检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2025年第1期36卷 107-151页

作者：董绍康李超杨光葛振兴曹宏业陈武兵杨尚东陈兴国李文斌高阳计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 南京邮电大学计算机学院、软件学院、网络空间安全学院江苏南京210023

近年来,随着人工智能技术在序贯决策和博弈对抗等问题的应用方面取得了飞速发展,围棋、游戏、德扑和麻将等领域取得了巨大的进步,例如,AlphaGo、OpenAI Five、AlphaStar、DeepStack、Libratus、Pluribus和Suphx等系统都在这些领域中达... 详细信息

近年来,随着人工智能技术在序贯决策和博弈对抗等问题的应用方面取得了飞速发展,围棋、游戏、德扑和麻将等领域取得了巨大的进步,例如,AlphaGo、OpenAI Five、AlphaStar、DeepStack、Libratus、Pluribus和Suphx等系统都在这些领域中达到或超过人类专家水平.这些应用集中在双人、两队或者多人的零和博弈问题中,而对于混合博弈问题的研究缺乏实质性的进展与突破.区别于零和博弈,混合博弈需要综合考虑个体收益、集体收益和均衡收益等诸多目标,被广泛应用于公共资源分配、任务调度和自动驾驶等现实场景.因此,对于混合博弈问题的研究至关重要.通过梳理当前混合博弈领域中的重要概念和相关工作,深入分析国内外研究现状和未来发展方向.具体地,首先介绍混合博弈问题的定义与分类;其次详细阐述博弈解概念和求解目标,包含纳什均衡、相关均衡、帕累托最优等解概念,最大化个体收益、最大化集体收益以及兼顾公平等求解目标;接下来根据不同的求解目标,分别对博弈论方法、强化学习方法以及这两种方法的结合进行详细探讨和分析;最后介绍相关的应用场景和实验仿真环境,并对未来研究的方向进行总结与展望.

关键词：混合博弈博弈论强化学习

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元强化学习研究综述

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软件学报 2024年第4期35卷 1618-1650页

作者：陈奕宇霍静丁天雨高阳南京大学计算机科学与技术系江苏南京210043 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210043 Applied Sciences Group MicrosoftRedmondWA 98034USA

近年来,深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)已经在诸多序贯决策任务中取得瞩目成功,但当前,深度强化学习的成功很大程度依赖于海量的学习数据与计算资源,低劣的样本效率和策略通用性是制约其进一步发展的关键因素.元强化学... 详细信息

近年来,深度强化学习(deep reinforcement learning,DRL)已经在诸多序贯决策任务中取得瞩目成功,但当前,深度强化学习的成功很大程度依赖于海量的学习数据与计算资源,低劣的样本效率和策略通用性是制约其进一步发展的关键因素.元强化学习(meta-reinforcementlearning,Meta-RL)致力于以更小的样本量适应更广泛的任务,其研究有望缓解上述限制从而推进强化学习领域发展.以元强化学习工作的研究对象与适用场景为脉络,对元强化学习领域的研究进展进行了全面梳理:首先,对深度强化学习、元学习背景做基本介绍;然后,对元强化学习作形式化定义及常见的场景设置总结,并从元强化学习研究成果的适用范围角度展开介绍元强化学习的现有研究进展;最后,分析了元强化学习领域的研究挑战与发展前景.

关键词：元强化学习强化学习深度强化学习元学习

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面向对象软件度量阈值的确定方法:问题、进展与挑战

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软件学报 2023年第1期34卷 50-102页

作者：梅元清郭肇强周慧聪李言辉陈林卢红敏周毓明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

面向对象软件度量是理解和保证面向对象软件质量的重要手段之一.通过将面向对象软件的度量值与其阈值比较,可简单直观评价其是否有可能包含缺陷.确定度量阈值方法主要有基于数据分布特征的无监督学习方法和基于缺陷相关性的有监督学习方... 详细信息

面向对象软件度量是理解和保证面向对象软件质量的重要手段之一.通过将面向对象软件的度量值与其阈值比较,可简单直观评价其是否有可能包含缺陷.确定度量阈值方法主要有基于数据分布特征的无监督学习方法和基于缺陷相关性的有监督学习方法.两类方法各有利弊:无监督学习方法无需标签信息而易于实现,但所得阈值的缺陷预测性能通常较差;有监督学习方法通过机器学习算法提升所得阈值的缺陷预测性能,但标签信息在实际过程中不易获得且度量与缺陷链接技术复杂.近年来,两类方法的研究者不断探索并取得较大进展.同时,面向对象软件度量阈值确定方法研究仍存在一些亟待解决的挑战.对近年来国内外学者在该领域的研究成果进行系统性的总结.首先,阐述面向对象软件度量阈值确定方法的研究问题.其次,分别从无监督学习方法和有监督学习方法总结相关研究进展,并梳理具体的理论和实现的技术路径.然后,简要介绍面向对象软件度量阈值的其他相关技术.最后,总结当前该领域研究过程面临的挑战并给出建议的研究方向.

关键词：面向对象软件度量阈值缺陷预测

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基于核外计算的Datalog引擎设计与实现

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软件学报 2023年第8期34卷 3587-3604页

作者：张奕裕王归航左志强李宣东南京大学计算机科学与技术系江苏南京210023 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

随着新兴技术的迅速发展,领域软件对开发效率提出了新的要求.Datalog语言作为一门具有简洁语法和良好语义的声明式编程语言,能帮助开发人员快速开发和解决问题,近年来越来越受到重视与欢迎.但解决真实场景问题时,现有的单机Datalog引擎... 详细信息

随着新兴技术的迅速发展,领域软件对开发效率提出了新的要求.Datalog语言作为一门具有简洁语法和良好语义的声明式编程语言,能帮助开发人员快速开发和解决问题,近年来越来越受到重视与欢迎.但解决真实场景问题时,现有的单机Datalog引擎计算规模往往受限于内存容量大小,不具有可扩展性.为解决上述问题,设计并实现基于核外计算的Datalog引擎.方法首先设计一系列计算Datalog程序所需的支持核外计算的操作算子,然后将Datalog程序转换合成带核外计算算子的C++程序,接着方法设计基于Hash的分区策略和基于搜索树剪枝的最少置换调度策略,将相应的分区文件调度执行计算并得到最终结果.基于该方法,实现原型工具DDL(disk-based Datalog engine),并选取广泛应用的真实Datalog程序,在合成数据集以及真实数据集上进行实验,实验结果体现了DDL良好性能以及高可扩展性.

关键词： Datalog引擎核外计算操作算子分区策略调度策略

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多标记学习中基于交互表示的深度森林方法

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软件学报 2024年第4期35卷 1934-1944页

作者：吕沈欢陈一赫姜远计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 软件新技术与产业化协同创新中心(南京大学) 江苏南京210023

在多标记学习中,每个样本都与多个标记关联,关键任务是如何在构建模型时利用标记之间的相关性.多标记深度森林算法尝试在深度集成学习的框架下使用逐层的表示学习来挖掘标记之间的相关性,并利用得到的标记概率表示提升预测精度.然而,一... 详细信息

在多标记学习中,每个样本都与多个标记关联,关键任务是如何在构建模型时利用标记之间的相关性.多标记深度森林算法尝试在深度集成学习的框架下使用逐层的表示学习来挖掘标记之间的相关性,并利用得到的标记概率表示提升预测精度.然而,一方面标记概率表示与标记信息高度相关,这会导致其多样性较低.随着深度森林的深度增加,性能会下降.另一方面,标记概率的计算需要我们存储所有层数的森林结构并在测试阶段逐一使用,这会造成难以承受的计算和存储开销.针对这些问题,提出基于交互表示的多标记深度森林算法(interactionrepresentation-based multi-label deep forest,iMLDF).iMLDF从森林模型的决策路径中挖掘特征空间中的结构信息,利用随机交互树抽取决策树路径中的特征交互,分别得到特征置信度得分和标记概率分布两种交互表示.iMLDF一方面充分利用模型中的特征结构信息来丰富标记间的相关信息,另一方面通过交互表达式计算所有的表示,从而使得算法无需存储森林结构,大大地提升了计算效率.实验结果表明:在交互表示基础上进行表示学习的i MLDF算法取得了更好的预测性能,而且针对样本较多的数据集,计算效率比MLDF算法提升了一个数量级.

关键词：深度森林多标记学习特征交互标记相关性表示学习

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可信人工智能系统的质量属性与实现:三级研究

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软件学报 2023年第9期34卷 3941-3965页

作者：李功源刘博涵杨雨豪邵栋南京大学软件学院江苏南京210023 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

人工智能系统以一种前所未有的方式,被广泛地用于解决现实世界的各种挑战,其已然成为推动人类社会发展的核心驱动力.随着人工智能系统在各行各业的迅速普及,人们对人工智能系统的可信性愈发感到担忧,其主要原因在于,传统软件系统的可信... 详细信息

人工智能系统以一种前所未有的方式,被广泛地用于解决现实世界的各种挑战,其已然成为推动人类社会发展的核心驱动力.随着人工智能系统在各行各业的迅速普及,人们对人工智能系统的可信性愈发感到担忧,其主要原因在于,传统软件系统的可信性已不足以完全描述人工智能系统的可信性.对于人工智能系统的可信性的研究,具有迫切需要.目前已有大量相关研究,且各有侧重,但缺乏一个整体性、系统性的认识.研究是一项以现有二级研究为研究对象的三级研究,旨在揭示人工智能系统的可信性相关的质量属性和实践的研究现状,建立一个更加全面的可信人工智能系统质量属性框架.收集、整理和分析2022年3月前发表的34项二级研究,识别21种与可信性相关的质量属性及可信性的度量方法和保障实践.研究发现,现有研究主要关注在安全性和隐私性上,对于其他质量属性缺乏广泛且深入的研究.对于需要跨学科协作的两个研究方向,需要在未来的研究中引起重视,一方面是人工智能系统本质上还是一个软件系统,其作为一个软件系统的可信值得人工智能和软件工程专家合作研究;另一方面,人工智能是人类对于机器拟人化的探索,如何从系统层面保障机器在社会环境下的可信,如怎样满足人本主义,值得人工智能和社会科学专家合作研究.

关键词：人工智能系统可信质量属性实践

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用户特征请求分析与处理研究综述

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软件学报 2023年第8期34卷 3605-3636页

作者：牛菲菲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) 江苏南京210093 南京大学软件学院江苏南京210093

特征请求是软件产品的真实用户在开放平台上提出的对现有特征的改进或者对新特征的请求.特征请求在一定程度上反映了用户的真实意愿,代表了用户的需求.高效、准确地分析和处理用户特征请求对于提升用户满意度、提高产品竞争力起着至关... 详细信息

特征请求是软件产品的真实用户在开放平台上提出的对现有特征的改进或者对新特征的请求.特征请求在一定程度上反映了用户的真实意愿,代表了用户的需求.高效、准确地分析和处理用户特征请求对于提升用户满意度、提高产品竞争力起着至关重要的作用.用户的广泛参与,使得特征请求成为越来越重要的需求来源.然而,特征请求在其来源、内容以及形式等方面均与传统的软件需求不同.进而将其充分应用于软件开发过程所采用的具体方法,也有别于传统的需求工程.目前已经有许多将特征请求应用于软件开发过程中的相关研究,比如特征请求的获取、分类、排序、质量评估、为特征请求推荐开发者,以及定位相关代码等.随着相关工作的不断增加,形成一个针对特征请求分析与处理研究综述的必要性日益增强.因此,调研121篇关于在软件开发过程中分析和处理特征请求的国内外学术研究论文,从将特征请求应用于软件开发过程的角度对现有成果进行系统地梳理.总结现有针对特征请求的研究主题,提出将特征请求应用于软件开发过程的处理流程,并与传统的需求工程过程进行对比.此外,深入分析在各个需求工程活动中使用的具体方法及方法之间的差别.最后,对特征请求的未来研究方向进行展望,以期为同行研究人员提供参考.

关键词：特征请求需求工程软件开发分析与处理

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基于改动树检索的拉取请求描述生成方法

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软件学报 2024年第11期35卷 5065-5082页

作者：蒋竞刘子豪张莉汪亮复杂关键软件环境全国重点实验室(北京航空航天大学) 北京100191 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023

随着开源人工智能系统规模的扩大,软件的开发与维护也变得困难.GitHub是开源社区最重要的开源项目托管平台之一,通过GitHub提供的拉取请求系统,开发者可以方便地参与到开源项目的开发.拉取请求的描述可以帮助项目核心团队理解拉取请求... 详细信息

随着开源人工智能系统规模的扩大,软件的开发与维护也变得困难.GitHub是开源社区最重要的开源项目托管平台之一,通过GitHub提供的拉取请求系统,开发者可以方便地参与到开源项目的开发.拉取请求的描述可以帮助项目核心团队理解拉取请求的内容和开发者的意图,促进拉取请求被接受.当前,存在可观比例的开发者没有为拉取请求提供描述,既增加了核心团队的工作负担,也不利于项目日后的维护工作.提出一种自动为拉取请求生成描述的方法PRSim.所提方法提取拉取请求包含的提交说明、注释更新和代码改动等特征,建立语法改动树,使用树结构自编码器编码以检索代码改动相似的其他拉取请求,参照相似拉取请求的描述,使用编码器-解码器网络概括提交说明和注释更新,生成新拉取请求的描述.实验结果表明,PRSim的生成效果在Rouge-1、Rouge-2和Rouge-L这3个指标的F1分数上分别达到36.47%、27.69%和35.37%,与现有方法LeadCM相比分别提升了34.3%、75.2%和55.3%,与方法Attn+PG+RL相比分别提升了16.2%、22.9%和16.8%,与方法PRHAN相比分别提升了23.5%、72.0%和24.8%.

关键词：拉取请求语法改动树相似度计算自动摘要开源社区

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基于两阶段意图共享的多智能体强化学习方法

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计算机学报 2023年第9期46卷 1820-1837页

作者：吴俊锋王文汪亮陶先平胡昊吴海军南京大学计算机软件新技术国家重点实验室南京210023 南京大学计算机科学技术与软件工程实验教学中心南京210023

近年来,强化学习技术在连续决策问题上展现出了强大的能力,成为机器学习领域的一个重要分支.通过强化学习技术在多智能体系统下的发展和研究,多智能体强化学习技术有望成为群体智能行为涌现的关键技术手段,但在现阶段仍有诸多科学问题... 详细信息

近年来,强化学习技术在连续决策问题上展现出了强大的能力,成为机器学习领域的一个重要分支.通过强化学习技术在多智能体系统下的发展和研究,多智能体强化学习技术有望成为群体智能行为涌现的关键技术手段,但在现阶段仍有诸多科学问题亟待解决.在多智能体强化学习领域,如何提高智能体在协作场景下的合作能力一直是一个热门研究话题.通信被认为是实现多智能体高水平协作的重要元素,因此有不少研究尝试从通信的角度入手,让智能体通过交流来实现更好的协作.现有的大部分与通信有关的多智能体强化学习领域的工作关注于部分可观测问题,在这些工作中智能体通过通信信道共享了部分局部观测.最新的一些研究开始关注如何让智能体通过共享意图来实现更好的协作.然而,在不加限制的意图共享框架下,若智能体的最终行为与原先的意图不符,则可能会对其它智能体产生误导,此时引入通信反而产生了负作用.因此需要一个新的多智能体意图共享框架,在有效利用意图信息的同时避免出现智能体间的意图误导.针对上述问题,本文基于交流意图的思想,提出了一个新的多智能体强化学习意图通信框架2SIS.在2SIS框架下,智能体在决策前需要进行两次通信,第一次通信传播意图信息,第二次通信传播意图依赖关系.两次通信结束后每个智能体各自建立起意图依赖关系图,为了避免出现意图误导,对于意图依赖关系图上被依赖的智能体,2SIS禁止其基于其它智能体的意图进行重新决策,其最终决策即为其初始意图,仅有不被依赖的智能体被允许基于意图信息重新决策.2SIS可以与任意基于值函数的强化学习算法结合实现训练.在2SIS框架下训练的智能体能够学会如何正确地建立意图依赖关系从而实现单向的意图传播,并且不存在意图误导问题.我们选用较具代表性的Double DQN算法作为基算法,在两个多智能体场景下验证了所提出方法的有效性.有效性实验结果表明,相比于无通信以及广播式通信意图方式训练的智能体,2SIS框架下训练的智能体在收敛速度以及最终累积奖赏上有明显提升.为了验证性能的提升来自于本文提出的方法,我们额外组织了消融实验,对方法的关键部分进行了控制变量,消融实验的结果说明2SIS框架下训练的智能体能够正确选择依赖对象是性能提升的关键.最后我们组织了参数实验来说明本文引入的超参数会对训练过程产生怎样的影响以及如何为该参数选取一个合适的值.

关键词：多智能体系统深度强化学习深度多智能体强化学习通信意图共享协作

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一种基于威胁模型的安全测试用例生成框架和工具

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软件学报 2024年第10期35卷 4573-4603页

作者：付昌兰张贺李凤龙匡宏宇南京大学软件学院江苏南京210023 计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学) 江苏南京210023 华为云计算技术有限公司浙江杭州310053

近年来,软件系统安全问题正引发越来越多的关注,系统存在的安全威胁容易被攻击者所利用,攻击者通常采用各种攻击技术诸如口令暴力破解、网络钓鱼、SQL注入等对系统进行攻击.威胁建模是一种结构化分析、识别并处理威胁的方法,传统的测试... 详细信息

近年来,软件系统安全问题正引发越来越多的关注,系统存在的安全威胁容易被攻击者所利用,攻击者通常采用各种攻击技术诸如口令暴力破解、网络钓鱼、SQL注入等对系统进行攻击.威胁建模是一种结构化分析、识别并处理威胁的方法,传统的测试主要集中在测试代码缺陷,处于软件开发后期,不能很好地对接前期威胁建模分析成果以构建安全的软件,业界威胁建模工具缺少进一步生成安全测试的功能.为了应对此问题,提出一种从威胁模型生成安全测试用例的框架,并设计和实现工具原型.为了便于测试,对传统的攻击树模型进行改进,对构建的模型进行规范性检查,从该模型中可以自动生成测试线索.根据攻击节点发生概率对测试线索进行评估,优先检测概率较高的威胁的测试线索.对防御节点进行评估,选择收益性较高的防御方案缓解威胁,以改进系统安全设计.通过为攻击节点设置参数可以将测试线索转换成具体的测试用例.在软件开发早期阶段以威胁建模识别出的威胁作为输入,通过框架和工具可以生成测试,指导后续的安全开发和安全测试设计,将安全技术更好地嵌入到软件设计和开发之中.案例研究部分将该框架和工具运用于极高危风险的安全测试生成,并说明了其有效性.

关键词：威胁模型威胁建模攻击树模型测试用例生成测试线索

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