检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机工程与应用 2023年第7期59卷 250-260页

作者：高榕万以亮邵雄凯吴歆韵湖北工业大学计算机学院武汉430068 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210093

针对基于时空Transformer模型的交通流量预测模型性能不高的问题,提出了一种基于编解码器的改进的时空Transformer模型(improved spatio-temporal Transformer model,ISTTM)。编码器对历史流量特征进行编码,解码器预测未来序列。编码器... 详细信息

针对基于时空Transformer模型的交通流量预测模型性能不高的问题,提出了一种基于编解码器的改进的时空Transformer模型(improved spatio-temporal Transformer model,ISTTM)。编码器对历史流量特征进行编码,解码器预测未来序列。编码器将空间稀疏自注意力和时间层次扩散卷积相结合,捕捉交通流量的动态空间相关性和局部空间特征,再利用时间自注意力建模非线性时间相关性;解码器与编码器类似地挖掘出输入序列的时空特征。基于编解码器提取的时空特征,采用双重交叉注意力模拟历史交通观测对未来预测的影响,建模每个历史时间步和每个未来时间步的直接关系以及对整个未来时间段的影响,并输出未来交通流量的最终表示。为了证实ISTTM的有效性,在METR-LA和NE-BJ两个真实世界的大规模数据集上进行实验,ISTTM结果优于6个先进的基线。

关键词：交通流量预测时空特征稀疏自注意力扩散卷积

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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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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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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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一种经验库制导的浮点程序优化加速策略

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计算机学报 2022年第9期45卷 2014-2028页

作者：肖安祥张硕骁汤恩义陈鑫王林章南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023 南京大学软件学院南京210093

为了保障数值程序的准确与高效,浮点程序自动优化成为了近年来学术界关注的一项新兴技术.该技术的核心思想是将经典的数值分析理论总结成程序转换规则,并利用规则将浮点程序以计算过程更为稳定的算法进行自动重写,从而使数值程序稳定高... 详细信息

为了保障数值程序的准确与高效,浮点程序自动优化成为了近年来学术界关注的一项新兴技术.该技术的核心思想是将经典的数值分析理论总结成程序转换规则,并利用规则将浮点程序以计算过程更为稳定的算法进行自动重写,从而使数值程序稳定高效且易于维护.然而,现有浮点程序自动优化方法的优化效率是其主要瓶颈.随着越来越多的数值程序转换规则被发现与总结,自动优化框架的规则库会越来越大,传统优化方法在规则库中遍历所有优化规则的过程也变得越来越困难.本文提出了一种经验库制导的浮点程序优化加速策略,该策略基于浮点误差成因的相似性原理,将已成功优化浮点程序对应的符号与结构特征抽取出来,并以散列的方式将优化该程序涉及到的规则序列保存在一个优化经验库中.当新的浮点数值程序需要进行自动优化时,本文算法首先计算其符号结构特征与经验库中各记录的相似度.符号结构相似度较高的记录所对应的规则序列会被优先用于浮点程序重写,从而得到优化程序.随着优化程序的增多,经验库的规模会逐渐增大,经验库的散列化分区存储设计保证了其检索与匹配效率.在浮点程序优化基准用例集FPBench和开源物理引擎OpenRelativity上的实验表明,在优化后浮点程序精度与传统方法类似的前提下,本文的加速策略能使平均优化速度相对于传统浮点程序优化方法提升6.04倍,显著提高了浮点数值程序自动优化技术的可用性.

关键词：加速策略程序优化浮点数值程序经验库

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卷积神经网络的可解释性研究综述

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软件学报 2024年第1期35卷 159-184页

作者：窦慧张凌茗韩峰申富饶赵健计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023 南京大学人工智能学院江苏南京210023 南京大学电子科学与工程学院江苏南京210023

神经网络模型性能日益强大,被广泛应用于解决各类计算机相关任务,并表现出非常优秀的能力,但人类对神经网络模型的运行机制却并不完全理解.针对神经网络可解释性的研究进行了梳理和汇总,就模型可解释性研究的定义、必要性、分类、评估... 详细信息

神经网络模型性能日益强大,被广泛应用于解决各类计算机相关任务,并表现出非常优秀的能力,但人类对神经网络模型的运行机制却并不完全理解.针对神经网络可解释性的研究进行了梳理和汇总,就模型可解释性研究的定义、必要性、分类、评估等方面进行了详细的讨论.从解释算法的关注点出发,提出一种神经网络可解释算法的新型分类方法,为理解神经网络提供一个全新的视角.根据提出的新型分类方法对当前卷积神经网络的可解释方法进行梳理,并对不同类别解释算法的特点进行分析和比较.同时,介绍了常见可解释算法的评估原则和评估方法.对可解释神经网络的研究方向与应用进行概述.就可解释神经网络面临的挑战进行阐述,并针对这些挑战给出可能的解决方向.

关键词：神经网络可解释性分类深度学习

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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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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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深度代码模型安全综述

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软件学报 2025年第4期36卷 1461-1488页

作者：孙伟松陈宇琛赵梓含陈宏葛一飞韩廷旭黄胜寒李佳讯房春荣陈振宇计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210093 南京大学软件学院江苏南京210093 苏州大学数学科学学院江苏苏州215006

随着深度学习技术在计算机视觉与自然语言处理等领域取得巨大成功,软件工程研究者开始尝试将其引入到软件工程任务求解当中.已有研究结果显示,深度学习技术在各种代码相关任务(例如代码检索与代码摘要)上具有传统方法与机器学习方法无... 详细信息

随着深度学习技术在计算机视觉与自然语言处理等领域取得巨大成功,软件工程研究者开始尝试将其引入到软件工程任务求解当中.已有研究结果显示,深度学习技术在各种代码相关任务(例如代码检索与代码摘要)上具有传统方法与机器学习方法无法比拟的优势.这些面向代码相关任务训练的深度学习模型统称为深度代码模型.然而,由于神经网络的脆弱性和不可解释性,与自然语言处理模型与图像处理模型一样,深度代码模型安全也面临众多挑战,已经成为软件工程领域的焦点.近年来,研究者提出了众多针对深度代码模型的攻击与防御方法.然而,目前仍缺乏对深度代码模型安全研究的系统性综述,不利于后续研究者对该领域进行快速的了解.因此,为了总结该领域研究现状、挑战及时跟进该领域的最新研究成果,搜集32篇该领域相关论文,并将现有的研究成果主要分为后门攻击与防御技术和对抗攻击与防御技术两类.按照不同技术类别对所收集的论文进行系统地梳理和总结.随后,总结该领域中常用的实验数据集和评估指标.最后,分析该领域所面临的关键挑战以及未来可行的研究方向,旨在为后续研究者进一步推动深度代码模型安全的发展提供有益指导.

关键词：深度代码模型深度代码模型安全人工智能模型安全后门攻击与防御对抗攻击与防御

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