检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机学报 2024年第8期47卷 1853-1882页

作者：曹宏业刘潇董绍康杨尚东霍静李文斌高阳计算机软件新技术全国重点实验室(南京大学) 南京210023 湘潭大学自动化与电子信息学院湖南湘潭411105 南京邮电大学计算机学院南京210023

强化学习作为机器学习的一种范式,因其强大的策略试错学习能力,受到关注.随着深度学习的融入,强化学习方法在许多复杂的控制任务中取得了巨大成功.然而,深度强化学习网络作为黑盒模型,其缺乏可解释性所带来的不安全、不可控及难理解等... 详细信息

强化学习作为机器学习的一种范式,因其强大的策略试错学习能力,受到关注.随着深度学习的融入,强化学习方法在许多复杂的控制任务中取得了巨大成功.然而,深度强化学习网络作为黑盒模型,其缺乏可解释性所带来的不安全、不可控及难理解等问题限制了强化学习在诸如自动驾驶、智慧医疗等关键领域中的发展.为了解决这一问题,科研人员开展了对强化学习可解释性的研究.然而,这些研究开展相对较晚,且缺少针对多智能体强化学习可解释性方法的系统性总结,同时,可解释性的定义存在人为主观性,导致系统性面向强化学习过程的可解释性研究较为困难.本文对当前强化学习的可解释性研究工作进行了全面的整理与总结.首先,对强化学习的可解释性进行定义并总结了相关评估方法.随后,基于马尔可夫决策过程,划分了行为级解释、特征级解释、奖励级解释及策略级解释四个类别.此外,在每个类别中,分析了单智能体及多智能体的策略解释方法,并特别关注可解释性研究中的人为因素,描述了人机交互式的解释方法.最后,对当前强化学习可解释性研究面临的挑战以及未来的研究方向进行总结与展望.

关键词：强化学习可解释性机器学习人工智能马尔可夫决策过程

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融合语义解释和DeBERTa的极短文本层次分类

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计算机科学 2024年第5期51卷 250-257页

作者：陈昊飏张雷南京大学计算机软件新技术全国重点实验室南京210023

文本层次分类在社交评论主题分类、搜索词分类等场景中有重要应用,这些场景的数据往往具有极短文本特征,体现在信息的稀疏性、敏感性等中,这对模型特征表示和分类性能带来了很大挑战,而层次标签空间的复杂性和关联性使得难度进一步加剧... 详细信息

文本层次分类在社交评论主题分类、搜索词分类等场景中有重要应用,这些场景的数据往往具有极短文本特征,体现在信息的稀疏性、敏感性等中,这对模型特征表示和分类性能带来了很大挑战,而层次标签空间的复杂性和关联性使得难度进一步加剧。基于此,提出了一种融合语义解释和DeBERTa模型的方法,该方法的核心思想在于:引入具体语境下各个字词或词组的语义解释,补充优化模型获取的内容信息;结合DeBERTa模型的注意力解耦机制与增强掩码解码器,以更好地把握位置信息、提高特征提取能力。所提方法首先对训练文本进行语法分词、词性标注,再构造GlossDeBERTa模型进行高准确率的语义消歧,获得语义解释序列;然后利用SimCSE框架使解释序列向量化,以更好地表征解释序列中的句子信息;最后训练文本经过DeBERTa模型神经网络后,得到原始文本的特征向量表示,再与解释序列中的对应特征向量相加,传入多分类器。实验遴选短文本层次分类数据集TREC中的极短文本部分,并进行数据扩充,最终得到的数据集平均长度为12词。多组对比实验表明,所提出的融合语义解释的DeBERTa模型性能最为优秀,在验证集和测试集上的Accuracy值、F1-micro值、F1-macro值相比其他算法模型有较大的提升,能够很好地应对极短文本层次分类任务。

关键词：极短文本层次分类语义解释 DeBERTa GlossDeBERTa SimCSE

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意外充分性引导的深度神经网络测试样本生成

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计算机研究与发展 2024年第4期61卷 1003-1017页

作者：郭虹静陶传奇黄志球南京航空航天大学计算机科学与技术学院南京210016 高安全系统的软件开发与验证技术工信部重点实验室(南京航空航天大学) 南京210016 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 南京210023

由于深度神经网络(deep neural network,DNN)模型的复杂性和不确定性等属性,对模型的一般行为和边界行为进行充分的测试是保障模型质量的重要手段.当前的研究主要基于制定的覆盖准则,结合模糊测试技术生成衍生测试样本,从而提升测试充分... 详细信息

由于深度神经网络(deep neural network,DNN)模型的复杂性和不确定性等属性,对模型的一般行为和边界行为进行充分的测试是保障模型质量的重要手段.当前的研究主要基于制定的覆盖准则,结合模糊测试技术生成衍生测试样本,从而提升测试充分性,但较少综合考虑测试样本的多样性及个体揭错能力.意外充分性指标量化测试样本与训练集在神经元输出方面的差异,是测试充分性评估的重要指标,目前缺乏基于此指标的测试样本生成方法.因此,提出了一种意外充分性引导的深度神经网络测试样本生成方法,首先,筛选对于决策结果贡献较大的重要神经元,以其输出值为特征,改进意外充分性指标;其次,基于测试样本的意外充分性度量筛选具有揭错能力的种子样本;最后,利用覆盖引导的模糊测试思想,将测试样本的意外充分性值和DNN模型预测的类别概率差异作为联合优化目标,利用梯度上升算法计算扰动,迭代生成测试样本.为了验证所提方法的有效性,选取5个DNN模型作为被测对象,涵盖4种不同的图像数据集,实验结果表明,改进的意外充分性指标能够有效捕捉异常的测试样本,同时减少计算时间开销.在测试样本生成方面,与方法DeepGini和RobOT相比,基于所提的种子样本选择策略生成的衍生测试集的意外覆盖率最高提升了5.9个百分比和15.9个百分比.相比于方法DLFuzz和DeepXplore,所提方法的意外覆盖率最高提升了26.5个百分比和33.7个百分比.

关键词：软件测试测试样本生成测试覆盖深度神经网络意外充分性

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分布式采样理论综述

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软件学报 2022年第10期33卷 3673-3699页

作者：凤维明尹一通计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

采样是一类基本的计算问题.从一个解空间中依特定概率分布进行随机采样,这一问题在近似计数、概率推断、统计学习等方面都有着诸多重要的应用.在大数据时代,采样问题的分布式算法与分布式计算复杂性受到越来越多的关注.近年来,有一系列... 详细信息

采样是一类基本的计算问题.从一个解空间中依特定概率分布进行随机采样,这一问题在近似计数、概率推断、统计学习等方面都有着诸多重要的应用.在大数据时代,采样问题的分布式算法与分布式计算复杂性受到越来越多的关注.近年来,有一系列的工作对分布式采样理论展开系统性的研究.综述了分布式采样的重要结论,主要包括有严格理论保障的分布式采样算法、采样问题在分布式模型上的计算复杂性以及采样与推断等问题在分布式计算模型中的相互联系.

关键词：采样分布式计算计算复杂性吉布斯分布马尔可夫链

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FactChain:一个基于区块链的众包知识融合系统

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软件学报 2022年第10期33卷 3546-3564页

作者：朱向荣吴鸿祜胡伟计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

知识图谱作为诸多人工智能应用的关键,受到学术界和工业界的广泛关注.当前的知识图谱一般由特定组织构建并维护,以RDF转储文件或SPARQL查询接口的方式提供知识访问服务,这种中心化的管理方式存在不能持久化访问的弊端.具体来说,一旦服... 详细信息

知识图谱作为诸多人工智能应用的关键,受到学术界和工业界的广泛关注.当前的知识图谱一般由特定组织构建并维护,以RDF转储文件或SPARQL查询接口的方式提供知识访问服务,这种中心化的管理方式存在不能持久化访问的弊端.具体来说,一旦服务提供者单点崩溃,用户就无法以可靠的方式获取知识.此外,知识因时效性可能需要更新,不同来源的知识之间可能存在冲突,传统的知识图谱构建维护方式难以有效地处理这些问题.区块链技术以其分布式存储与共识机制,为知识图谱的分布式构建与管理提供了新思路.FactChain是一个基于区块链的知识管理系统,具有为知识的多源共享与融合建立全新的去中心化生态的潜力.使用联盟链作为底层架构,由区块链、组织和参与人这3层结构组成.通过区块链上的智能合约编程实现融合多源冲突知识的真值验证算法,具有在组织层面实现并部署基于分布式应用的参与人管理、在本地局部本体与全局共享本体间建立映射以及结合链上与链下数据响应参与人查询请求等功能.

关键词：知识图谱区块链分布式知识管理知识融合

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高维贝叶斯优化研究综述

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软件学报 2025年第06期 2576-2603页

作者：陈泉霖陈奕宇霍静曹宏业高阳李栋郝建业计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 华为技术有限公司诺亚方舟实验室

贝叶斯优化是一种优化黑盒函数的技术,高效的样本利用率使其在众多科学和工程领域中得到了广泛应用,如深度模型调参、化合物设计、药物开发和材料设计等.然而,当输入空间维度较高时,贝叶斯优化的性能会显著下降.为了克服这一限制,许多... 详细信息

贝叶斯优化是一种优化黑盒函数的技术,高效的样本利用率使其在众多科学和工程领域中得到了广泛应用,如深度模型调参、化合物设计、药物开发和材料设计等.然而,当输入空间维度较高时,贝叶斯优化的性能会显著下降.为了克服这一限制,许多研究对贝叶斯优化方法进行了高维扩展.为了深入剖析高维贝叶斯优化的研究方法,根据不同工作的假设与特征将高维贝叶斯优化方法分为3类:基于有效低维度假设的方法、基于加性假设的方法以及基于局部搜索的方法,并对这些方法进行阐述和分析.首先着重分析这3类方法的研究进展,然后比较各类方法在贝叶斯优化应用中的优劣势,最后总结当前阶段高维贝叶斯优化的主要研究趋势,并对未来发展方向展开讨论.

关键词：高维贝叶斯优化贝叶斯优化黑盒优化降维变量选择

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一种满足差分隐私的图赌博机算法

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软件学报 2022年第9期33卷 3223-3235页

作者：卢世银王广辉邱梓豪张利军计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

图赌博机是一种重要的不确定性环境下的序列决策模型,在社交网络、电子商务和推荐系统等领域都得到了广泛的应用.目前,针对图赌博机的工作都只关注如何快速识别最优摇臂从而最小化累积遗憾,而忽略了在很多应用场景中存在的隐私保护问题... 详细信息

图赌博机是一种重要的不确定性环境下的序列决策模型,在社交网络、电子商务和推荐系统等领域都得到了广泛的应用.目前,针对图赌博机的工作都只关注如何快速识别最优摇臂从而最小化累积遗憾,而忽略了在很多应用场景中存在的隐私保护问题.为了克服现有图赌博机算法的缺陷,提出了一种满足差分隐私的图赌博机算法GAP(图反馈下的差分隐私摇臂消除策略).一方面,GAP算法阶段性地根据摇臂的经验平均奖赏更新摇臂选取策略,并在计算摇臂的经验平均奖赏时引入拉普拉斯噪声,从而确保恶意攻击者难以根据算法输出推算摇臂奖赏数据,保护了隐私.另一方面,GAP算法在每个阶段根据精心构造的反馈图的独立集探索摇臂集合,有效地利用了图形式的反馈信息.证明了GAP算法满足差分隐私性质,具有与理论下界相匹配的遗憾界.在仿真数据集上的实验结果表明:GAP算法在有效保护隐私的同时取得了与现有无隐私保护的图赌博机算法相当的累积遗憾.

关键词：图赌博机差分隐私不确定性环境下的序列决策独立集拉普拉斯噪声

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基于对象类型的API补全方法

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软件学报 2022年第5期33卷 1736-1757页

作者：唐泽李传艺葛季栋骆斌计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

近年来,随着软件技术在各行各业、不同领域的应用不断扩展与深入,同时伴随着软件架构、服务计算等技术的不断发展,软件行业涌现出了功能丰富且规模庞大的第三方API或库,软件开发者在实现软件功能的时候也越来越依赖这些API.但学习这些AP... 详细信息

近年来,随着软件技术在各行各业、不同领域的应用不断扩展与深入,同时伴随着软件架构、服务计算等技术的不断发展,软件行业涌现出了功能丰富且规模庞大的第三方API或库,软件开发者在实现软件功能的时候也越来越依赖这些API.但学习这些API的使用是非常困难且耗时的,主要有两方面的原因:1)相关文档的缺失和错误;2)相关API用法的示例代码较少.因此,研究自动的API补全方法以帮助开发人员在开发过程中正确且快速的使用API,具有很大的应用价值.然而,现有API自动补全方案多数将待补全代码段看作纯文本,忽略了API所属对象类型对预测API的影响.为此,探究了对象类型对补全API的作用,并且在对象状态图的启发下,设计了一种使用API所属对象的类型作为特征的补全方法.具体而言,首先从API调用序列中先抽取同一对象类型的子序列,利用深度学习模型编码出每个对象的状态,再利用对象状态生成整个方法块的状态表示进行补全.为了验证提出的补全方法,在6个流行Java项目上进行了验证.实验结果证明,提出的考虑对象类型的API补全方法在预测准确率上明显高于基线模型.

关键词： API补全对象类型插件

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四元数神经网络的通用近似与逼近优势

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计算机研究与发展 2025年第5期62卷 1205-1215页

作者：吴锦辉姜远计算机软件新技术全国重点实验室(南京大学) 南京210023 南京大学人工智能学院南京210023

四元数神经网络将实值神经网络推广到了四元数代数中,其在偏振合成孔径雷达奇异点补偿、口语理解、机器人控制等任务中取得了比实值神经网络更高的精度或更快的收敛速度.四元数神经网络的性能在实验中已得到广泛验证,但四元数神经网络... 详细信息

四元数神经网络将实值神经网络推广到了四元数代数中,其在偏振合成孔径雷达奇异点补偿、口语理解、机器人控制等任务中取得了比实值神经网络更高的精度或更快的收敛速度.四元数神经网络的性能在实验中已得到广泛验证,但四元数神经网络的理论性质及其相较于实值神经网络的优势研究较少.从表示能力的角度出发,研究四元数神经网络的理论性质及其相较于实值神经网络的优势.首先,证明了四元数神经网络使用一个非分开激活的修正线性单元(rectified linear unit,ReLU)型激活函数时的通用近似定理.其次,研究了四元数神经网络相较于实值神经网络的逼近优势.针对分开激活的ReLU型激活函数,证明了单隐层实值神经网络需要约4倍参数量才能生成与单隐层四元数神经网络相同的最大凸线性区域数.针对非分开激活的ReLU型激活函数,证明了单隐层四元数神经网络与单隐层实值神经网络间的逼近分离:四元数神经网络可用相同的隐层神经元数量与权重模长表示实值神经网络,而实值神经网络需要指数多个隐层神经元或指数大的参数才可能近似四元数神经网络.最后,模拟实验验证了理论.

关键词：四元数神经网络通用近似逼近优势最大凸线性区域数逼近分离神经网络理论

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软件库依赖图谱的复杂性度量方法及其潜在应用

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软件学报 2023年第11期34卷 5282-5311页

作者：于海王莹徐美秋杨博许畅朱志良东北大学软件学院辽宁沈阳110169 南京大学计算机科学与技术系江苏南京210046 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210046

在软件开发过程中,软件库可以减少开发时间和节约成本而被广泛使用,因此现代软件项目包含多种不同来源的代码而使得系统具有更高的复杂性和多样性.软件库在使用的过程中常常伴随着各种风险,如低质量或安全漏洞,从而严重影响软件项目的质... 详细信息

在软件开发过程中,软件库可以减少开发时间和节约成本而被广泛使用,因此现代软件项目包含多种不同来源的代码而使得系统具有更高的复杂性和多样性.软件库在使用的过程中常常伴随着各种风险,如低质量或安全漏洞,从而严重影响软件项目的质量.通过分析与软件库的耦合强度,来量化由软件库的依赖关系而引入客户代码的复杂性和多样性.首先,根据客户代码与软件库之间方法的调用关系建立软件边界图模型,区分开客户代码和软件库的代码边界;进而基于此提出一套软件库依赖图谱的复杂性度量指标RMS,用以量化不同来源软件之间的耦合强度.在实验过程中,挖掘Apache开源社区中10个流行软件所有历史版本数据,最终收集到7857个真实项目间依赖缺陷问题.在上述真实数据基础上,结合所提出的复杂性度量指标RMS,利用假设验证方法开展实证调查研究来探讨:H1:风险因子更高的边界节点是否更容易引入更多数量的项目间依赖缺陷;H2:风险因子更高的边界节点会是否更容易引入严重等级高的项目间依赖缺陷;H3:RMS度量指标数值多大程度地影响了引入项目间依赖缺陷数量和严重等级.实验结果表明,根据RMS度量指标评估,与软件库耦合度更高的边界节点容易引入更多数量且严重等级高的项目间依赖缺陷.与传统复杂性度量指标对比,RMS度量指标较大程度地影响了引入项目间依赖缺陷的数量和严重等级.

关键词：经验软件工程第三方库软件度量指标假设验证

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