能效较低等挑战。相较而言,数据流架构的执行模式与神经网络算法匹配度高,更能充分挖掘其中的数据并行性。然而,在数据流架构上部署YOLO神经网络时面临三个问题:(1)数据流架构的数据流图映射并不能结合YOLO神经网络中卷积层卷积核较小的特点,造成卷积运算数据复用率过低的问题,并进一步降低计算部件利用率;(2)数据流架构在算子调度时无法利用算子间结构高度耦合的特点,导致大量数据重复读取;(3)数据流架构上的数据存取与执行高度耦合、串序执行,导致数据存取延迟过高。为解决这些问题,本文设计了面向YOLO神经网络的数据流加速器DFU-Y。首先,结合卷积嵌套循环的执行模式,本文分析了小卷积核卷积运算的数据复用特征,并提出了更有利于执行单元内部数据复用的数据流图映射算法,从而整体提升卷积运行效率;然后,为充分利用结构耦合的算子间的数据复用,DFU-Y提出数据流图层次上的算子融合调度机制以减少数据存取次数、提升神经网络运行效率;最后,DFU-Y通过双缓存解耦合数据存取与执行,从而并行执行数据存取与运算,掩盖了程序间的数据传输延迟,提高了计算部件利用率。实验表明,相较数据流架构(DFU)和GPU(NVIDIA Xavier NX),DFU-Y分别获得2.527倍、1.334倍的性能提升和2.658倍、3.464倍的能效提升;同时,相较YOLO专用加速器(Arria-YOLO),DFU-Y在保持较好通用性的同时,达到了其性能的72.97%、能效的87.41%。

关键词： YOLO算法数据流架构数据流图优化卷积神经网络神经网络加速

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域名系统递归解析服务安全技术综述：风险、防护和测量

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计算机研究与发展 2025年

作者：李沁心武文浩王兆华李振宇中国科学院计算技术研究所中国科学院大学中国科学院计算机网络信息中心

在域名系统（domain name system， DNS）中，DNS递归解析服务消除了用户与根域名服务器等上游DNS服务器之间的复杂交互，使得互联网用户可以方便地通过本地DNS服务器完成全球范围的域名解析.作为直接与用户通信的第一门户，DNS递归解... 详细信息

在域名系统（domain name system， DNS）中，DNS递归解析服务消除了用户与根域名服务器等上游DNS服务器之间的复杂交互，使得互联网用户可以方便地通过本地DNS服务器完成全球范围的域名解析.作为直接与用户通信的第一门户，DNS递归解析服务过程已成为互联网基础设施攻击的一个重要目标.由于DNS递归解析服务规模庞大且部署方式繁多，现有的DNS安全拓展机制在DNS递归解析服务器中存在部署复杂、兼容性差等问题，但是目前还缺少对安全防护机制的部署测量方法的研究与总结工作，缺乏针对DNS递归解析服务安全风险的系统全面的评估工作.针对上述现状，将DNS递归解析服务存在的安全风险分为5大类，对DNS递归解析服务安全威胁，DNS安全拓展机制和DNS递归解析服务安全风险评估与测量等方面的现状与最新研究成果进行了归纳与总结，并对DNS递归解析服务安全监测与治理的潜在研究方向进行了展望.

关键词：域名系统递归解析服务网络测量安全风险评估 DNS递归安全

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类别条件噪声下的半监督AUC优化理论与算法

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计算机学报 2025年第1期48卷 136-155页

作者：姜阳邦彦许倩倩杨智勇郝前秀操晓春黄庆明中国科学院大学计算机科学与技术学院北京101408 中国科学院计算技术研究所智能信息处理重点实验室北京100190 中山大学网络空间安全学院广东深圳518107

现有半监督AUC优化方法通常假设数据标注是准确的。然而在许多实际应用中,研究者往往会同时面临标注量不足和不准确的问题。为此,该文首次尝试在不完整和不准确的数据标注情况下优化AUC指标。具体而言,通过分析,对称替代损失在某些情况... 详细信息

现有半监督AUC优化方法通常假设数据标注是准确的。然而在许多实际应用中,研究者往往会同时面临标注量不足和不准确的问题。为此,该文首次尝试在不完整和不准确的数据标注情况下优化AUC指标。具体而言,通过分析,对称替代损失在某些情况下可以在半监督问题中具有噪声鲁棒性。在此基础上,该文构建了一个鲁棒半监督AUC优化框架,其导出的经验风险无需估计噪声率。此外,通过紧致泛化上界的分析表明,当模型基于足够大的训练数据集进行学习时,其在未见数据上能够很好地泛化。随后,使用Barrier hinge损失对该框架进行实例化。为加快训练过程,进一步开发了一种加速算法,将损失和梯度估计的复杂度从O(n^(2))降低至O(nlogn),在实验中可获得高达200倍的加速。最后,通过在15个基准数据集上进行实验验证,证明了所提方法的有效性。

关键词：半监督学习 AUC优化标签噪声二分类问题不平衡数据学习

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服务器无感知计算系统性能优化技术研究综述

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软件学报 2025年第1期36卷 47-78页

作者：杨光刘杰曲慕子王帅叶丹钟华中国科学院大学北京100049 中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心北京100190 计算机科学国家重点实验室(中国科学院软件研究所) 北京100190

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基... 详细信息

服务器无感知计算是新兴的云计算模式,它基于“函数即服务(FaaS)”的范式,以函数为部署和调度的基本单位,为用户提供大规模并行和自动伸缩的函数执行服务,且无需用户管理底层资源.对于用户,服务器无感知计算能够帮助他们摆脱集群底层基础设施管理的负担,专注于业务层的开发和创新;对于服务提供商,服务器无感知计算将应用分解为细粒度的函数,极大地提高了调度效率和资源利用率.显著的优势让服务器无感知计算迅速吸引了业界的注意,然而,服务器无感知计算与传统云计算迥然不同的计算模式以及对任务各方面的严格限制给应用的迁移带来了诸多障碍,各种越来越复杂的任务也对服务器无感知计算的性能提出了越来越高的要求,服务器无感知计算的性能优化成为一个重要的研究课题.从4个方面对服务器无感知计算系统性能优化技术的相关研究工作进行梳理和综述,并介绍现有的系统实现.(1)介绍面向典型任务的优化技术,包括任务适配和针对特定任务的系统优化;(2)综述沙箱环境的优化工作,包括沙箱方案和冷启动优化技术,它们是决定函数运行速度的核心;(3)概括I/O和通信技术的优化,它们是服务器无感知计算应用程序的主要性能瓶颈;(4)简述相关的资源调度技术,包括面向平台和面向用户的调度策略,它们决定着系统的资源利用率和任务的执行效率.最后,总结当前服务器无感知计算性能优化技术所面临的问题和挑战,并展望未来可能的发展方向.

关键词：服务器无感知计算函数即服务云函数云计算性能优化

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Neptune:一种通用网络处理器微结构模拟和性能仿真框架

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计算机研究与发展 2025年第5期62卷 1091-1107页

作者：林涵越吴婧雅卢文岩钟浪辉鄢贵海处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049 上交所技术有限责任公司上海200131

网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,... 详细信息

网络包处理是网络设备的基本功能,涉及报文修改、校验和与哈希计算、数据包镜像或过滤、统计限速等多项任务.作为网络包处理的重要部件,网络处理器(network processor,NP)基于处理器结构,为网络设备提供线速的性能和充分的可编程能力,但其架构多样,可分为单段式架构和多段式架构,现有模拟方法无法同时对二者性能进行模拟仿真.因此,提出一种通用网络处理器的结构模拟和性能仿真框架Neptune,采用多段式架构作为硬件抽象,使用事件链表、核间队列结构为数据通路和多段式架构模拟提供保障,同时满足单段式架构模拟需求.另外,借助同步图计算模式进行准确的并行模拟,并采用混合事件与时间驱动方法保障模拟高效性.实际测试中,Neptune以95%以上准确率支持2种架构的模拟,并以3.31MIPS的性能对网络处理器进行模拟,相较PFPSim取得1个数量级的性能提升.最后,展示了3个运用该框架进行网络处理器优化分析的应用案例.

关键词：网络包处理网络处理器可编程数据面专用处理器模拟器

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