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3 2015 科 年 报 二 一 六 年 五 月 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 科 处 编

4 编 委 任 : 孙 凝 晖 编 委 : 李 锦 涛 隋 雪 青 陈 熙 霖 程 学 旗 编 : 罗 瑞 丽 责 任 编 辑 : 吴 金 凤 编 辑 : 孙 愿 李 丹 梁 丽 支 天 通 讯 员 : 董 慧 何 玉 晓 王 春 颖 黄 治 孙 晓 茜 李 晓 宇 田 卫 平 何 文 静 宋 艳 梅 任 菲

5 计 算 所 简 介 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 ( 简 称 计 算 所 ) 创 建 于 1956 年, 是 中 国 第 一 个 专 门 从 事 计 算 机 科 学 技 术 综 合 性 究 的 学 术 机 构 计 算 所 制 功 了 我 国 第 一 台 通 用 数 字 电 子 计 算 机, 并 形 了 我 国 高 性 能 计 算 机 的 发 基 地, 我 国 首 枚 通 用 CPU 芯 片 也 诞 生 在 这 里 在 过 去 的 五 十 多 年 里, 计 算 所 是 我 国 计 算 机 事 业 的 摇 篮 一 直 到 2030 年, 计 算 所 的 定 位 是 建 引 领 创 新 型 战 略 高 技 术 究 所, 保 障 国 家 信 息 安 全, 引 领 产 业 技 术 方 向, 为 中 国 计 算 机 产 业 人 才 技 术 的 源 头 在 计 算 技 术 学 科 的 计 算 机 系 统 网 络 智 能 技 术 三 个 究 领 域, 开 以 体 系 结 构 算 法 为 特 色 的 学 术 究 技 术 创 新 技 术 应 用 技 术 转 移, 重 点 在 龙 芯 处 理 器 曙 光 高 性 能 计 算 机 天 玑 网 络 数 据 引 擎 上 取 得 重 大 突 破 截 至 2015 年 底, 计 算 所 获 得 国 家 院 市 部 级 科 技 奖 励 219 项, 其 中, 国 家 级 科 技 奖 励 47 项 ( 含 非 第 一 完 单 位 10 项 ), 院 市 部 级 科 技 奖 励 172 项 ( 含 非 第 一 完 单 位 13 项 ) 计 算 所 坚 持 基 础 性 战 略 性 前 瞻 性 的 三 性 原 则, 坚 持 新 时 期 办 院 方 针, 以 跻 身 国 际 前 沿, 关 注 国 计 民 生, 引 领 中 国 信 息 产 业 为 己 任, 落 实 创 新 求 实 的 理 念, 率 先 为 世 界 一 流 的 科 学 术 机 构

6 目 录 年 度 科 概 况 1 科 5 重 点 / 重 大 科 任 务 5 海 云 计 算 系 统 关 键 技 术 系 统 究 5 神 经 网 络 处 理 器 结 构 设 计 及 应 用 究 7 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 9 医 学 影 像 大 数 据 可 计 算 性 科 学 问 题 关 键 技 术 究 11 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 平 台 13 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 审 计 平 台 15 面 向 LTE-Advanced 的 终 端 软 基 带 技 术 17 面 向 C-RAN 的 低 功 耗 通 用 处 理 器 平 台 发 20 面 向 服 务 的 未 来 互 联 网 体 系 结 构 机 制 究 22 网 络 大 数 据 计 算 的 基 础 理 论 及 其 应 用 究 24 E 级 超 级 计 算 机 新 型 体 系 结 构 及 关 键 技 术 路 线 究 27 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 究 29 高 精 度 低 本 低 功 耗 的 海 水 电 导 率 传 感 器 究 设 计 31 基 于 信 息 流 的 多 粒 度 云 安 全 管 控 追 责 技 术 33 云 环 境 下 的 图 像 视 频 群 体 协 同 表 达 处 理 35 在 线 社 会 关 系 网 络 的 挖 掘 分 析 37 动 态 可 配 置 的 压 缩 感 知 像 系 统 39 数 据 并 行 线 程 并 行 合 一 的 可 伸 缩 处 理 器 体 系 结 构 41 高 效 通 用 数 据 中 心 体 系 结 构 究 43 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 结 构 45 差 错 容 忍 计 算 器 件 基 础 理 论 方 法 46 面 向 气 候 和 湍 流 模 拟 的 百 万 量 级 异 构 众 核 可 扩 并 行 算 法 优 化 方 法 48 大 数 据 结 构 关 系 的 度 量 简 约 计 算 50 Web 信 息 检 索 数 据 挖 掘 52 多 媒 体 内 容 分 析 54 煤 矿 信 息 化 关 键 技 术 及 集 装 备 联 合 发 基 地 56 新 华 社 713 实 验 室 技 术 究 项 目 - 大 数 据 智 能 信 息 处 理 58 究 方 向 科 60 获 奖 72 视 觉 模 式 的 局 部 建 模 及 非 线 性 特 征 获 取 理 论 方 法 究 72 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 处 理 关 键 技 术 及 应 用 74 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 关 键 技 术 及 应 用 76 结 题 验 收 的 代 表 性 78 高 通 量 计 算 系 统 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 及 云 服 务 应 用 78 3D 内 容 视 觉 获 取 技 术 及 设 备 80 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 82 理 论 计 算 机 科 学 85 计 算 机 体 系 结 构 87 视 觉 模 式 分 析 识 别 88 大 规 模 图 像 的 内 容 分 析 理 解 及 其 智 能 服 务 技 术 89 多 核 编 程 框 架 究 项 目 91 面 向 残 疾 人 信 息 化 的 远 程 维 权 终 端 系 统 93 基 础 究 项 目 群 95 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 的 验 证 究 97 科 基 地 99 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 99 移 动 计 算 新 型 终 端 北 京 市 重 点 实 验 室 102 中 科 院 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 105 中 科 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 107 学 术 活 动 109 知 识 产 权 119 学 位 论 文 140

7 年 度 科 概 况 年 度 科 概 况 一 承 担 课 题 概 况 2015 年, 计 算 所 共 有 在 项 目 781 项 ( 包 括 新 增 项 目 214 项 ) 其 中, 持 或 参 中 科 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项 课 题 A 类 1 项 B 类 3 项 ( 新 增 ) 中 科 院 STS 项 目 3 项 ( 新 增 1 项 ) 院 重 点 部 署 项 目 5 项 ( 新 增 1 项 ); 持 或 参 工 信 部 国 家 重 大 科 技 专 项 课 题 34 项 ( 新 增 2 项 ); 持 科 技 部 国 家 973 项 目 3 项 承 担 课 题 22 项 ( 新 增 2 项 ), 持 或 参 科 技 部 国 家 863 课 题 44 项 ( 新 增 14 项 ) 国 家 科 技 支 撑 课 题 17 项 ( 新 增 3 项 ); 持 国 家 自 然 科 学 基 金 委 创 新 群 体 项 目 1 项 重 大 项 目 1 项 重 点 类 项 目 9 项 ( 新 增 5 项 ) 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 项 目 1 项 优 秀 青 年 科 学 基 金 项 目 4 项 ; 承 担 横 向 项 目 200 余 项 二 圆 满 完 所 层 面 战 略 性 工 作 2015 年, 中 科 院 对 计 算 所 十 二 五 期 间 一 三 五 任 务 完 情 况 的 评 价 是 : 定 位 准 确 合 理, 布 局 合 理, 高 质 量 完 目 标 任 务, 取 得 了 有 重 大 影 响 的, 保 障 措 施 重 大 改 革 举 措 合 理 其 中, 重 大 突 破 曙 光 高 性 能 计 算 机 被 评 为 优 秀 突 破, 重 点 培 育 云 计 算 服 务 器 被 评 为 优 秀 培 育, 科 技 布 局 组 织 模 式 被 评 为 亮 点 工 作 作 为 科 教 融 合 单 元 承 办 国 科 大 计 算 机 控 制 学 院, 一 年 来, 工 作 已 经 步 入 正 轨 建 立 了 院 务 会 学 术 委 员 会 教 学 委 员 会, 立 了 教 室, 出 台 了 计 算 机 控 制 学 院 管 理 条 例 制 定 了 本 科 生 课 程 体 系, 建 了 一 批 核 心 精 品 课 程 并 修 订 完 善 了 究 生 课 程 体 系, 规 范 了 教 材 开 设 了 2 门 公 共 必 修 课 3 门 专 业 基 础 课 4 次 科 学 讲 座 创 新 究 院 申 请 获 得 批 准 立 项, 入 方 案 论 证 阶 段 按 照 院 里 的 统 一 部 署, 开 始 制 定 计 算 所 的 十 三 五 战 略 规 划 三 基 础 究 再 夺 硕 国 家 基 金 委 创 新 群 体 项 目 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 功 获 得 6 年 晋 级 9 年 的 延 续 支 持 科 技 部 973 项 目 高 通 量 计 算 系 统 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 云 服 务 应 用 顺 利 通 过 科 技 部 验 收 基 础 前 沿 究 在 细 分 领 域 走 在 了 世 界 最 前 列 首 个 深 度 神 经 网 络 处 理 器 寒 武 纪, 每 秒 能 处 理 160 亿 神 经 元 和 2.56 万 亿 突 触,65nm 验 证 片 比 Intel Xeon-E5 能 效 比 提 升 100 倍, 在 1 年 度 科 概 况

8 年 度 科 概 况 2015 科 年 报 2015 年 就 形 了 十 余 篇 CCF A 类 顶 级 国 际 会 议 / 期 刊 论 文, 突 破 本 领 域 最 高 期 刊 TOCS( 大 陆 首 次 ), 入 选 了 Communication of the ACM 评 出 的 究 焦 点 ( 大 陆 首 次 ), 并 受 到 了 Intel 斯 坦 福 大 学,UCLA 苏 黎 世 理 工 等 欧 美 高 水 平 机 构 的 广 泛 引 用, 开 创 的 究 方 向 吸 引 了 领 域 顶 会 ISCA 5% 的 投 稿 2015 年 在 基 础 究 方 面 取 得 的 包 括 :(1) 面 向 5G 的 超 级 基 站 究 连 续 10 个 月 在 领 域 顶 刊 IEEE Wireless Communications Letters 月 下 载 量 排 名 TOP10;(2) 人 体 运 动 虚 拟 仿 真 发 表 在 ACM SIGGRAPH 2015, 同 时 全 文 被 ACM Transaction On Graphics 期 刊 收 录 ( 中 科 院 一 区 );(3) 高 通 量 冷 冻 电 镜 数 据 处 理 发 表 在 Journal of Structural Biology 上, 相 关 软 件 Markerauto 在 生 物 物 理 所 清 华 大 学 UCSD NCMIR 等 国 内 外 20 余 家 单 位 安 装 应 用 ;(4) 面 向 NVM 存 的 数 据 管 理 究 发 表 在 VLDB;(5) 社 会 媒 体 大 数 据 传 播 分 析 的 发 表 在 Science PNAS SIGIR WWW AAAI 上, 近 两 年 被 包 括 Nature Science 等 刊 物 引 用 300 余 次 ;(6) 在 多 个 竞 赛 中 取 得 优 异 绩, 如 获 得 阿 里 大 规 模 图 像 搜 索 竞 赛 第 1 名 ; 获 得 ICCV2015 举 办 的 社 会 事 件 分 类 竞 赛 第 1 名 和 表 观 年 龄 估 计 竞 赛 第 2 名 ; 获 得 FG2015 举 办 的 视 频 人 脸 识 别 竞 赛 第 1 名 ; 获 得 IJCAI 数 据 挖 掘 竞 赛 第 1 名 ; 获 得 NIST 汉 英 机 器 翻 译 竞 赛 第 4 名 ; 获 得 ImageNet 视 觉 识 别 竞 赛 第 4 名 目 的 法 人 建 设 单 位, 将 承 担 SDN 干 网 络 总 体 设 计 核 心 设 备 制 联 邦 试 验 管 理 系 统 制 等 重 工 作 面 向 服 务 未 来 网 络 体 系 结 构 在 网 络 模 型 路 由 机 制 取 得, 在 CCF A 类 会 议 期 刊 发 表 10 多 篇 学 术 论 文, 相 关 关 键 技 术 在 工 业 界 逐 步 得 到 应 用, 仅 华 为 2015 年 就 本 方 向 启 动 了 8 项 合 作 究 项 目,TCP 优 化 协 议 已 经 在 华 为 4K 高 清 项 目 获 得 应 用, 吞 吐 量 提 升 了 7 倍 以 服 务 路 由 器 为 基 础, 正 相 关 单 位 合 作 制 星 载 路 由 器 五 移 动 通 信 技 术 取 得 系 统 性 面 向 天 地 一 体 化 信 息 网 络 的 重 大 需 求, 形 从 地 面 终 端 基 站 到 测 试 系 统 的 地 面 系 统 整 套 核 心 装 备, 并 功 应 用 于 某 卫 星 通 信 系 统 2015 年 卫 星 终 端 芯 片 流 片 功, 同 时 完 了 专 用 测 试 系 统 的 制, 用 于 终 端 和 芯 片 的 认 证 测 试 六 海 洋 数 据 融 合 系 统 脱 颖 而 出 面 向 海 洋 信 息 化, 制 的 海 洋 数 据 融 合 系 统 汇 聚 全 球 近 百 万 船 只 实 时 船 位 数 据 海 洋 水 文 气 象 数 据, 全 球 船 只 档 案 数 据 近 五 年 历 史 航 迹 及 海 洋 锚 地 水 道 码 头 气 象 等 数 据, 来 自 20 多 颗 海 洋 观 测 卫 星 16 个 国 际 地 面 站 及 数 千 岸 基 站 信 息, 通 过 数 据 清 洗 特 征 抽 取 特 征 关 联 异 常 发 现 及 目 标 融 合 处 理 等 关 键 技 术, 形 按 时 间 区 域 船 型 国 别 行 业 等 定 制 实 时 分 发 能 力, 可 为 海 军 海 警 渔 政 海 关 等 涉 海 重 大 应 用 提 供 数 据 引 擎 四 未 来 网 络 究 迈 上 新 台 阶 计 算 所 作 为 单 位 共 建 的 江 苏 未 来 网 络 创 新 究 院, 为 国 家 重 大 科 技 基 础 设 施 CENI 项 七 高 通 量 DPU 取 得 可 喜 DPU-m 芯 片 面 向 数 据 中 心 的 视 频 编 解 码 应 用, 片 上 集 高 效 的 视 频 编 解 码 单 元, 以 较 低 功 2

9 年 度 科 概 况 耗 提 供 超 高 性 能, 在 高 密 度 视 频 处 理 场 景 下, 跟 Intel 方 案 相 比, 在 芯 片 级 具 有 20 倍 以 上 的 能 效 比, 在 系 统 级 具 有 50 倍 以 上 的 能 效 比 通 过 国 家 网 络 安 全 中 心 合 作,DPU-m 加 速 卡 入 高 通 量 视 频 监 控 平 台 ; 通 过 歌 华 有 线 视 博 云 公 司 合 作, 推 出 了 高 通 量 有 线 电 视 平 台 八 创 新 人 才 不 断 涌 现 陈 熙 霖 究 员 当 选 IEEE Fellow, 张 勇 东 究 员 入 选 国 家 基 金 委 杰 青, 韩 银 和 究 员 侯 锐 究 员 陈 天 石 副 究 员 入 选 国 家 基 金 委 优 青, 陈 云 霁 究 员 入 选 2015 年 度 MIT TR35( 全 球 35 位 35 岁 以 下 杰 出 青 年 创 新 者 ), 蒋 树 强 究 员 入 选 中 组 部 万 人 青 年 拔 尖 人 才 计 划, 程 学 旗 究 员 和 季 统 凯 高 工 入 选 科 技 部 创 新 人 才 推 计 划, 程 学 旗 究 员 和 谢 高 岗 究 员 入 选 百 千 万 人 才 工 程 国 家 级 人 选, 山 世 光 究 员 获 CCF 青 年 科 学 家 奖 引 的 孙 贤 和 教 授 入 选 国 家 千 人 计 划 B 类, 李 炼 究 员 获 得 中 科 院 百 人 计 划 择 优 资 助, 此 外, 今 年 还 引 了 王 元 陶 究 员, 欧 阳 文 涛 韩 琥 郭 琦 三 位 副 究 员 和 刘 宇 航 助 理 究 员 等 海 外 人 才 九 科 技 奖 励 硕 累 累 2015 年 获 得 的 科 技 奖 励 包 括 :(1) 视 觉 模 式 的 局 部 建 模 及 非 线 性 特 征 获 取 理 论 方 法 究 获 得 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 ;(2) 32 位 星 载 容 错 控 制 计 算 机 系 统 关 键 技 术 及 应 用 获 得 国 家 科 技 步 二 等 奖 ( 第 二 完 单 位 );(3) 基 于 大 数 据 的 互 联 网 机 器 翻 译 核 心 技 术 及 产 业 化 获 得 国 家 科 技 步 二 等 奖 ( 第 五 完 单 位 ); (4) 普 适 计 算 关 键 技 术 及 支 撑 平 台 获 得 国 家 科 技 步 二 等 奖 ( 第 六 完 单 位 );(5) 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 处 理 关 键 技 术 及 应 用 获 得 北 京 市 科 学 技 术 奖 ( 技 术 发 明 类 ) 二 等 奖 ;(6) 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 关 键 技 术 及 应 用 获 得 北 京 市 科 学 技 术 奖 ( 社 会 公 益 类 ) 二 等 奖 ;(7) 互 联 网 支 付 体 系 风 险 防 控 的 行 为 分 析 技 术 及 应 用 获 得 上 海 市 科 技 步 一 等 奖 ( 第 三 完 单 位 );(8) 龙 芯 处 理 器 抗 辐 照 设 计 关 键 技 术 获 得 CCF 科 技 步 一 等 奖 ;(9) 大 数 据 挖 掘 算 法 云 服 务 获 得 吴 文 俊 人 工 智 能 科 学 技 术 二 等 奖 此 外, 一 种 四 路 服 务 器 板 获 得 国 家 知 识 产 权 局 中 国 专 利 奖 ( 优 秀 奖 ) 十 技 术 转 移 全 面 开 花 计 算 所 今 年 为 中 科 晶 上 公 司 和 中 科 天 玑 公 司 分 别 融 资 4000 万 和 1.5 亿 龙 芯 中 科 公 司 销 售 首 次 过 亿 元, 实 现 盈 利 ; 龙 芯 3B 占 据 党 政 公 文 办 公 一 期 试 点 85% 以 上 份 额, 销 售 芯 片 1 万 多 颗 ; 龙 芯 1H 耐 175 超 高 温, 是 石 油 勘 探 钻 头 的 专 用 芯 片, 打 破 了 国 外 的 垄 断 曙 光 公 司 合 作 制 了 地 球 系 统 数 值 模 拟 系 统 原 型 硅 立 方, 在 北 京 中 关 村 软 件 园 正 式 落, 原 型 系 统 的 建 设 为 国 家 大 装 置 的 建 设 提 供 了 坚 实 的 基 础 基 于 SimICT 平 台 的 模 拟 产 品 在 航 天 领 域 的 应 用 一 步 取 得 突 破, 为 我 国 自 制 航 天 操 作 系 统 提 供 验 证 设 计 平 台 中 科 睿 芯 公 司 荣 获 首 届 德 勤 - 中 关 村 明 日 之 星 奖 中 科 蓝 鲸 公 司 面 向 全 球 提 供 大 数 据 存 储 产 品 及 解 决 方 案, 服 务 超 过 80 多 个 国 家 的 海 外 用 户, 在 意 大 利 国 家 电 视 台 (RAI) 和 瑞 士 SwissTV 部 署 容 量 约 500TB, 服 务 超 过 3 万 个 用 户, 在 印 度 ViaCom18 集 团 部 署 容 量 超 过 1PB 在 鼓 励 创 新 创 业 方 面, 有 9 位 员 工 行 创 业 3 年 度 科 概 况

10 年 度 科 概 况 2015 科 年 报 或 参 创 业 团 队, 计 算 所 向 下 属 企 业 输 送 了 12 位 员 工 抓 住 新 的 促 科 技 转 化 法 10 月 1 日 颁 布 实 施 的 机 遇, 以 180 万 的 总 价 功 出 售 9 件 专 利 华 为 联 合 实 验 室 2015 年 新 达 项 目 9 项, 额 度 超 过 2700 万 十 一 分 所 工 作 服 务 创 新 驱 动 战 略 浙 江 分 所 以 高 性 能 永 磁 交 流 伺 服 电 机 为 市 场 切 入 口, 配 套 发 了 电 机 的 核 心 部 件 自 伺 服 驱 动, 形 数 字 化 工 厂 核 心 体 系, 年 销 售 超 过 数 万 台 济 宁 分 所 开 发 的 G+ 智 慧 家 居 战 略 平 台 是 支 持 格 兰 仕 全 品 系 家 电 的 云 接 入 服 务 平 台, 依 托 智 城 云 数 据 中 心 能 实 现 百 万 级 并 发 智 能 家 居 宁 波 分 所 创 客 空 间 激 发 了 宁 波 地 区 的 创 新 基 因, 打 造 了 创 新 氛 围 太 仓 分 所 奥 视 佳 数 字 影 棚 以 绿 幕 棚 为 基 础, 解 决 了 前 期 拍 摄 后 期 制 作 的 分 离 问 题, 先 后 支 持 了 央 视 第 N 度 空 间, 湖 南 卫 视 偶 像 来 了, TFboy MV 等 节 目 的 拍 摄 十 二 国 际 合 作 交 流 日 益 活 跃 计 算 所 支 持 鼓 励 科 人 员 既 走 出 去, 参 加 各 类 学 术 会 议, 又 请 来, 邀 请 国 内 外 知 名 学 者 到 计 算 所 来 交 流 讨 论, 举 办 高 水 平 国 际 学 术 会 议 等 本 年 度 出 访 196 人 次, 参 加 各 类 国 际 学 术 会 议 109 人 次 并 作 报 告 111 人 次 ; 邀 请 国 内 外 知 名 学 者 来 所 作 学 术 报 告 86 人 次, 举 办 4 场 国 际 学 术 会 议 ; 程 学 旗 究 员 应 邀 担 任 WSDM'15 大 会 席, 陈 云 霁 究 员 应 邀 将 担 任 ASPLOS 2017 大 会 席 ; 继 续 引 国 外 专 家 和 青 年 学 者 开 合 作 究,2015 年 引 了 比 利 时 的 Mathy Laurent 教 授, 被 纳 入 中 科 院 国 际 人 才 项 目 访 问 学 者 计 划 此 外, 计 算 所 科 人 员 还 积 极 承 担 或 参 国 家 基 金 委 和 科 技 部 的 相 关 国 际 合 作 项 目 创 新 人 才 创 新 文 化 创 新 环 境 4

11 海 云 计 算 系 统 关 键 技 术 系 统 究 科 重 点 / 重 大 科 任 务 海 云 计 算 系 统 关 键 技 术 系 统 究 海 云 计 算 系 统 关 键 技 术 系 统 究 为 中 国 科 学 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项 A 类 项 目 课 题 ( 批 准 号 :XDA ), 起 止 时 间 是 2012 年 1 月 至 2016 年 12 月 以 云 计 算 模 式 为 核 心 的 现 有 信 息 服 务 系 统 在 数 据 处 理 性 能 和 能 耗 方 面 无 法 应 对 由 终 端 规 模 急 剧 增 长 所 带 来 的 挑 战 为 适 应 人 - 机 - 物 三 元 融 合 的 趋 势, 以 建 立 感 知 中 国 信 息 网 络 为 背 景, 本 任 务 提 出 海 云 计 算 系 统 的 理 念 和 关 键 技 术, 搭 建 海 端 和 云 端 设 备 共 同 参 任 务 执 行 的 计 算 系 统, 用 以 构 筑 一 个 海 云 协 同 计 算 和 数 据 处 理 环 境, 从 而 为 实 现 计 算 处 理 系 统 千 倍 效 能 比 提 升 的 目 标 探 索 一 条 有 益 途 径 2015 年, 本 课 题 在 计 算 领 域 取 得 了 国 际 领 先 的 技 术 突 破, 产 生 了 重 的 学 术 影 响 和 产 业 影 响 首 先, 通 过 可 重 塑 处 理 器 设 计 思 路, 在 国 际 上 首 次 验 证 了 性 能 功 耗 比 提 升 千 倍 (1000 GOPS/W) 的 可 行 性, 从 部 件 层 次 破 解 了 性 能 能 耗 挑 战 在 2015 年 可 重 塑 处 理 器 功 行 功 能 测 试 片 流 片, 采 用 65nm 工 艺, 功 耗 不 超 过 20 瓦 完 了 基 于 FPGA 的 可 重 塑 处 理 器 样 机, 能 运 行 CNN/MLP/DNN 类 神 经 网 络 算 法, 相 比 流 CPU 提 高 了 100 倍 性 能 功 耗 比 其 次, 在 2015 年 海 云 服 务 器 持 续 行 关 键 技 术 优 化 和 系 统 集 通 过 消 息 式 内 存 一 体 化 存 储 数 据 中 心 网 络 资 源 按 需 管 理 可 编 程 体 系 结 构 及 资 源 共 享 互 连 等 技 术 原 型, 用 以 缓 解 数 据 中 心 资 源 利 用 率 低, 应 对 应 用 多 样 性, 提 高 数 据 中 心 服 务 器 内 部 各 组 件 及 整 体 性 能 其 中, 采 用 消 息 式 内 存 的 程 序 执 行 速 度 达 到 标 准 DDR3 总 线 的 4 倍 为 降 低 远 程 资 源 的 访 问 开 销, 海 云 服 务 器 提 出 了 支 持 细 粒 度 粗 粒 度 全 局 高 效 共 享 访 问 的 远 程 设 备 资 源 访 问 机 制, 结 表 明 在 自 FPGA 平 台 上 应 用 级 别 跨 芯 片 内 存 访 问 的 通 路 延 迟 性 能 优 于 商 业 高 端 互 连 系 统 第 三, 海 云 存 储 完 高 可 靠 低 冗 余 开 销 5 科

12 科 2015 科 年 报 高 访 问 性 能 的 网 络 盘 阵 系 统, 空 间 冗 余 开 销 相 比 谷 歌 GFS 的 3 倍 降 低 了 1.66 倍 通 过 将 冗 余 处 理 用 户 IO 访 问 解 耦, 以 副 本 的 方 式 处 理 用 户 写, 在 后 台 异 步 低 开 销 转 换 为 纠 删 码 方 式 存 储, 避 免 了 纯 纠 删 码 固 有 的 低 访 问 性 能 冷 数 据 冗 余 转 化 高 额 的 性 能 开 销, 有 效 解 决 了 存 储 系 统 的 高 可 靠 高 性 能 及 存 储 资 源 利 用 率 三 大 目 标 间 的 矛 盾 问 题 该 系 统 已 达 到 产 品 级 可 应 用 的 熟 形 态, 在 电 信 环 境 中 已 有 应 用, 并 获 得 了 包 括 Intel 的 国 内 外 投 资 人 的 投 资 上 述 部 分 科 已 发 表 于 2015 年 的 ISCA ASPLOS CGO 等 多 个 顶 级 国 际 会 议, 申 请 了 多 项 国 内 外 专 利, 其 中 代 表 性 工 作 参 了 2015 年 8 月 的 院 先 导 中 期 检 查 示, 并 获 得 了 由 国 内 知 名 高 校 和 相 关 行 业 的 院 士 和 专 家 所 组 的 评 审 专 家 组 高 度 认 可 图 年 8 月 院 先 导 中 期 检 查 示 现 场 图 2 可 重 塑 处 理 器 功 能 验 证 片 样 片 图 3 海 云 存 储 高 可 靠 网 络 盘 阵 系 统 6

13 神 经 网 络 处 理 器 结 构 设 计 及 应 用 究 重 点 / 重 大 科 任 务 神 经 网 络 处 理 器 结 构 设 计 及 应 用 究 神 经 网 络 处 理 器 结 构 设 计 及 应 用 究 是 中 国 科 学 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项 B 类 项 目 子 课 题 ( 批 准 号 :XDB ), 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 度, 在 神 经 网 络 处 理 器 体 系 结 构 究 设 计 实 现 及 测 试 等 方 面 行 了 探 索 究, 取 得 了 一 系 列, 完 了 预 期 目 标 下 面 介 绍 本 项 目 各 课 题 本 年 度 取 得 的 突 出 在 本 项 目 中 的 神 经 网 络 处 理 器 的 编 程 关 键 技 术 究 中, 本 项 目 究 了 如 何 让 程 序 员 克 服 编 程 墙, 方 便 地 让 多 个 处 理 器 核 高 效 协 同 工 作 深 度 神 经 网 络 规 模 大 结 构 复 杂, 不 可 能 直 接 映 射 到 处 理 器 上 行 运 算, 而 需 分 块 分 时 映 射 到 不 同 处 理 器 核 行 处 理 不 当 的 分 块 方 案 可 能 影 响 整 个 处 理 器 的 实 际 性 能, 而 普 通 程 序 员 直 接 对 神 经 网 络 行 分 块 很 难 获 得 好 的 效 率 因 此, 我 们 提 出 了 自 动 化 分 块 调 度 技 术 以 解 决 上 述 问 题, 通 过 对 神 经 网 络 算 法 的 自 动 化 分 析, 提 取 出 数 据 重 用 特 性, 以 此 为 基 础 行 分 块 在 2015 年 度, 本 项 目 在 核 心 科 学 问 题 的 究 方 面 完 了 预 期 目 标 共 发 表 论 文 14 篇, 其 中,SCI 收 录 11 篇, 包 括 IEEE Transactions on Computers IEEE Micro ACM Transactions on Architecture and Code IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems ACM Transactions on Design Automation of Electronic IEEE Transactions on Circuits and Systems IEEE Transactions on Evolutionary Computation IEEE Transactions on Parallel and Distributed 等 国 际 期 刊 和 ISCA The International Symposium on Code Generation and Optimization Design Automation & Test in Europe 等 国 际 会 议 申 请 并 受 理 发 明 专 利 15 项 所 取 得 的 阶 段 性 究 对 本 项 目 明 年 的 究 奠 定 了 坚 实 基 础 产 生 的 学 术 影 响 : 2015 年, 在 神 经 网 络 处 理 器 结 构 设 计 这 一 领 域 的 不 同 方 面 行 了 深 入 究 其 中 发 表 的 14 篇 文 章 中, 包 括 了 CCF 的 A 类 国 际 学 术 期 刊 TOCS 一 篇,TOC 两 篇,TCAD 一 篇,CCF 的 B 类 国 际 学 术 期 刊 TACO 一 篇,TODAES 一 篇, 发 7 科

14 科 2015 科 年 报 表 的 国 际 会 议 文 章 包 括 了 CCF 的 A 类 国 际 会 议 ISCA 一 篇,ASPLOS 一 篇,MICRO 一 篇,CCF 的 B 类 国 际 会 议 DATE 一 篇 这 些 发 表 在 国 际 顶 级 期 刊 和 会 议 上 的 众 多 文 章, 具 有 很 大 影 响 力 因 此 陈 云 霁 究 员 入 选 2015 年 度 MIT TR35, 并 受 邀 担 任 了 CCF 的 A 类 国 际 会 议 国 际 微 体 系 结 构 会 议 (MICRO) 程 序 委 员 会 员 和 IEEE 国 际 计 算 机 体 系 结 构 (ISCA) 技 术 程 序 委 员 会 员 其 中 在 神 经 网 络 处 理 器 的 体 系 结 构 究 中 的 产 生 的 论 文 PuDianNao: A Polyvalent Machine Learning Accelerator 发 表 在 了 ASPLOS 2015(CCF 评 级 A 类 的 国 际 会 议 ) 上, 在 已 有 的 面 向 单 一 场 景 和 单 一 算 法 的 神 经 网 络 处 理 器 的 基 础 上, 选 择 差 异 化 的 算 法 行 加 速, 并 根 据 了 算 法 的 计 算 模 式 和 数 据 局 部 性 行 了 体 系 结 构 加 速 设 计, 设 计 出 的 加 速 器 架 构 可 以 适 用 于 通 用 神 经 网 络 处 理 应 用 中 另 两 篇 论 文 ShiDianNao: shifting vision processing closer to the sensor 和 Neuromorphic Accelerators: A Comparison Between Neuroscience and Machine-Learning Approaches 发 表 在 了 ISCA 2015(CCF 评 级 A 类 的 国 际 会 议 ) 和 MICRO 2015(CCF 评 级 A 类 的 国 际 会 议 ) 上, 其 针 对 于 特 定 相 关 神 经 网 络 应 用 领 域 行 了 加 速, 取 得 了 突 出 以 上 在 神 经 网 络 处 理 器 领 域 的 究 取 得 了 突 出 性 的, 在 热 门 的 人 工 智 能 领 域 究 的 体 系 结 构 设 计 领 域, 得 到 了 国 内 外 同 行 的 认 可 坚 持 基 础 性 战 略 性 前 瞻 性 的 三 性 原 则 8

15 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 重 点 / 重 大 科 任 务 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 是 中 国 科 学 院 国 际 合 作 局 对 外 合 作 重 点 项 目 ( 批 准 号 :171111KYSB ), 起 止 时 间 是 2014 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 度, 在 非 精 确 计 算 的 高 能 效 加 速 器 的 结 构 设 计 原 理 方 法, 以 及 之 相 适 应 的 编 程 方 法 和 系 统 等 方 面 行 了 探 索 究, 取 得 了 一 系 列, 完 了 预 期 目 标 下 面 介 绍 本 项 目 各 课 题 本 年 度 取 得 的 突 出 在 2015 年 度, 在 面 向 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 领 域 中, 对 于 误 差 传 播 理 论 模 型, 误 差 控 制 方 法 和 误 差 反 推 技 术 行 了 深 入 究 通 过 误 差 的 局 部 化, 确 保 在 非 精 确 电 路 达 到 一 定 规 模 的 前 提 下 依 然 能 将 误 差 控 制 在 给 定 范 围 内 实 现 了 通 过 对 电 路 的 行 为 的 究, 从 而 了 解 误 差 的 传 播 规 律, 并 能 根 据 加 速 器 的 最 终 误 差 输 出, 结 合 加 速 器 结 构, 反 推 出 各 个 子 模 块 边 界 处 的 误 差 累 计 情 况 在 2015 年 度, 本 项 目 在 核 心 科 学 问 题 的 究 方 面 完 了 预 期 目 标 共 发 表 论 文 14 篇, 其 中,SCI 收 录 11 篇, 包 括 IEEE Transactions on Computers IEEE Micro ACM Transactions on Architecture and Code IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems ACM Transactions on Design Automation of Electronic IEEE Transactions on Circuits and Systems IEEE Transactions on Evolutionary Computation IEEE Transactions on Parallel and Distributed 等 国 际 期 刊 和 ISCA The International Symposium on Code Generation and Optimization Design Automation & Test in Europe 等 国 际 会 议 申 请 并 受 理 发 明 专 利 15 项 所 取 得 的 阶 段 性 究 对 本 项 目 明 年 的 究 奠 定 了 坚 实 基 础 产 生 的 学 术 影 响 : 2015 年, 在 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 这 一 领 域 的 不 同 方 面 行 了 深 入 究 其 中 发 表 的 14 篇 文 章 中, 包 括 了 CCF 的 A 类 国 际 学 术 期 刊 TOCS 一 篇,TOC 两 篇,TCAD 一 篇, CCF 的 B 类 国 际 学 术 期 刊 TACO 一 篇,TODAES 一 篇, 发 表 的 国 际 会 议 文 章 包 括 了 CCF 的 A 类 9 科

16 科 2015 科 年 报 国 际 会 议 ISCA 一 篇,ASPLOS 一 篇,MICRO 一 篇,CCF 的 B 类 国 际 会 议 DATE 一 篇 这 些 发 表 在 国 际 顶 级 期 刊 和 会 议 上 的 众 多 文 章, 具 有 很 大 影 响 力 因 此 陈 云 霁 究 员 入 选 2015 年 度 MIT TR35, 并 受 邀 担 任 了 CCF 的 A 类 国 际 会 议 国 际 微 体 系 结 构 会 议 (MICRO) 程 序 委 员 会 员 和 IEEE 国 际 计 算 机 体 系 结 构 (ISCA) 技 术 程 序 委 员 会 员 在 非 精 确 计 算 的 加 速 器 结 构 编 程 方 法 究 的 课 题 下, 陈 云 霁 究 员 和 陈 天 石 副 究 员 带 领 的 课 题 组 完 了 非 精 确 计 算 神 经 网 络 多 核 处 理 器 (Neural Network Multicore Processor, NNMP) 的 体 系 结 构 设 计, 提 出 适 用 于 神 经 网 络 多 核 处 理 器 的 编 程 关 键 技 术, 为 其 实 用 化 铺 路 目 前 以 上 论 文 及 专 利 究 的 已 经 行 了 流 片, 并 通 过 了 基 本 功 能 测 试 并 搭 建 了 非 精 确 加 速 器 的 RTL 设 计 及 验 证 体 系 机 构 模 型, 构 建 非 精 确 加 速 器 软 件 抽 象 层 以 上 在 处 理 器 结 构 设 计 的 创 新, 有 望 在 未 来 使 得 每 个 手 机 这 样 的 移 动 终 端 具 备 谷 歌 大 脑 级 别 的 认 知 处 理 能 力 跻 身 国 际 前 沿 关 注 国 计 民 生 引 领 中 国 信 息 产 业 10

17 医 学 影 像 大 数 据 可 计 算 性 科 学 问 题 关 键 技 术 究 重 点 / 重 大 科 任 务 医 学 影 像 大 数 据 可 计 算 性 科 学 问 题 关 键 技 术 究 本 课 题 是 院 重 点 部 署 项 目 医 学 影 像 信 息 大 数 据 若 干 关 键 科 学 问 题 究 的 子 课 题 ( 批 准 号 : KGZD-EW-T03-2), 起 止 时 间 是 2014 年 5 月 至 2017 年 4 月 旨 在 通 过 对 医 学 影 像 信 息 大 数 据 的 可 计 算 性 关 键 科 学 问 题 的 深 入 究, 突 破 制 约 影 像 信 息 大 数 据 在 临 床 诊 治 应 用 医 疗 资 源 共 享 及 医 疗 新 技 术 发 方 面 的 底 层 高 效 计 算 框 架 并 行 存 储 关 键 技 术 和 快 速 访 问 技 术 瓶 颈, 为 医 学 影 像 大 数 据 技 术 的 发 提 供 高 效 存 储 计 算 框 架 的 支 撑 2015 年 度 究 内 容 如 下 : 1. 键 值 存 储 系 统 ICTBase 性 能 和 功 能 优 化 ICTBase 系 统 设 计 的 初 衷 是 满 足 大 规 模 图 像 医 疗 相 关 联 多 维 信 息 的 高 效 存 取, 基 于 分 布 式 K-V 模 型 和 类 SQL 分 布 式 关 系 存 储 模 型,ICTBase 拥 有 良 好 的 性 能 扩 性 和 灵 活 性, 在 内 层 存 储 架 构 上,ICTBase 选 用 LSM 树 作 为 存 储 引 擎 为 了 一 步 满 足 ICTBase 对 大 规 模 影 像 数 据 存 储 的 场 景 需 求, 一 方 面, 本 课 题 针 对 ICTBase 既 有 LSM 存 储 引 擎 在 查 询 性 能 上 的 不 足, 究 了 一 种 新 的 可 动 态 适 应 的 合 并 算 法, 该 合 并 算 法 通 过 减 少 每 次 查 询 涉 及 的 文 件 数 量, 而 提 高 查 询 效 率, 另 一 方 面, 针 对 ICTBase 系 统 索 引 单 一 依 靠 键 来 支 持 定 位 目 标 数 据, 系 统 原 有 的 查 询 方 式 不 支 持 全 文 查 询, 本 课 题 究 并 开 发 了 ICTBase 系 统 的 全 文 索 引, 由 此 支 持 存 储 医 疗 相 关 数 据 的 内 置 全 文 检 索 2. 通 用 大 规 模 并 行 计 算 平 台 架 构 体 系 大 规 模 医 学 影 像 数 据 处 理 应 用 对 并 行 计 算 框 架 提 出 了 很 高 的 求, 不 仅 需 解 决 批 量 数 据 的 处 理 问 题, 还 需 解 决 实 时 数 据 的 大 规 模 计 算 问 题 本 年 度 课 题 组 究 了 一 套 支 持 离 线 计 算 实 时 计 算 分 布 式 内 存 计 算 等 多 种 分 布 式 计 算 模 式 的 大 数 据 计 算 框 架, 并 在 此 基 础 上 形 了 天 玑 大 数 据 分 析 引 擎 系 统 (Big Data Analysis, BDA) BDA 系 统 将 大 数 据 分 析 计 算 所 需 的 ETL 模 型 训 练 评 估 和 在 线 预 测 整 合 流 水 线, 并 提 供 图 形 化 配 置 和 运 行 监 控 界 面, 实 现 大 数 据 分 析 任 务 一 站 式 配 置 和 运 行 同 时, 系 统 提 供 离 线 数 据 批 量 分 析 流 数 据 分 析 在 线 数 据 实 时 分 析 等 多 种 应 用 模 式, 帮 助 用 户 快 速 实 现 大 数 据 处 理 流 程, 降 低 普 通 用 户 开 发 大 数 据 分 析 应 用 的 门 槛, 提 高 开 发 效 率 11 科

18 科 2015 科 年 报 3. 大 规 模 医 学 图 像 并 行 计 算 应 用 究 课 题 在 上 述 大 数 据 并 行 处 理 技 术 的 基 础 上 开 了 基 于 内 容 的 医 学 影 像 检 索 应 用 究 基 于 内 容 的 医 学 影 像 检 索 (Content-Based Mdeical Image Retrieval,CBMIR) 利 用 图 像 处 理 技 术 从 医 学 影 像 中 提 取 灰 度 分 布 纹 理 形 状 和 拓 扑 等 底 层 特 征, 构 建 能 有 效 表 征 影 像 特 征 的 数 据 向 量, 而 通 过 特 征 匹 配 相 似 度 计 算 等 找 出 相 似 的 医 学 影 像 该 方 法 可 以 实 现 影 像 之 间 的 量 化 分 析 比 较, 具 有 较 强 的 客 观 性, 能 快 速 有 效 地 行 大 量 数 据 的 分 析 搜 索, 可 以 广 泛 应 用 于 PACES HIS RIS 等 医 院 信 息 网 络 系 统 图 1 CBMIR 系 统 的 分 布 式 架 构 设 计 图 2 医 学 影 像 样 本 索 引 建 立 分 布 式 算 法 执 行 图 3 医 学 影 像 图 像 搜 索 分 布 式 算 法 执 行 12

19 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 平 台 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 平 台 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 平 台 是 中 国 科 学 院 科 技 服 务 网 络 计 划 的 专 项 课 题 ( 批 准 号 :KFJ-EW-STS-045), 起 止 时 间 为 2014 年 5 月 至 2015 年 12 月, 任 务 是 通 过 搭 建 工 业 产 品 全 生 命 周 期 仿 真 公 共 服 务 平 台, 构 建 能 覆 盖 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 能 力 体 系 2015 年 该 项 目 的 和 如 下 : 1. 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 资 源 池 建 设 在 软 硬 件 资 源 方 面 : 项 目 组 已 购 置 1 台 工 业 级 3D 打 印 机 和 1 台 工 业 级 3D 扫 描 仪 ; 在 数 据 资 源 建 设 方 面 : 项 目 组 搭 建 了 规 范 库, 涵 盖 机 械 制 造 业 国 家 标 准 和 行 业 标 准, 共 计 900 多 条 ; 项 目 组 为 工 业 典 型 产 品 的 结 构 流 体 以 及 热 等 多 物 理 场 的 仿 真 构 建 了 案 例 库, 共 计 257 个 ; 建 设 零 部 件 3D 模 型 库, 涵 盖 1102 个 工 业 常 规 零 部 件 ; 在 智 力 资 源 建 设 方 面 : 完 业 内 6 家 究 院 10 所 高 校 的 智 力 资 源 共 享 整 合, 平 台 现 有 的 专 家 库 中 约 358 位 专 家 2. 面 向 工 业 产 品 的 全 生 命 周 期 仿 真 云 服 务 平 台 基 于 计 算 机 辅 助 工 程 (CAE) 仿 真 结 构 优 化 技 术 快 速 型 以 及 虚 拟 示 技 术, 项 目 组 构 建 了 一 个 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 仿 真 的 云 服 务 体 系 内 容 如 下 : 1) 面 向 工 业 产 品 设 计 的 智 慧 仿 真 云 模 块 该 模 块 提 供 产 品 几 何 设 计 结 构 仿 真 优 化 服 务 以 及 个 性 化 定 制 设 计 仿 真 以 及 报 告 书 的 平 台 化 接 口, 设 计 师 对 产 品 的 外 观 结 构 功 能 提 出 设 计 方 案, 用 户 在 该 模 块 按 提 示 行 操 作, 下 载 计 算 报 告 书, 获 取 对 该 设 计 方 案 的 合 理 性 评 价 的 相 关 信 息 以 及 对 产 品 原 始 设 计 方 案 的 优 化 方 法 2) 面 向 工 业 产 品 生 产 的 智 慧 工 业 云 服 务 网 络 系 统 智 慧 工 业 云 服 务 网 络 系 统 ( 图 1) 嵌 入 到 企 业 接 单 设 计 生 产 销 售 的 全 产 业 链, 用 户 通 过 云 服 务 终 端, 能 随 时 随 地 按 需 获 取 制 造 资 源 和 能 力, 最 终 实 现 对 产 品 全 生 命 周 期 涉 及 的 人 及 物 行 智 慧 地 感 知 互 联 协 同 分 析 3) 面 向 工 业 产 品 交 易 的 奥 视 景 三 维 虚 13 科

20 科 拟 示 系 统 2015 科 年 报 奥 视 景 三 维 虚 拟 示 系 统 ( 图 2) 由 云 服 务 奥 视 景 软 件 智 能 转 盘 专 业 摄 影 灯 箱 组 可 实 现 快 速 拍 摄 制 作 产 品 的 全 方 位 示 动 画, 同 时, 通 过 奥 视 景 云 服 务 快 速 对 接 现 有 移 动 互 联 网 营 销 平 台, 实 现 即 时 制 作 快 速 分 享 3. 构 建 了 面 向 工 业 产 品 全 生 命 周 期 的 仿 真 公 共 服 务 体 系 为 推 动 平 台 在 本 地 区 一 步 落 地, 联 合 苏 州 市 优 质 工 业 企 业 资 源, 立 了 苏 州 市 工 业 设 计 3D 打 印 产 业 联 盟, 依 托 立 的 联 盟, 项 目 组 为 一 百 多 家 企 业 客 户, 针 对 产 品 从 发 设 计 生 产 销 售 等 相 关 的 产 业 链, 提 供 了 技 术 服 务 图 1 智 慧 工 业 云 嵌 入 全 产 业 链 图 2 奥 视 景 三 维 虚 拟 示 系 统 14

21 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 审 计 平 台 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 审 计 平 台 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 审 计 平 台 是 中 国 科 学 院 科 技 服 务 网 络 计 划 的 专 项 课 题, 起 止 时 间 为 2015 年 1 月 至 2016 年 12 月 中 央 全 面 深 化 改 革 领 导 小 组 第 四 次 会 议 上 通 过 的 关 于 推 动 传 统 媒 体 和 新 兴 媒 体 融 合 发 的 指 导 意 见 明 确 指 出 : 以 微 博 微 信 为 代 表 的 网 络 媒 体 已 经 为 舆 论 斗 争 的 战 场, 直 接 关 系 我 国 意 识 形 态 安 全 和 政 权 安 全 所 以 加 强 对 网 络 媒 体 的 监 管 已 经 迫 在 眉 睫 本 课 题 针 对 网 络 媒 体 发 现 难 处 置 难 的 特 点, 有 针 对 性 的 提 出 一 个 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 审 计 平 台, 如 图 1 所 示, 对 融 合 通 信 中 的 多 媒 体 数 据 实 现 自 动 审 计, 提 高 融 合 通 信 中 多 媒 体 数 据 内 容 监 管 效 率, 降 低 劳 动 力 本, 提 高 融 合 通 信 的 服 务 质 量, 确 保 融 合 通 信 业 务 的 健 康 发 此 平 台 已 完 的 两 项 核 心 技 术 : 1. 符 合 融 合 通 信 规 范 的 数 据 接 入 技 术 融 合 通 信 业 务 数 据 格 式 来 自 中 国 移 动 的 相 应 的 一 个 或 多 个 业 务 系 统, 其 中 可 能 包 含 不 同 类 型 的 数 据 传 输 协 议 压 缩 格 式, 在 接 入 内 容 审 计 平 台 前 需 行 统 一 的 协 议 剥 离, 格 式 转 换 转 换 后 的 数 据 格 式 规 范 由 中 国 科 学 院 大 学 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 共 同 协 商 制 定, 并 形 统 一 的 数 据 接 口 传 输 规 范 文 档 最 后 由 双 方 共 同 开 发 符 合 规 范 文 档 的 数 据 交 互 系 统 模 块 2. 高 性 能 视 频 解 码 技 术 高 效 的 视 频 解 码 算 法 是 提 高 系 统 吞 吐 能 力 的 先 决 条 件 随 着 视 频 解 码 标 准 的 发, 解 码 算 法 的 复 杂 度 持 续 提 升, 目 前 传 统 的 单 核 处 理 器 已 经 很 难 满 足 先 的 视 频 解 码 技 术 对 计 算 能 力 的 求 在 这 种 情 况 下, 我 们 历 经 多 年 究, 功 制 出 基 于 众 核 (Many-core) 处 理 器 的 并 行 视 频 解 码 专 用 设 备, 实 现 了 软 硬 件 协 同 的 高 效 多 媒 体 数 据 解 码, 如 图 2 同 时, 为 应 对 计 算 能 力 受 限 问 题, 提 出 了 复 杂 度 可 分 级 多 媒 体 数 据 解 码 技 术 ; 为 应 对 网 络 数 据 丢 包 错 包 问 题, 提 出 了 基 于 多 级 语 法 校 验 的 容 错 解 码 技 术 这 些 技 术 能 够 有 效 保 证 审 计 平 台 的 数 据 解 码 的 效 率 和 准 确 率 目 前 本 课 题 已 经 部 署 在 线 网 应 用,a. 在 中 国 移 动 ( 洛 阳 ) 信 息 安 全 运 营 中 心 系 统 所 处 理 流 量 的 20%,b. 行 多 媒 体 内 容 审 计 试 运 营 ;c. 单 节 点 处 理 能 力 达 到 100MBps,d. 并 发 任 务 数 24; 15 科

22 科 2015 科 年 报 e. 多 媒 体 格 式 覆 盖 常 见 音 视 频 的 封 装 及 压 缩 格 式 ;f. 基 于 视 觉 特 征 的 审 计 准 确 率 达 到 90%, 特 征 库 规 模 可 达 10 万 小 时 ;g. 基 于 视 觉 特 征 的 审 计 准 确 率 提 高 到 99%, 视 觉 语 义 概 念 检 测 准 确 率 达 到 90% 除 此 之 外, 本 课 题 在 视 频 编 解 码 相 似 图 像 视 频 检 测 视 觉 语 义 检 测 等 核 心 技 术 方 面 具 有 自 知 识 产 权 和 国 际 先 水 平 图 1 面 向 融 合 通 信 的 多 媒 体 内 容 综 合 分 析 平 台 架 构 图 图 2 基 于 众 核 处 理 器 的 并 行 音 视 频 解 码 卡 16

23 面 向 LTE-Advanced 的 终 端 软 基 带 技 术 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 LTE-Advanced 的 终 端 软 基 带 技 术 面 向 LTE-Advanced 的 终 端 软 基 带 技 术 是 计 算 所 牵 头 的 国 家 科 技 重 大 专 项 新 一 代 宽 带 无 线 移 动 通 信 网 课 题 ( 批 准 号 : 2013ZX ), 课 题 执 行 时 间 为 2013 年 6 月 至 2015 年 12 月 本 课 题 以 矢 量 处 理 器 内 核 的 究 和 相 关 工 具 链 开 发 为 基 础, 对 2G/3G/4G/LTE-Advanced 的 基 带 处 理 算 法 的 并 行 化 和 矢 量 化 矢 量 和 标 量 处 理 的 优 化 等 开 究, 设 计 并 实 现 多 模 终 端 软 基 带 处 理 器 芯 片 架 构, 并 通 过 原 型 验 证 平 台 和 工 程 样 片 制 对 课 题 究 行 验 证 和 测 试 目 前, 本 课 题 已 完 全 部 究 内 容, 入 课 题 验 收 阶 段 2015 年 度, 本 课 题 取 得 的 究 如 下 : 1. 高 性 能 的 自 矢 量 处 理 器 内 核 课 题 组 根 据 2G/3G/4G/LTE-Advanced 基 带 算 法 运 算 特 点, 设 计 了 基 带 专 用 矢 量 处 理 器 核 及 工 具 链 该 自 矢 量 处 理 器 核 在 指 令 集 上 支 持 200 余 条 标 量 和 矢 量 指 令, 其 中 近 150 条 是 针 对 基 带 处 理 优 化 的 矢 量 指 令 集 ; 在 微 结 构 上 采 用 SIMD+VLIW 混 合 架 构, 支 持 一 条 矢 量 运 算 指 令 完 512bit 数 据 的 并 行 运 算, 以 及 6 条 标 量 和 向 量 指 令 的 并 行 执 行 在 SIMC 55nm 工 艺 下, 单 个 矢 量 处 理 器 核 频 在 400MHz 时 处 理 能 力 高 达 100GOPS, 完 全 满 足 LTE-Advanced 的 基 带 处 理 能 力 求 矢 量 处 理 器 核 的 具 体 技 术 指 标 如 下 表 所 示 17 科

24 科 2015 科 年 报 设 计 架 构 性 能 指 标 微 结 构 指 令 集 SIMD/VLIW 混 合 架 构 6 VLIW 数 据 通 路,512-bit SIMD 9 级 流 水 线 512-bit 矢 量 运 算 ;32 路 16-bit 复 数 定 点 MAC 运 算 硬 件 循 环 控 制 多 路 Load/store 结 构, 增 强 I/O AMBA AXI 接 口 增 强 DMA 200 条 指 令 近 150 条 基 带 优 化 的 矢 量 指 令 50 余 条 对 程 序 流 程 优 化 的 控 制 指 令 130 万 逻 辑 门 面 积 336K/208K Byte 紧 耦 合 RAM 5.37 mm 55nm CMOS 工 艺 功 耗 430MHz, 55nm CMOS 工 艺 时 序 55nm CMOS 工 艺 2. 多 核 软 基 带 处 理 器 芯 片 课 题 组 在 矢 量 处 理 器 内 核 及 工 具 链 发 的 基 础 上, 通 过 集 7 个 并 行 处 理 的 矢 量 处 理 器 核 和 硬 件 加 速 单 元, 设 计 并 实 现 了 面 向 LTE- Advanced 的 多 模 软 基 带 芯 片 该 芯 片 的 硬 件 架 构 如 图 1 所 示, 并 在 SIMC 55nm 工 艺 下 流 片 功, 工 程 样 片 如 图 2 所 示 单 颗 多 模 软 基 带 处 理 器 芯 片 在 430MHz 频 下 提 供 高 达 1100GOPS 的 定 点 运 算 能 力 ( 含 硬 件 加 速 单 元 的 运 算 能 力 ), 满 足 2G/3G/4G/LTE-A 对 基 带 芯 片 运 算 能 力 的 求, 达 到 了 业 界 先 水 平 课 题 发 的 终 端 软 基 带 芯 片 在 如 下 三 个 方 面 图 1 LTE-A 基 带 芯 片 架 构 18

25 面 向 LTE-Advanced 的 终 端 软 基 带 技 术 图 2 动 芯 系 列 终 端 软 基 带 芯 片 的 工 程 样 片 取 得 了 技 术 突 破 : 1) 性 能 : 课 题 组 从 任 务 级 指 令 级 和 数 据 级 对 基 带 处 理 算 法 行 了 矢 量 化 和 并 行 化 设 计, 以 及 标 量 和 矢 量 运 算 的 优 化 分 配 调 度, 在 LTE- Advanced 的 四 载 波 聚 合 模 式 实 现 了 下 行 接 收 600Mbps 上 行 发 送 300Mbps 的 峰 值 数 据 速 率, 是 国 内 首 颗 支 持 如 此 高 速 率 的 自 化 的 软 基 带 芯 片 2) 功 耗 : 课 题 组 综 合 运 用 电 路 级 结 构 级 和 系 统 级 的 低 功 耗 设 计 技 术 对 芯 片 功 耗 行 优 化, 在 峰 值 速 率 下 芯 片 平 均 功 耗 小 于 3W, 达 到 了 课 题 指 标 和 实 用 化 的 求 3) 灵 活 性 : 软 基 带 芯 片 可 通 过 动 态 加 载 2G/3G/4G/LTE-Advanced 等 协 议 标 准 的 基 带 软 件 来 支 持 多 模 可 重 构 计 算, 满 足 终 端 低 本 和 平 滑 设 计 的 需 创 新 求 实 团 结 高 效 19 科

26 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 C-RAN 的 低 功 耗 通 用 处 理 器 平 台 发 面 向 C-RAN 的 低 功 耗 通 用 处 理 器 平 台 发 是 计 算 所 牵 头 承 担 的 新 一 代 宽 带 无 线 移 动 通 信 网 国 家 科 技 重 大 专 项 课 题 ( 批 准 号 : 2014ZX ), 起 止 时 间 为 2014 年 1 月 至 2016 年 12 月 本 课 题 目 标 为 面 向 新 型 集 中 式 RAN 架 构, 究 并 实 现 基 于 通 用 处 理 器 平 台 的 C-RAN 系 统 基 站 池 关 键 技 术, 包 括 : 软 基 带 DSP 的 物 理 层 硬 件 加 速 器 制 基 于 集 中 式 基 站 池 的 实 时 虚 拟 化 技 术 载 波 的 动 态 迁 移 及 扩 容, 突 破 目 前 在 通 用 处 理 器 平 台 上 实 现 C-RAN 基 站 池 面 临 的 功 耗 高 等 技 术 瓶 颈, 提 高 系 统 单 位 功 耗 载 波 处 理 能 力, 降 低 系 统 功 耗, 从 而 满 足 未 来 异 构 融 合 绿 色 智 能 蜂 窝 通 信 网 络 建 设 和 运 营 的 需 求 2015 年 度 的 工 作 如 下 : 面 行 了 发, 并 从 协 议 和 管 控 两 个 层 面 完 善 了 异 常 处 理 和 故 障 处 理 机 制, 提 升 了 系 统 稳 定 性 和 可 靠 性 目 前, 该 工 程 样 机 已 经 通 过 了 第 三 方 测 试, 在 功 能 接 口 异 常 压 力 时 延 等 各 项 测 试 中 均 超 出 制 指 标 求 同 时, 基 于 已 完 的 超 级 基 站 工 程 样 机, 本 年 度 完 了 面 向 未 来 移 动 通 信 系 统 的 教 学 实 训 原 型 平 台 ; 采 用 软 件 无 线 电 和 软 硬 件 解 耦 的 思 想, 提 供 面 向 移 动 通 信 系 统 的 开 放 集 的 开 发 环 境 ; 支 持 2G/3G/4G/5G/ 宽 带 无 线 接 入 / 卫 星 等 各 种 无 线 通 信 标 准 的 实 现 实 验 网 络 的 快 速 部 署 相 关 技 术 验 证 ; 支 持 射 频 基 带 协 议 核 心 网 等 不 同 层 次 的 灵 活 可 配 置 可 替 换 可 扩 1. 超 级 基 站 原 型 制 本 课 题 提 出 的 超 级 基 站 设 备 面 向 未 来 移 动 通 信 产 业 发 需 求, 融 合 了 超 级 计 算 技 术 无 线 通 信 技 术, 属 于 移 动 通 信 网 络 架 构 创 新 课 题 组 已 经 完 了 超 级 基 站 工 程 样 机 ( 如 图 1 所 示 ) 的 发, 本 年 度 在 支 持 资 源 虚 拟 化 系 统 动 态 可 重 构 等 方 图 1 超 级 基 站 工 程 样 机 系 统 20

27 面 向 C-RAN 的 低 功 耗 通 用 处 理 器 平 台 发 2. 超 级 基 站 资 源 智 能 管 控 基 于 超 级 基 站 架 构, 针 对 潮 汐 效 应 带 来 的 负 载 差 异 性 和 负 载 动 态 变 化, 以 及 资 源 在 虚 拟 映 射 时 的 资 源 利 用 率 等 问 题, 行 了 如 下 究 : 首 先, 提 出 一 种 和 网 络 负 载 变 化 相 适 应 的 处 理 资 源 分 配 方 法, 究 了 负 载 差 异 性 条 件 下 的 集 中 式 最 优 资 源 映 射 机 制 ; 第 二, 提 出 了 多 协 议 处 理 实 体 在 同 一 个 处 理 器 上 执 行 时 的 协 议 组 织 和 运 行 机 制, 通 过 动 态 地 对 下 行 数 据 处 理 行 提 前, 在 不 降 低 处 理 资 源 利 用 率 的 前 提 下, 保 证 协 议 处 理 的 实 时 性 ; 第 三, 究 了 小 区 休 眠 技 术 在 超 级 基 站 中 的 实 现 方 法, 如 图 2 所 示, 超 级 基 站 可 以 通 过 集 中 式 管 控 单 元 (OMU) 对 高 虚 拟 化 程 度 的 处 理 资 源 和 RRH 行 动 态 映 射 和 开 关, 同 时, 对 比 传 统 分 布 式 蜂 窝 网 络 架 构 下 的 traffic-aware 休 眠 机 制, 提 出 了 centralized-best 休 眠 机 制, 不 仅 能 够 通 过 优 化 算 法 得 到 全 局 最 优 部 署 方 案, 而 且 通 过 对 业 务 的 预 测 和 休 眠 模 型 的 建 立, 降 低 了 休 眠 检 测 决 策 的 系 统 开 销, 减 少 了 频 繁 切 换 带 来 的 问 题, 提 高 了 整 体 系 统 的 稳 定 性 图 2 超 级 基 站 休 眠 机 制 示 意 图 21 科

28 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 服 务 的 未 来 互 联 网 体 系 结 构 机 制 究 面 向 服 务 的 未 来 互 联 网 体 系 结 构 机 制 究 是 计 算 所 牵 头 的 国 家 973 计 划 项 目 ( 批 准 号 : 2012CB315800), 起 止 时 间 为 2012 年 1 月 至 2016 年 8 月 本 项 目 针 对 互 联 网 面 临 的 可 扩 性 动 态 性 安 全 可 控 性 等 问 题, 围 绕 着 传 输 服 务 的 动 态 复 杂 耦 合 海 量 差 异 化 服 务 的 透 明 映 射 以 及 可 扩 服 务 路 由 高 效 传 输 等 三 个 关 键 科 学 问 题, 究 未 来 互 联 网 体 系 结 构, 在 网 络 设 计 运 行 机 理 层 面 取 得 重 大 突 破, 形 一 系 列 核 心 理 论 和 机 理 方 法 截 止 2015 年 12 月, 本 项 目 在 体 系 结 构 模 型 关 键 技 术 发 究 平 台 建 设 等 三 个 方 面 取 得 的 如 下 : 1. 未 来 互 联 网 体 系 结 构 的 理 论 模 型 方 面 通 过 对 互 联 网 最 为 典 型 的 内 容 分 发 应 用 的 深 入 分 析 测 量 建 模, 推 导 出 能 够 反 映 内 容 流 行 度 分 布 和 变 化 趋 势 的 理 论 模 型, 在 此 基 础 上 创 新 性 提 出 了 面 向 服 务 的 未 来 互 联 网 体 系 结 构, 其 核 心 思 想 是 将 网 络 中 对 数 据 的 处 理 抽 象 为 服 务, 通 过 灵 活 的 服 务 命 名 寻 址 和 实 例 化 等 实 现 用 户 对 服 务 的 高 效 获 取, 推 动 互 联 网 从 以 地 址 为 中 心 逐 步 演 化 到 以 服 务 为 中 心, 从 而 更 好 地 支 持 互 联 网 应 用 模 式 的 创 新, 有 效 应 对 现 行 互 联 网 面 临 的 挑 战 2. 未 来 互 联 网 体 系 结 构 的 核 心 机 制 方 面 以 服 务 为 中 心 的 互 联 网 体 系 结 构 需 解 决 服 务 命 名 寻 址 最 优 化 服 务 部 署 高 效 服 务 缓 存 等 核 心 机 制 针 对 服 务 命 名 寻 址 问 题, 提 出 了 SAIL 高 效 名 字 查 找 算 法, 将 整 个 路 由 查 找 按 照 处 理 过 程 和 名 字 前 缀 长 度 行 分 类, 可 有 效 减 少 核 心 路 由 器 片 上 内 存 使 用, 极 大 提 升 名 字 查 找 效 率 ; 针 对 最 优 化 服 务 部 署 问 题, 提 出 了 基 于 全 局 视 图 的 服 务 部 署 策 略, 通 过 节 点 间 的 有 效 协 同 行 服 务 部 署, 实 现 全 网 最 优 的 服 务 访 问 效 率 ; 针 对 服 务 实 例 的 缓 存 效 率 问 题, 提 出 了 基 于 网 络 编 码 的 缓 存 机 制, 通 过 中 间 网 络 节 点 对 服 务 请 求 的 随 机 转 发 和 对 数 据 块 的 随 机 编 码, 实 现 最 优 的 隐 式 协 同 缓 存 效 率 3. 未 来 互 联 网 体 系 结 构 的 验 证 应 用 方 面 试 验 验 证 是 网 络 技 术 究 的 最 基 本 手 段 在 究 平 台 建 设 方 面, 针 对 未 来 互 联 网 的 性 能 评 估 22

29 面 向 服 务 的 未 来 互 联 网 体 系 结 构 机 制 究 和 验 证 需 求, 项 目 建 设 了 支 持 软 件 定 义 虚 拟 化 的 未 来 互 联 网 试 验 床, 满 足 在 真 实 网 络 环 境 中 对 项 目 提 出 的 体 系 结 构 及 核 心 机 制 行 实 验 验 证 的 需 求 试 验 床 部 署 了 网 络 功 能 虚 拟 化 系 统, 能 够 对 用 户 提 供 定 制 化 网 络 服 务, 目 前 已 经 支 持 网 络 安 全 检 测 和 防 御 面 向 服 务 缓 存 的 文 件 传 输 等 多 项 技 术 试 验, 为 项 目 的 综 合 集 应 用 提 供 了 重 的 基 础 平 台 基 于 上 述 究, 本 年 度 共 发 表 国 际 论 文 84 篇 国 内 论 文 36 篇 ( 其 中 SCI 收 录 45 篇 EI 收 录 59 篇 ); 申 请 国 家 发 明 专 利 21 项, 获 专 利 授 权 5 项 在 本 项 目 资 助 下, 共 累 计 培 养 博 士 究 生 37 名 硕 士 究 生 105 名 后 续 将 重 点 在 流 量 的 智 能 调 度 传 输 恶 意 流 量 的 检 测 识 别 新 型 服 务 的 商 业 模 式 等 方 面 开 究, 并 将 项 目 在 未 来 网 络 试 验 床 上 行 部 署 验 证 一 流 人 才 一 流 管 理 一 流 一 流 效 益 23 科

30 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 网 络 大 数 据 计 算 的 基 础 理 论 及 其 应 用 究 网 络 大 数 据 计 算 的 基 础 理 论 及 其 应 用 究 是 计 算 所 牵 头 的 国 家 973 计 划 项 目 ( 批 准 号 : 2014CB340400) 本 项 目 从 网 络 大 数 据 计 算 的 面 临 的 数 据 复 杂 性 计 算 复 杂 性 以 及 系 统 复 杂 性 三 个 挑 战 性 问 题 出 发, 提 出 网 络 大 数 据 复 杂 性 的 内 在 机 理 网 络 大 数 据 可 计 算 性 及 新 型 计 算 范 式 网 络 大 数 据 处 理 系 统 的 效 能 评 价 优 化 三 个 关 键 科 学 问 题, 并 设 置 了 6 个 课 题 今 年 完 项 目 的 中 期 评 估 和 后 三 年 调 整 方 案 2015 年 度, 在 国 际 国 内 期 刊 会 议 上 共 发 表 论 文 117 篇, 其 中 SCI 收 录 论 文 27 篇,EI 收 录 论 文 35 篇, 在 国 际 著 名 期 刊 如 TKDE PNAS 等 上 发 表 论 文 12 篇, 顶 级 国 际 会 议 论 文 38 篇 国 际 / 国 内 会 议 特 邀 报 告 3 篇, 一 般 学 术 报 告 19 次, 申 请 专 利 18 项 ( 其 中 4 项 已 授 权 ), 软 著 1 项, 培 养 博 士 后 1 名, 博 士 生 35 名, 硕 士 生 41 名 课 题 二 负 责 人 郑 纬 民 教 授 获 得 ISO/IEC 系 列 标 准 特 别 贡 献 奖 项 目 组 承 办 了 国 内 大 数 据 相 关 会 议 2 次, 包 括 2015 年 全 国 信 息 检 索 学 术 会 议 (CCIR 2014) 大 数 据 技 术 学 术 大 会 (BDTC 2015), 其 中 大 数 据 技 术 学 术 大 会 参 会 人 数 超 过 了 1500 人 举 办 的 第 三 届 中 国 大 数 据 技 术 创 新 大 赛 有 800 多 只 队 伍 参 赛, 涵 盖 了 国 内 所 有 的 985 高 校 和 大 部 分 211 高 校, 大 会 还 发 布 了 中 国 大 数 据 技 术 产 业 发 白 皮 书 (2015), 吸 引 了 学 术 界 产 业 界 的 共 同 关 注 以 及 众 多 媒 体 的 报 道 ; 组 织 了 国 际 讨 会 (workshop)2 次 ; 组 织 了 其 他 技 术 讨 交 流 会 5 次, 邀 请 了 包 括 裴 键 邢 波 翟 祥 等 国 际 知 名 学 者 访 问 和 交 流 6 人 次 1. 大 数 据 基 础 理 论 方 面 针 对 网 络 大 数 据 复 杂 性 规 律 发 现 核 数 据 导 向 的 网 络 大 数 据 约 简 深 度 学 习 和 基 于 核 数 据 的 简 约 计 算 这 四 个 究 中 都 有 所 收 获 在 网 络 大 数 据 复 杂 规 律 发 现 方 面, 重 点 究 了 社 交 网 络 中 的 信 息 传 播 存 在 什 么 样 的 内 在 规 律, 发 现 了 其 中 用 户 间 的 每 次 交 互 会 带 来 新 的 激 励, 使 消 息 传 播 呈 现 出 级 联 效 应 ; 在 核 数 据 导 向 的 网 络 大 数 据 约 简 方 面, 究 了 核 数 据 的 挖 掘 方 法 和 如 何 对 冗 余 特 征 行 约 简, 提 出 了 双 重 网 络 中 核 数 据 的 约 简 方 24

31 网 络 大 数 据 计 算 的 基 础 理 论 及 其 应 用 究 法 以 及 基 于 filter 特 征 的 特 征 约 简 方 法 ; 在 深 度 学 习 方 面, 究 了 文 本 大 数 据 的 表 达 学 习 以 及 匹 配, 提 出 了 大 规 模 文 本 数 据 的 词 表 示 方 法 和 匹 配 特 征 学 习 方 法 等 ; 在 基 于 核 数 据 的 简 约 计 算 方 面, 究 了 面 向 机 器 学 习 任 务 的 近 似 计 算 和 优 化 算 法, 提 出 了 面 向 不 平 衡 数 据, 非 独 立 同 分 布 数 据 和 组 合 优 化 NP 难 问 题 的 近 似 优 化 算 法 2. 大 数 据 计 算 系 统 方 面 针 对 流 式 大 数 据 计 算 系 统, 提 出 了 一 种 流 式 大 数 据 计 算 中 的 资 源 调 度 方 法 ; 提 出 了 采 用 源 节 点 目 标 节 点 两 级 混 洗 划 分 的 大 图 数 据 快 速 计 算 方 法, 提 高 了 图 数 据 访 问 的 局 部 性 ; 提 出 了 使 用 GPU 设 备 的 迭 代 计 算 并 行 加 速 方 法, 在 保 持 计 算 精 度 不 变 的 情 况 下, 采 用 CPU 的 计 算 模 式 相 比, 计 算 效 率 提 高 6-10 倍 量 深 度 学 习 方 法 基 于 稀 疏 和 连 通 约 束 的 增 量 视 频 目 标 感 知 算 法 5. 大 数 据 内 容 建 模 语 义 理 解 方 面 究 特 征 结 构 模 型 上 的 语 义 操 作 问 题, 通 过 扩 本 体 代 数 的 逻 辑 运 算 集 合 运 算, 定 义 特 征 语 义 获 取 特 征 语 义 更 新 和 特 征 语 义 查 询 算 子, 利 用 迁 移 学 习 技 术, 提 出 了 一 种 基 于 维 基 百 科 词 条 的 Web 服 务 聚 类 方 法, 引 入 标 签 辅 助 的 双 作 者 题 模 型, 解 决 服 务 描 述 数 据 和 维 基 百 科 辅 助 数 据 的 不 一 致 性 问 题 ; 开 基 于 网 络 大 数 据 的 属 性 学 习 理 论 究, 提 出 了 一 种 扩 的 中 文 分 词 算 法, 抽 取 出 多 种 题 知 识 及 其 结 构 化 信 息 ; 开 面 向 知 识 图 谱 的 领 域 知 识 迭 代 式 获 取 究, 通 过 文 本 图 像 的 联 合 语 义 标 注, 实 现 对 网 络 大 数 据 的 深 层 内 容 理 解 3. 大 数 据 计 算 的 基 准 测 试 方 法 方 面 建 立 了 有 代 表 性 的 大 数 据 基 准 测 试 程 序 集, 提 出 一 种 应 用 负 载 的 特 征 表 达 及 状 态 约 简 方 法, 将 77 个 大 数 据 应 用 负 载 约 简 为 17 个 代 表 性 负 载, 比 大 数 据 测 试 集 CloudSuite 等 覆 盖 面 更 广, 且 更 精 简 4. 大 数 据 感 知 获 取 方 面 建 立 了 一 个 实 时 智 能 收 集 题 相 关 的 网 络 数 据 的 感 知 和 获 取 框 架 的 互 联 网 传 感 器, 并 究 了 实 用 的 网 络 大 数 据 信 息 抽 取 算 法 ; 提 出 了 基 于 深 度 学 习 稀 疏 学 习 的 图 文 表 示 学 习 方 法 ; 基 于 图 文 统 一 表 示, 还 提 出 了 解 决 图 像 语 义 分 割 视 频 目 标 检 测 等 难 题 的 新 方 法 ; 针 对 结 构 非 结 构 化 数 据 的 融 合 表 示, 提 出 了 基 于 超 球 相 关 性 保 持 的 网 络 图 像 重 排 序 方 法 基 于 跨 尺 度 滤 波 器 共 享 的 张 6. 网 络 大 数 据 关 联 关 系 方 面 针 对 网 络 大 数 据 关 联 关 系 分 析 和 挖 掘, 以 推 荐 系 统 和 社 交 网 络 为 究 载 体, 开 了 多 个 层 面 的 究, 给 出 了 关 系 推 导 隐 性 关 联 发 现 信 息 有 效 融 合 的 方 法 针 对 网 络 大 数 据 的 模 式 发 现 和 演 化, 对 不 同 性 质 网 络 ( 如 同 构 和 异 构 网 络 ) 的 静 态 特 点 和 动 态 变 化 规 律 行 了 究, 并 对 网 络 演 化 中 的 稳 定 性 行 了 分 析 ; 同 时 还 发 现 信 息 传 播 的 中 观 分 析 可 以 取 得 很 好 的 效 7. 平 台 建 设 和 大 数 据 引 擎 开 发 方 面 发 了 MPP 海 量 大 数 据 仓 BDE-DSQL, 支 持 对 多 源 异 构 数 据 的 融 合 查 询, 可 在 同 一 条 SQL 语 句 中 整 合 HDFS RDBMS Hive Hbase LocalFS 等 数 据 源, 同 时 支 持 诸 如 join groupby 等 关 联 操 作, 实 现 基 于 SQL 模 25 科

32 科 2015 科 年 报 型 的 数 据 整 合 可 支 持 千 亿 级 数 据 记 录, 在 项 目 PoC 测 试 中, 基 于 实 际 200 亿 条 数 据 条 件 查 询 时 延 <0.6s 完 流 式 处 理 引 擎 中 动 态 自 适 应 滑 动 窗 口 技 术 发, 有 效 兼 顾 吞 吐 率 和 处 理 时 延, 在 保 证 数 据 不 丢 的 情 况 下 达 到 最 快 的 响 应 速 度, 从 而 实 现 高 吞 吐 率 流 式 处 理 引 擎 目 前 HTS1.0 单 节 点 吞 吐 率 达 到 4.6Gbps; 流 式 分 析 结 1s 内 可 见 实 现 了 面 向 海 量 多 通 道 网 络 信 息 的 分 布 式 可 扩 的 高 性 能 获 取 系 统 架 构, 解 决 了 JavaScript AJAX 等 Deep Web 动 态 网 页 的 采 集 解 析 还 原 问 题, 支 持 新 闻 论 坛 博 客 微 博 社 交 网 络 等 多 通 道 网 络 信 息 中 特 定 网 络 犯 罪 行 为 数 据 的 动 采 集 和 网 页 结 构 化 特 征 抽 取 项 目 的 学 术 交 流 会 三 届 数 据 科 学 大 数 据 分 析 Workshop(DSBDA-2015) 在 国 际 顶 级 会 议 ICDM-2015 上 顺 利 召 开, 共 收 到 论 文 35 篇, 录 用 11 篇 所 有 被 录 用 文 章 的 作 者 都 到 场 做 了 报 告, 每 个 报 告 包 括 提 问 的 30 分 钟 都 很 充 实 参 加 本 届 Workshop 的 学 者 学 生 共 有 50 多 人, 大 家 在 交 流 讨 论 中 畅 所 欲 言, 开 阔 了 学 术 视 野, 拓 宽 了 究 思 路 项 目 中 期 总 结 会 在 中 科 院 计 算 所 召 开, 项 目 首 席 科 学 家 华 云 生 教 授 持 了 此 次 会 议 科 技 部 基 础 司 重 大 项 目 处 的 副 处 长 李 非 莅 临 会 议 并 致 辞 参 加 会 议 的 还 有 中 科 院 前 沿 局 技 术 科 学 处 处 长 孔 明 辉, 项 目 特 邀 专 家 李 国 杰 院 士 梅 宏 院 士, 973 项 目 责 任 专 家 戴 国 忠 究 员 唐 常 杰 教 授 彭 群 生 教 授, 项 目 专 家 李 学 龙 究 员 李 忠 诚 究 员 刘 志 勇 究 员 过 敏 意 教 授 周 傲 英 教 授, 以 及 各 课 题 负 责 人 和 学 术 骨 干 共 计 50 余 人 会 议 期 间, 各 个 课 题 负 责 人 向 专 家 组 汇 报 了 课 题 和 遇 到 的 问 题 挑 战, 会 专 家 对 各 个 课 题 的 行 了 讨 论, 明 确 了 项 目 的 究 方 向, 并 对 后 三 年 项 目 实 施 方 案 等 提 出 了 建 设 性 意 见 项 目 中 期 总 结 全 体 人 员 合 影 26

33 E 级 超 级 计 算 机 新 型 体 系 结 构 及 关 键 技 术 路 线 究 重 点 / 重 大 科 任 务 E 级 超 级 计 算 机 新 型 体 系 结 构 及 关 键 技 术 路 线 究 E 级 超 级 计 算 机 新 型 体 系 结 构 及 关 键 技 术 路 线 究 是 国 家 863 计 划 课 题 ( 批 准 号 : 2015AA01A301), 由 计 算 所 牵 头, 联 合 江 南 计 算 技 术 究 所 国 防 科 技 大 学 北 京 航 空 航 天 大 学 清 华 大 学 等 单 位 共 同 承 担, 起 止 时 间 为 2015 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 度 重 点 开 了 E 级 应 用 E 级 硬 件 系 统 E 级 软 件 系 统 等 的 究 工 作, 并 顺 利 通 过 了 863 专 家 组 组 织 的 课 题 中 期 检 查 本 年 度 课 题 完 的 创 新 如 下 图 所 示, 具 体 包 括 : 1.E 级 应 用 分 析 方 面 包 括 E 级 应 用 特 征 分 析 和 benchmark 构 建 我 们 结 合 国 际 E 计 算 社 区 共 同 关 注 的 问 题 和 中 国 高 性 能 计 算 的 实 际 应 用 战 略 需 求, 选 取 了 具 有 E 级 计 算 需 求 的 应 用, 包 括 大 气 环 流 模 式 模 拟 激 光 聚 变 模 拟 湍 流 模 拟 材 料 损 伤 性 能 模 拟 生 物 信 息 数 据 分 析 等 本 年 度 完 了 针 对 上 述 应 用 的 计 算 存 储 通 信 等 方 面 特 征 及 可 扩 性 分 析, 并 基 于 典 型 应 用, 构 建 了 支 持 容 错 的 E 级 benchmark 27 科

34 科 2015 科 年 报 2.E 级 硬 件 系 统 究 方 面 从 处 理 器 结 构 互 连 网 络 整 机 基 础 架 构 三 个 方 面 开 了 究 处 理 器 究 的 核 心 是 能 效 比 约 束, 本 课 题 提 出 了 高 性 能 GPDSP 数 据 流 SPU 异 构 通 用 众 核 等 多 种 不 同 技 术 路 线 分 别 开 究, 在 14nm 工 艺 下, 处 理 器 能 效 比 有 望 达 到 30-60GFLOPS/W 互 连 网 络 究 提 出 了 两 种 不 同 的 技 术 路 线, 分 别 是 高 维 可 扩 互 连 网 络 和 光 电 混 合 互 连 网 络, 基 于 两 种 不 同 架 构 分 别 提 出 了 有 效 支 持 10 万 个 节 点 规 模 的 高 速 互 连 方 案 整 机 基 础 架 构 方 面 重 点 针 对 散 热 技 术 开 了 究, 提 出 了 包 括 肋 片 型 强 化 换 热 液 冷 冷 板 和 相 变 冷 板 等 新 型 散 热 技 术, 可 以 有 效 满 足 E 级 环 境 下 系 统 散 热 体 积 功 耗 密 度 达 到 100KW/M 3 以 上 的 求 3.E 级 软 件 系 统 究 方 面 本 年 度 从 操 作 系 统 和 运 行 时 系 统 编 程 环 境 系 统 管 控 容 错 软 件 调 试 和 性 能 分 析 这 四 个 部 分 开 究 工 作 操 作 系 统 究 方 面, 完 了 面 向 海 量 IO 并 发 的 用 户 级 多 层 存 储 文 件 系 统 和 高 效 的 用 户 级 存 储 中 间 件 技 术 发, 可 以 支 持 高 效 的 海 量 IO 并 发 请 求, 相 关 技 术 已 在 O(1000+) 规 模 机 群 系 统 上 得 到 实 测 验 证 在 编 程 模 型 方 面, 提 出 了 面 向 E 级 计 算 的 HPC 中 间 件 技 术, 包 括 面 向 E 级 的 软 件 编 程 及 调 优 架 构, 可 以 有 效 屏 蔽 E 级 计 算 系 统 硬 件 的 多 样 化 确 保 HPC 用 户 不 丢 失 在 系 统 管 控 容 错 方 面, 提 出 了 动 态 按 需 的 系 统 管 控 动 式 动 态 故 障 检 测 以 及 基 于 PCA 的 快 速 故 障 诊 断 技 术, 有 效 应 对 硬 件 系 统 多 层 异 构 故 障 难 以 定 位 的 问 题 在 软 件 调 试 和 性 能 分 析 究 方 面, 提 出 了 以 快 照 序 列 为 基 础 行 逐 步 细 化 和 错 误 定 位 技 术 行 软 件 确 定 性 调 试 支 持, 提 出 了 基 于 低 效 行 为 模 式 的 在 线 过 滤 方 法 以 减 少 性 能 数 据 规 模 科 为 国 分 忧 创 新 民 造 福 28

35 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 究 重 点 / 重 大 科 任 务 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 究 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 究 是 计 算 所 牵 头 承 担 的 国 家 863 课 题 ( 批 准 号 : 2014AA015202), 起 止 时 间 是 2014 年 1 月 至 2016 年 12 月 本 课 题 的 总 体 目 标 紧 密 围 绕 基 于 媒 体 大 数 据 的 信 息 消 费 服 务 的 需 求, 开 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 技 术 究, 力 争 有 效 突 破 异 构 媒 体 数 据 的 关 联 挖 掘 技 术, 为 基 于 媒 体 大 数 据 的 信 息 消 费 服 务 提 供 关 键 技 术 支 撑 2015 年 度 本 课 题 按 照 预 定 计 划 重 点 开 了 异 构 媒 体 数 据 的 多 模 态 关 联 分 析 和 层 次 化 语 义 关 联 分 析 究, 以 及 构 建 相 应 的 验 证 系 统 究 如 下 : 1. 多 模 态 关 联 分 析 方 面 提 出 了 基 于 局 部 感 染 免 疫 过 程 的 抗 噪 并 行 聚 类 方 法 基 于 稀 疏 表 示 的 大 规 模 检 索 方 法, 以 及 一 种 规 整 化 的 多 模 态 关 联 图 构 建 方 法 ; 在 此 基 础 上, 着 重 究 了 异 构 媒 体 的 视 觉 文 本 和 音 频 模 态 及 社 交 媒 体 上 下 文 信 息 的 关 联 挖 掘, 提 出 了 相 应 的 异 构 媒 体 关 联 挖 掘 方 法 和 基 于 统 一 表 达 的 跨 模 态 哈 希 检 索 方 法 2. 层 次 化 关 联 分 析 方 面 提 出 了 基 于 层 次 化 语 义 的 复 杂 多 层 特 征 学 习 方 法 多 源 融 合 和 跨 模 态 层 次 化 语 义 关 联 挖 掘 方 法, 以 及 基 于 深 度 学 习 的 视 频 复 杂 事 件 检 测 方 法 3. 系 统 构 建 方 面 究 开 发 了 基 于 稀 疏 表 示 的 大 规 模 检 索 系 统 基 于 深 度 稀 疏 集 学 习 的 语 义 概 念 检 测 系 统 基 于 复 杂 语 义 表 示 的 跨 模 态 相 关 学 习 系 统 COLAR 和 TINA 发 的 多 项 相 关 系 统 已 经 在 工 信 部 国 家 广 电 总 局 西 南 电 子 电 信 技 术 究 所 新 华 社 以 及 国 内 多 家 公 司 等 获 得 大 规 模 应 用, 应 用 效 显 著 在 2015 年 度, 本 课 题 发 表 ( 含 录 用 ) 学 术 论 文 33 篇, 包 括 国 际 顶 级 期 刊 (CCF A 类 期 刊 ) IEEE TIP 2 篇,CCF B 类 期 刊 IEEE TMM 2 篇 和 ACM TOMCCAP 1 篇 ; 国 际 顶 级 会 议 (CCF A 类 会 议 )CVPR 2 篇 ICCV 1 篇 VLDB 1 篇 一 篇 论 文 获 IEEE 多 媒 体 信 号 处 理 国 际 会 议 MMSP 2015 Top 10% 论 文 奖 通 过 课 题 究, 培 养 博 士 究 生 4 名 硕 士 究 生 4 名 ; 锻 炼 和 培 养 了 中 青 年 学 术 骨 干, 增 强 了 究 队 伍 的 整 体 实 力 在 本 课 题 的 发 过 程 中, 课 题 组 所 属 863 项 目 基 于 媒 体 大 数 据 的 信 息 消 费 服 务 关 键 技 术 及 应 用 示 范 的 其 它 课 题 承 担 单 位 如 西 北 大 学 29 科

36 科 2015 科 年 报 北 京 航 空 航 天 大 学 央 视 国 际 和 浙 大 网 新 中 科 院 高 能 所 等 单 位, 多 次 召 开 技 术 交 流 会, 共 同 商 讨 各 课 题 承 担 单 位 之 间 如 何 协 作 行 系 统 对 接, 以 构 建 异 构 媒 体 关 联 挖 掘 实 验 验 证 系 统 综 上 所 述, 本 课 题 遵 循 既 定 究 思 路, 已 圆 满 完 了 2015 年 度 计 划 的 究 任 务 课 题 于 2015 年 10 月 顺 利 通 过 了 项 目 中 期 检 查, 专 家 组 的 考 核 结 论 为 课 题 执 行 情 况 良 好, 为 一 步 深 入 开 课 题 究 工 作 打 下 了 良 好 的 基 础 863 项 目 五 个 课 题 承 担 单 位 之 间 的 中 期 合 作 交 流 会 议 ( 西 安 ) 30

37 高 精 度 低 本 低 功 耗 的 海 水 电 导 率 传 感 器 究 设 计 重 点 / 重 大 科 任 务 高 精 度 低 本 低 功 耗 的 海 水 电 导 率 传 感 器 究 设 计 高 精 度 低 本 低 功 耗 的 海 水 电 导 率 传 感 器 究 设 计 是 计 算 所 独 立 承 担 的 国 家 863 计 划 课 题 ( 批 准 号 :2014AA093402), 起 止 时 间 为 2014 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 度 课 题 重 点 开 了 的 传 感 器 样 机 的 稳 定 性 测 试 标 定 校 准 以 及 实 地 部 署 测 试 等 究 工 作, 并 顺 利 通 过 项 目 组 的 中 期 考 评 有 : 行 了 3 天 的 一 致 性 测 试, 测 试 结 如 图 1 所 示 由 图 可 见 两 个 传 感 器 测 量 的 盐 度 值 具 有 很 好 的 一 致 性, 整 体 差 别 在 ±0.005psu 之 内, 并 且 没 有 明 显 的 漂 移 趋 势, 能 够 满 足 课 题 ±0.02psu 测 量 准 确 度 的 求 1. 稳 定 性 测 试 在 本 年 度 的 工 作 中, 我 们 重 点 解 决 了 传 感 器 的 测 量 漂 移 问 题 在 测 试 过 程 中, 我 们 发 现 传 感 器 样 机 存 在 银 基 底 氯 化 铂 电 极 厚 度 不 足 以 及 在 低 盐 度 条 件 下 电 极 表 面 发 生 电 化 学 反 应 等 问 题 这 些 问 题 影 响 了 传 感 器 的 测 量 稳 定 性, 造 较 大 漂 移 为 此, 我 们 通 过 数 个 月 时 间, 改 了 打 磨 清 洁 工 艺, 解 决 了 银 基 底 氯 化 问 题 ; 并 通 过 大 量 实 验 测 试, 最 后 发 现 将 电 镀 时 间 设 定 在 1 个 小 时, 将 测 量 频 率 设 定 在 7.8kHz, 将 测 量 电 流 设 定 在 125uA 时, 能 够 有 效 避 免 电 极 损 耗 和 电 化 学 反 应 的 问 题 经 过 上 述 改 后, 我 们 将 两 个 样 机 在 水 箱 中 图 1 两 个 传 感 器 的 一 致 性 测 试 数 据 2. 标 定 校 准 在 取 得 上 述 稳 定 性 测 试 结 之 后, 我 们 在 国 家 海 洋 技 术 中 心 的 恒 温 水 槽 中 对 样 机 行 了 标 定 校 准 和 水 下 持 续 测 试 测 试 照 片 结 如 图 2 所 示 恒 温 水 槽 通 过 改 变 内 置 海 水 的 温 度 来 改 变 海 31 科

38 科 2015 科 年 报 水 的 电 导 率, 并 通 过 一 个 SeaBird SBE49 CTD 传 感 器 提 供 温 盐 对 比 数 据 我 们 的 样 机 在 9 月 29 日 10 月 9 日 和 10 月 15 日 共 行 了 三 次 校 准 测 试 我 们 将 9 月 29 日 的 数 据 用 于 传 感 器 的 初 始 校 准, 并 用 其 余 两 次 的 测 试 数 据 用 于 测 定 传 感 器 的 重 复 性 误 差 如 图 2 所 示, 在 采 用 2 阶 多 项 式 对 电 导 率 传 感 器 行 拟 合 校 准 时, 样 机 的 盐 度 校 准 误 差 在 ±0.003psu 之 内, 而 重 复 性 测 试 误 差 在 ±0.01psu 之 内, 能 够 达 到 课 题 中 ±0.02psu 的 考 核 指 标, 并 且 测 量 结 没 有 明 显 的 漂 移 趋 势 保 持 相 对 稳 定, 而 深 度 数 据 则 体 现 了 潮 汐 造 的 深 度 变 化, 这 表 明 本 课 题 制 的 传 感 器 能 够 在 实 际 海 洋 环 境 中 正 常 工 作 3. 传 感 器 实 地 部 署 测 试 为 测 试 传 感 器 在 实 际 海 洋 环 境 中 的 运 行 情 况, 我 们 和 中 科 院 电 子 所 合 作, 向 其 提 供 了 5 套 CTD 传 感 器 样 机, 参 其 在 南 海 的 实 地 部 署 测 试 如 图 3 所 示, 样 机 在 200 米 深 的 海 床 上 部 署 5 天 后, 其 外 观 保 持 完 好, 未 受 水 压 的 破 坏, 并 且 传 感 器 表 面 未 受 到 海 洋 生 物 污 染 样 机 采 集 到 的 温 度 盐 度 深 度 等 数 据 历 史 经 验 值 接 近, 其 中, 在 温 度 快 速 变 化 超 过 1oC 时, 盐 度 测 量 数 据 仍 然 图 2 传 感 器 样 机 校 准 测 试 照 片 ( 上 ) 测 试 数 据 ( 下 ) 图 3 参 实 地 部 署 测 试 后 的 传 感 器 样 机 照 片 ( 左 ) 测 试 数 据 ( 右 ) 32

39 基 于 信 息 流 的 多 粒 度 云 安 全 管 控 追 责 技 术 重 点 / 重 大 科 任 务 基 于 信 息 流 的 多 粒 度 云 安 全 管 控 追 责 技 术 基 于 信 息 流 的 多 粒 度 云 安 全 管 控 追 责 技 术 是 计 算 所 牵 头 承 担 的 国 家 863 计 划 信 息 技 术 领 域 课 题 ( 批 准 号 :2015AA016005), 起 止 时 间 为 2015 年 4 月 至 2018 年 4 月 该 项 目 的 总 体 究 目 标 是 究 基 于 信 息 流 的 云 安 全 追 责 管 控 技 术 ; 通 过 程 序 级 系 统 级 网 络 级 的 三 层 管 控 体 系, 实 现 以 数 据 安 全 为 中 心 的 多 粒 度 全 程 式 信 息 流 管 控 和 追 责 突 破 数 据 安 全 标 记 快 速 生 检 索 虚 拟 机 内 细 粒 度 信 息 流 透 明 跟 踪 虚 拟 机 间 的 数 据 操 作 行 为 判 基 于 标 记 的 事 件 检 测 引 擎 基 于 海 量 管 控 日 志 的 追 责 证 据 链 生 等 一 批 关 键 技 术, 获 得 一 批 具 有 自 知 识 产 权 的, 为 我 国 云 计 算 平 台 的 可 控 安 全 提 供 有 力 的 技 术 支 撑 2015 年 度 已 开 的 工 作 包 括 : 1. 云 数 据 安 全 标 记 规 范 草 案 该 草 案 将 数 据 安 全 标 记 引 入 云 平 台, 定 义 了 云 数 据 安 全 标 记 格 式, 规 范 了 安 全 标 记 的 生 和 管 理, 并 结 合 PaaS 平 台 特 点 建 立 了 云 数 据 安 全 标 记 框 架, 提 出 了 一 种 云 数 据 安 全 标 记 系 统 的 实 现 方 法, 该 方 法 有 效 降 低 了 标 记 操 作 对 虚 拟 机 执 行 效 率 的 影 响 目 前 该 草 案 正 在 通 标 协 云 安 全 子 组 行 讨 论 2. 细 粒 度 的 标 签 能 力 传 播 模 型 究 本 年 度 提 出 了 一 种 多 层 次 多 粒 度 的 标 签 能 力 传 播 模 型, 该 模 型 克 服 了 传 统 分 布 式 信 息 流 模 型 中 无 法 实 现 细 粒 度 授 权, 以 及 无 法 对 能 力 行 撤 销 的 缺 陷 3. 虚 拟 机 自 省 技 术 究 虚 拟 机 自 省 是 在 底 层 对 虚 拟 机 的 状 态 事 件 等 行 观 测, 并 从 获 取 的 原 始 二 制 数 据 中 抽 取 还 原 出 操 作 系 统 级 相 应 的 状 态 信 息 以 行 监 控 的 过 程 由 于 虚 拟 机 状 态 事 件 在 宿 机 中 是 以 二 制 形 式 呈 现 的, 无 法 反 映 操 作 系 统 级 相 应 的 语 义 信 息, 称 此 语 义 之 间 的 差 异 为 语 义 鸿 沟, 跨 越 此 鸿 沟 是 虚 拟 机 自 省 的 核 心 关 键 技 术 本 年 度 对 跨 越 语 义 鸿 沟 的 原 理 及 实 现 方 法 行 了 分 析, 将 虚 拟 机 自 省 技 术 分 为 守 株 待 兔 法 顺 藤 摸 瓜 法 以 及 按 图 索 骥 三 种 方 法 4. 网 络 级 标 记 过 滤 系 统 框 架 设 计 该 框 架 由 NISG vfw NTAM SCM CTM 等 五 个 功 能 模 块 构, 其 中 涉 及 负 载 均 衡 vguard 33 科

40 科 2015 科 年 报 虚 拟 化 防 护 NEL 网 络 事 件 描 述 语 言 等 关 键 技 术 负 载 均 衡 技 术 提 升 了 网 络 级 管 控 子 系 统 的 可 靠 性 和 性 能 vguard 虚 拟 化 防 护 技 术 简 化 了 网 络 级 管 控 子 系 统 的 部 署, 同 时 增 强 了 网 络 级 管 控 子 系 统 在 虚 拟 化 环 境 中 的 防 护 能 力 NEL 将 规 则 内 部 组 织 方 式 大 幅 优 化, 将 运 行 时 所 必 需 的 运 算 降 低 到 最 低 限 度, 大 大 提 高 了 引 擎 的 执 行 效 率 5. 基 于 云 平 台 信 息 流 的 追 责 技 术 究 信 息 流 管 控 日 志 分 析 追 责 针 对 云 平 台 信 息 流 管 控 过 程 中 出 现 的 信 息 泄 漏 程 阻 断, 网 络 截 流 等 管 控 行 为 行 发 现 和 还 原, 并 依 据 统 一 的 规 范 形 追 责 证 据, 包 括 日 志 采 集 日 志 聚 类 冗 余 过 滤 噪 声 过 滤 关 联 分 析 证 据 链 生 等 几 个 步 骤 本 年 度 完 了 日 志 信 息 的 采 集 预 处 理 存 储 关 联 分 析 关 键 技 术 的 究, 包 括 基 于 时 空 过 滤 日 志 压 缩 技 术 基 于 语 义 关 联 压 缩 日 志 技 术 基 于 特 征 属 性 的 日 志 流 关 联 分 析 技 术 等 截 止 目 前, 该 项 目 已 发 表 论 文 9 篇, 其 中 SCI 收 录 1 篇,EI 收 录 6 篇, 申 请 专 利 5 项, 申 请 行 业 标 准 1 项 本 项 目 各 参 单 位 在 2015 年 4 月 召 开 了 项 目 启 动 会, 在 2015 年 开 了 云 数 据 标 记 方 法 技 术 分 布 式 信 息 流 控 制 模 型 虚 拟 机 自 省 技 术 网 络 级 标 记 过 滤 系 统 框 架 基 于 云 平 台 信 息 流 的 追 责 等 关 键 技 术 的 究 在 下 一 步 究 中, 将 一 步 加 强 项 目 中 各 单 位 之 间 的 交 流 合 作, 建 立 原 型 系 统, 开 云 计 算 安 全 示 范 应 用 一 流 人 才 一 流 管 理 一 流 一 流 效 益 34

41 云 环 境 下 的 图 像 视 频 群 体 协 同 表 达 处 理 重 点 / 重 大 科 任 务 云 环 境 下 的 图 像 视 频 群 体 协 同 表 达 处 理 国 家 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 云 环 境 下 的 图 像 视 频 群 体 协 同 表 达 处 理 ( 批 准 号 : ) 执 行 时 间 是 2014 年 1 月 至 2018 年 12 月 该 项 目 由 五 个 课 题 构, 承 担 单 位 分 别 为 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 北 京 工 业 大 学 同 济 大 学 中 国 科 学 技 术 大 学 北 京 大 学 本 项 目 旨 在 究 云 环 境 下 的 图 像 视 频 群 体 协 同 表 达 处 理, 发 以 群 体 化 感 知 化 为 基 础 的 信 息 理 论, 建 立 云 环 境 下 图 像 视 频 群 体 表 达 编 码 传 输 评 价 方 法, 形 具 有 自 知 识 产 权 的 AVS 云 媒 体 标 准, 促 我 国 信 息 产 业 由 制 造 优 势 向 技 术 优 势 数 据 优 势 的 转 变 在 过 去 一 年 中, 各 课 题 均 按 照 预 定 计 划 顺 利, 如 下 : 1. 在 图 像 视 频 的 群 体 数 据 协 同 结 构 化 表 达 处 理 方 面, 提 出 了 一 种 新 型 黎 曼 流 形 度 量 学 习 框 架, 有 效 保 持 了 黎 曼 流 形 的 几 何 结 构 ; 提 出 了 采 用 混 合 高 斯 模 型 行 稳 定 的 集 合 建 模, 将 集 合 间 的 匹 配 问 题 形 式 化 为 高 斯 分 布 黎 曼 流 形 上 的 判 别 学 习 ; 针 对 不 同 领 域 间 的 知 识 迁 移 问 题, 提 出 了 可 双 向 迁 移 的 自 编 码 网 络, 实 现 领 域 间 样 本 的 相 互 转 换 知 识 迁 移 ; 提 出 一 种 跨 欧 氏 - 黎 曼 空 间 的 异 质 哈 希 学 习 框 架, 支 持 图 像 和 视 频 在 统 一 的 二 值 编 码 空 间 中 行 精 简 表 示 和 高 效 比 对 ; 一 步, 提 出 一 种 嵌 入 语 义 属 性 的 多 功 能 二 值 编 码 联 合 学 习 方 法, 有 效 支 持 多 层 次 多 粒 度 的 图 像 检 索 和 属 性 预 测 任 务 2. 在 群 体 化 图 像 视 频 编 码 方 面, 提 出 了 一 种 通 过 比 较 预 测 候 选 块 和 当 前 图 像 块 的 哈 希 特 征 实 现 快 速 运 动 估 计 的 方 法, 显 著 减 少 了 运 动 估 计 时 间, 通 过 使 用 保 距 的 哈 希 函 数, 改 善 了 量 化 噪 声 和 采 集 噪 声 对 图 像 块 的 影 响 ; 提 出 了 一 种 混 合 的 图 像 超 分 辨 率 重 建 方 法 来 同 时 兼 顾 数 据 和 模 型 驱 动 的 机 制 ; 将 二 维 稀 疏 表 示 模 型 非 局 部 相 似 性 相 结 合, 给 出 了 二 维 非 局 部 稀 疏 表 示 模 型, 并 在 图 像 去 噪 单 帧 图 像 超 分 辨 率 重 建 等 方 面 验 证 了 该 模 型 的 有 效 性 ; 提 出 了 利 用 拉 普 拉 斯 尺 度 混 合 模 型 对 多 维 稀 疏 信 号 行 建 模 3. 在 群 体 化 图 像 视 频 传 输 方 面, 围 绕 视 觉 失 真 可 容 忍 的 群 体 化 图 像 视 频 传 输 开 究 针 35 科

42 科 2015 科 年 报 对 多 用 户 下 的 伪 模 拟 传 输 场 景, 提 出 了 不 同 优 化 分 配 目 标 下 的 资 源 分 配 提 出 的 无 线 视 频 层 播 框 架 LayerCast; 提 出 了 一 种 联 合 使 用 分 层 的 陪 集 编 码 和 群 体 信 息 下 的 图 像 降 噪 行 群 体 信 息 辅 助 下 的 图 像 传 输 方 法 在 发 送 功 率 固 定 的 情 况 下, 可 以 有 效 的 将 低 频 大 系 数 节 省 下 来 的 能 量 分 配 给 高 频 系 数, 因 此 更 加 有 效 的 保 护 高 频 系 数 ; 提 出 一 种 基 于 群 体 相 关 的 无 线 视 频 传 输 技 术 (KMV-Cast), 将 海 量 视 频 中 的 相 关 数 据 融 合 了 先 验 信 息, 从 而 最 大 化 接 收 端 恢 复 视 频 质 量 此 外, 完 了 自 的 2x2MIMO 软 件 无 线 电 平 台 调 试, 解 决 了 敏 捷 无 线 收 发 芯 片 AD9361 的 配 置 及 校 准 等 关 键 技 术 问 题 4. 在 图 像 视 频 质 量 评 价 方 面, 旨 在 发 观 感 知 一 致 的 图 像 质 量 评 价 理 论 方 法, 为 图 像 视 频 编 码 图 像 视 频 检 索 等 应 用 提 供 评 价 准 则 和 优 化 目 标 提 出 了 一 种 无 参 考 的 锐 利 度 评 估 准 则 用 于 盲 图 像 模 糊 评 价 方 法, 并 扩 到 基 于 双 目 竞 争 的 立 体 图 像 中 ; 提 出 了 一 种 基 于 稀 疏 分 解 的 全 参 考 的 图 像 质 量 评 价 方 法, 以 此 获 得 测 试 图 像 的 观 质 量 ; 提 出 一 种 有 参 考 的 重 定 向 图 像 的 质 量 评 价 算 法, 考 虑 了 图 像 局 部 相 似 性 图 像 内 容 重 信 息 丢 失 以 及 结 构 失 真 三 个 方 面, 分 别 对 应 图 像 重 定 向 算 法 的 三 个 目 标 提 出 一 种 将 图 像 的 语 义 元 素 融 入 图 像 质 量 评 价 的 方 法, 融 入 了 目 标 检 测 得 分 非 极 大 值 抑 制 局 部 特 征 信 息 等, 并 且 可 整 合 到 现 有 方 法 里, 显 著 提 高 其 性 能 5. 在 面 向 群 体 数 据 的 AVS 云 媒 体 标 准 及 验 证 平 台 方 面, 导 制 定 的 国 际 标 准 MPEG CDVS 正 式 颁 布,CDVS 国 际 标 准 简 化 了 视 觉 特 征 抽 取 算 法, 不 同 大 小 的 紧 凑 视 觉 特 征 可 以 互 操 作, 带 宽 适 应 性 强 面 向 大 规 模 视 觉 词 典 的 高 性 能 检 索 问 题, 提 出 了 兼 容 汉 明 距 离 度 量 的 特 征 量 化 方 法 HCQ; 提 出 了 亲 和 保 持 的 特 征 量 化 方 法 APQ, 应 对 高 维 浮 点 特 征 向 量 投 影 空 间 的 非 自 适 应 划 分 问 题 ; 在 基 于 背 景 模 型 的 监 控 视 频 高 效 编 码 方 面, 提 出 了 背 景 图 像 质 量 可 伸 缩 编 码 方 法 ; 探 索 了 基 于 背 景 库 的 监 控 视 频 编 码 算 法 ; 提 出 了 基 于 互 补 显 著 先 验 学 习 的 对 象 分 割 算 法 ; 基 于 背 景 模 型 的 监 控 视 频 编 码 技 术 已 经 被 新 一 代 视 频 编 解 码 标 准 AVS2 采 纳, 目 前 标 准 已 经 送 审 上 述 究,2015 年 度 共 发 表 国 际 刊 物 论 文 26 篇, 国 际 会 议 论 文 40 篇, 申 请 专 利 10 项, 相 关 前 期 究 获 得 国 家 自 然 科 学 奖 二 等 奖 两 项, 电 子 学 会 技 术 发 明 一 等 奖 一 项 从 群 体 图 像 建 模 和 理 解 视 觉 对 象 36

43 在 线 社 会 关 系 网 络 的 挖 掘 分 析 重 点 / 重 大 科 任 务 在 线 社 会 关 系 网 络 的 挖 掘 分 析 本 项 目 为 国 家 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2013 年 1 月 至 2017 年 12 月 本 年 度 在 网 络 信 息 传 播 网 络 社 区 发 现 排 序 学 习 表 达 学 习 推 荐 算 法 情 感 分 类 高 维 视 觉 信 息 处 理 等 方 面 开 了 究 并 形 了 一 系 列 有 国 际 学 术 影 响 的 究 1. 网 络 信 息 传 播 方 面 针 对 传 统 信 息 传 播 点 对 型 模 型 极 易 遇 到 过 表 达 和 过 拟 合 的 问 题, 提 出 了 一 种 基 于 用 户 隐 影 响 力 和 易 感 性 的 信 息 传 播 模 型, 解 决 了 传 统 建 模 方 式 的 问 题, 并 克 服 了 传 统 模 型 依 赖 社 交 网 络 的 限 制 针 对 传 统 的 消 息 流 行 度 模 型 无 法 处 理 社 交 网 络 中 消 息 级 联 效 应 的 问 题, 提 出 了 基 于 自 激 励 霍 克 斯 过 程 的 流 行 度 动 力 学 模 型, 刻 画 了 消 息 传 播 过 程 中 每 一 次 转 发 所 带 来 的 激 励 作 用, 更 好 地 预 测 了 消 息 的 流 行 度 针 对 传 统 图 聚 类 网 络 社 区 发 现 方 法 找 到 的 种 子 节 点 集 合 中 存 在 冗 余 或 边 缘 节 点 的 问 题, 提 出 了 一 种 新 的 模 型, 利 用 多 样 性 图 排 序 的 方 法 选 择 排 序 top-k 的 节 点 作 为 种 子 节 点 集 合, 克 服 了 传 统 算 法 在 随 机 种 子 节 点 选 择 方 面 的 问 题 究 发 表 在 WWW 2015 AAAI 2015 等 网 络 信 息 检 索 和 人 工 智 能 领 域 的 国 际 会 议 上 2. 排 序 表 达 学 习 方 面 针 对 传 统 信 息 检 索 中 多 样 化 排 序 学 习 算 法 无 法 同 时 满 足 在 线 约 束 和 离 线 优 化 的 问 题, 提 出 了 一 种 新 的 排 序 学 习 算 法, 在 排 序 过 程 中 遵 循 最 大 边 际 相 关 度 约 束, 同 时 将 多 样 化 排 序 问 题 转 化 为 文 档 列 表 上 的 二 值 分 类 问 题, 并 可 以 采 用 任 意 的 多 样 化 排 序 评 价 指 标 作 为 目 标 函 数 行 优 化 针 对 信 息 检 索 中 传 统 单 词 表 达 学 习 模 型 仅 考 虑 单 词 在 上 下 文 中 的 共 现 关 系 或 单 词 具 有 相 似 上 下 文 的 替 代 关 系 的 问 题, 提 出 了 一 种 新 的 表 达 学 习 模 型, 以 并 列 或 层 次 的 方 式 同 时 建 模 单 词 间 的 两 种 关 系, 并 在 单 词 相 似 度 语 义 句 法 等 任 务 中 的 效 显 著 超 越 了 传 统 模 型 究 发 表 在 SIGIR 2015 ACL 2015 等 信 息 检 索 和 自 然 语 言 处 理 领 域 的 国 际 会 议 上 3. 高 维 视 觉 信 息 处 理 方 面 针 对 传 统 高 维 视 觉 数 据 分 析 从 数 据 的 统 计 37 科

44 科 2015 科 年 报 假 设 出 发, 忽 略 了 数 据 固 有 结 构 关 系 的 问 题, 提 出 了 基 于 数 据 结 构 分 布 采 用 流 形 排 序 挖 掘 数 据 的 显 著 程 度 的 方 法, 提 高 了 社 交 网 络 数 据 中 高 维 信 息 表 达 的 准 确 性 针 对 传 统 高 维 视 觉 数 据 分 析 中 邻 域 结 构 信 息 难 以 有 效 表 征 个 体 群 体 的 关 系 的 问 题, 构 建 了 数 据 间 的 顶 点 - 边 缘 权 重 图 模 型, 增 强 了 异 常 检 测 中 目 标 和 背 景 像 素 的 辨 别 性 针 对 传 统 多 模 型 数 据 处 理 方 法 仅 考 虑 不 同 模 型 之 间 的 差 异 分 布, 较 少 考 虑 模 型 内 部 的 分 布 结 构 的 问 题, 依 据 物 理 学 中 粒 子 间 作 用 力 模 型 构 建 了 结 构 描 述 子, 增 强 了 个 体 群 体 的 差 异 信 息, 准 确 描 述 了 场 景 全 局 信 息 究 发 表 在 IEEE Transactions on Cybernetics IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 等 SCI 检 索 国 际 期 刊 上 4. 学 术 活 动 1) 项 目 负 责 人 程 学 旗 究 员 组 织 了 中 英 中 澳 中 韩 大 数 据 论 坛, 推 动 各 方 之 间 的 学 术 和 技 术 交 流 合 作, 建 立 了 良 好 的 沟 通 通 道 和 合 作 机 制 2) 项 目 负 责 人 程 学 旗 究 员 组 织 了 第 三 届 数 据 科 学 和 大 数 据 分 析 学 术 讨 会 (DSBDA) 3) 项 目 负 责 人 程 学 旗 究 员 共 同 组 织 了 第 二 十 一 届 全 国 信 息 检 索 学 会 会 议 (CCIR 2015) 4) 项 目 负 责 人 程 学 旗 究 员 应 邀 在 国 内 多 家 科 单 位 做 了 关 于 在 线 社 会 关 系 网 络 挖 掘 分 析 的 学 术 报 告, 扩 大 了 本 项 目 在 国 内 的 影 响 力 5) 项 目 负 责 人 程 学 旗 究 员 组 织 和 参 加 了 一 系 列 大 数 据 分 析 相 关 的 学 术 会 议 和 高 峰 论 坛, 介 绍 了 本 项 目 的 究 6) 项 目 骨 干 员 沈 华 伟 副 究 员 作 为 青 年 科 学 家 共 同 组 织 了 中 德 前 沿 技 术 探 索 圆 桌 会 议 (ERTC 2015) 创 新 求 实 团 结 高 效 38

45 动 态 可 配 置 的 压 缩 感 知 像 系 统 重 点 / 重 大 科 任 务 动 态 可 配 置 的 压 缩 感 知 像 系 统 本 项 目 是 国 家 自 然 科 学 基 金 科 学 仪 器 基 础 究 专 项 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2014 年 1 月 至 2017 年 12 月, 前 期 得 到 中 科 院 装 备 制 项 目 的 支 持 本 项 目 旨 在 面 向 压 缩 感 知 像 究 的 实 际 需 求, 提 供 任 意 值 测 量 矩 阵 的 配 置, 用 以 验 证 不 同 的 测 量 矩 阵 在 光 学 像 中 的 实 际 效 ; 实 现 图 像 采 集 恢 复, 呈 现 一 体 化, 让 究 人 员 高 效 快 捷 地 验 证 自 己 的 恢 复 算 法 和 像 效 2015 年 究 如 下 : 1. 初 步 实 现 了 动 态 可 配 置 的 压 缩 感 知 像 装 置, 采 集 方 式 包 括 和 单 像 素 像, 阵 面 像 ; 像 方 式 包 括 无 透 镜 像 和 有 透 镜 像 ; 采 集 对 象 包 括 图 像 和 视 频 ; 测 量 矩 阵 实 现 包 括 液 晶 DMD; 采 集 频 谱 包 括 红 外 可 见 光 并 且 实 现 了 采 集 恢 复 流 程 一 体 化 2. 对 压 缩 感 知 图 像 重 建 算 法 方 面 行 了 深 入 的 究, 提 出 了 全 局 测 量 局 部 稀 疏 的 压 缩 感 知 图 像 恢 复 算 法, 基 于 非 局 部 相 似 度 模 型 的 压 缩 感 知 图 像 恢 复 算 法, 基 于 秩 极 小 化 理 论 的 压 缩 感 知 图 像 恢 复 算 法 等 压 缩 感 知 图 像 恢 复 算 法, 提 高 压 缩 感 知 图 像 重 建 质 量 10%~20% 3. 对 压 缩 感 知 重 建 算 法 行 了 深 入 究, 提 出 了 给 定 的 标 准 AGCM 原 子 的 OMP 算 法, AGCM 原 子 的 自 适 应 无 字 典 OMP 算 法, 低 秩 矩 阵 拟 合 算 法 和 正 交 秩 1 矩 阵 追 踪 法 等 压 缩 感 知 重 建 算 法, 已 经 广 泛 应 用 于 地 震 波 信 号 的 恢 复 4. 在 压 缩 感 知 图 像 重 建 硬 件 加 速 方 面, 实 现 了 GPU 并 行 的 压 缩 感 知 图 像 恢 复 算 法, CPU 相 比, 恢 复 速 度 提 高 了 100 倍 以 上 基 于 Xilinx V7 2000T, 实 现 了 一 套 完 整 的 硬 件 化 压 缩 感 知 数 据 采 集 重 建 架 构, 实 现 从 数 据 采 集 到 重 建 全 过 程 的 硬 件 化, 数 据 同 步 和 控 制 精 度 达 到 纳 秒 级, 对 外 数 据 带 宽 达 到 10Gbps, 实 现 高 速 采 集 和 重 建 结 高 速 回 传 目 前 项 目 组 在 压 缩 感 知 像 方 面 发 表 论 文 11 篇, 其 中 在 SCI 期 刊 上 发 表 论 文 7 篇, 在 国 际 会 议 上 发 表 论 文 4 篇 培 养 究 生 5 名, 申 请 5 项 国 家 发 明 专 利 提 出 新 的 问 题 和 究 思 路 功 申 请 了 国 家 自 然 基 金 面 上 项 目 ( ) 在 项 目 实 施 过 程 中, 项 目 组 国 内 外 究 机 构 紧 密 合 作, 美 国 德 州 大 学 奥 斯 汀 分 校, 加 拿 大 阿 尔 伯 39 科

46 科 2015 科 年 报 特 大 学, 德 国 哥 根 廷 大 学 等 国 外 著 名 大 学 究 者 合 作 发 表 文 章 多 篇 项 目 组 员 参 组 织 SEG 压 缩 感 知 - 勘 探 地 球 物 理 应 用 新 技 术 讨 会, 并 担 任 技 术 委 员 会 联 合 席, 在 3 天 的 会 议 中, 国 内 外 多 名 究 者 交 流 了 压 缩 感 知 的 最 新 究 图 1 压 缩 感 知 像 设 备 内 部 结 构 图 2 场 景 图 3 采 样 过 程 ( 掩 膜 + 场 景 ) 图 4 单 像 素 重 建 图 像 40

47 数 据 并 行 线 程 并 行 合 一 的 可 伸 缩 处 理 器 体 系 结 构 重 点 / 重 大 科 任 务 数 据 并 行 线 程 并 行 合 一 的 可 伸 缩 处 理 器 体 系 结 构 本 项 目 为 国 家 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2014 年 1 月 至 2018 年 12 月 本 项 目 旨 在 发 一 种 新 的 通 用 微 处 理 器 体 系 结 构, 它 不 同 于 当 前 常 见 的 基 于 动 态 超 标 量 技 术 和 静 态 SIMD 部 件 的 通 用 处 理 器 结 构, 而 是 用 同 一 套 控 制 和 运 算 部 件 来 同 时 支 持 线 程 并 行 和 数 据 并 行, 因 而 具 有 结 构 简 单 灵 活 片 上 资 源 利 用 率 高 性 能 价 格 比 高 性 能 功 耗 比 高 等 特 点 除 了 单 独 应 用 外, 它 还 可 以 作 为 众 核 处 理 器 的 基 本 构 件, 用 于 实 现 高 性 能 云 数 据 中 心 服 务 器, 也 可 以 作 为 嵌 入 到 SoC 芯 片 中 的 处 理 器 核 心, 用 于 实 现 各 类 云 终 端 装 置 基 本 思 路 是 : 通 过 深 度 流 水 提 高 工 作 频 率 通 过 多 线 程 和 长 向 量 容 忍 延 迟 通 过 静 态 结 构 和 资 源 复 用 降 低 功 耗 和 本 在 该 体 系 结 构 中, 处 理 器 具 有 三 种 执 行 方 式, 即 纯 多 线 程 并 行 纯 数 据 并 行 多 线 程 并 行 和 数 据 并 行 轮 流 切 换 项 目 已 于 2016 年 1 月 通 过 基 金 委 组 织 的 中 期 检 查, 在 2015 年 度 完 的 工 作 体 现 在 以 下 三 点 : 1. ETDPIC 指 令 系 统 究 发 出 了 一 种 能 兼 具 线 程 并 行 和 数 据 并 行 的 ETDPIC 指 令 系 统, 它 采 用 了 数 据 流 思 想, 线 程 并 行 体 现 在 执 行 过 程 中 同 时 支 持 多 个 线 程 行 切 换, 线 程 流 水 入 处 理 单 元 ; 而 每 个 线 程 则 同 时 支 持 SIMD, 同 时 对 多 个 数 据 行 处 理, 体 现 数 据 并 行 思 想 ETDPIC 实 现 高 效 的 线 程 并 行 和 数 据 并 行 的 同 时 给 访 存 网 络 带 来 较 大 的 压 力, 本 究 采 用 了 SIMD 空 间 拆 分 的 方 式 减 少 访 存 请 求 的 数 量, 减 少 访 存 网 络 压 力 具 体 实 现 是 将 单 线 程 对 应 的 多 个 SIMD 的 地 址 空 间 拆 分, 并 将 一 次 访 存 产 生 的 多 个 地 址 合 并 到 同 一 Bank 上, 如 此 可 以 让 PE 产 生 的 SIMD 访 存 消 息 的 多 个 地 址 对 应 片 上 同 一 个 缓 存, 提 高 访 存 效 率 2. 处 理 器 体 系 结 构 模 拟 器 究 在 究 中, 模 拟 器 将 起 到 不 可 或 缺 的 作 用, 因 为 对 于 数 据 并 行 和 线 程 并 行 的 设 计 和 开 销 的 权 衡 需 在 模 拟 器 行 复 杂 的 结 构 设 计 以 及 做 大 量 的 实 验, 通 过 实 验 数 据 来 确 定 本 课 题 究 的 可 伸 缩 处 理 器 体 系 结 构 的 最 终 设 计 方 案 和 数 据 支 撑 本 究 开 发 了 基 于 并 行 离 散 事 件 模 拟 的 模 拟 器, 其 核 心 思 想 是 将 模 拟 的 目 标 系 统 和 模 拟 技 术 41 科

48 科 2015 科 年 报 本 身 分 离, 前 者 我 们 抽 象 一 个 个 的 组 件, 后 者 则 称 为 模 拟 框 架, 组 件 包 含 了 目 标 模 拟 系 统 所 含 的 模 块, 框 架 则 包 含 了 模 拟 本 身 相 关 的 功 能, 如 配 置 功 能 并 行 加 速 功 能 模 块 通 信 功 能 等 该 模 拟 平 台 的 构 建 为 本 项 目 相 关 结 构 究 提 供 了 可 靠 保 证 3. 基 准 测 试 程 序 究 基 准 测 试 程 序 是 评 价 项 目 设 计 的 新 型 处 理 器 体 系 结 构 已 有 的 常 规 方 案 在 性 能 功 耗 本 等 方 面 的 优 劣 的 依 靠 标 准 为 了 后 续 微 体 系 结 构 设 计 的 究 和 评 估, 本 究 开 发 了 一 套 Micro-Benchmark Benchmark 的 提 取 从 两 个 方 面 开 : 一 是 分 析 HPC 领 域 的 典 型 Workload, 包 括 大 气 模 拟 流 体 动 力 学 石 油 勘 探 核 物 理 生 物 信 息 基 因 材 料 金 融 保 险 密 码 分 析 等 重 领 域 的 核 心 算 法 ; 二 是 分 析 Big Data 领 域 的 典 型 Workload, 包 括 大 数 据 分 析 数 据 挖 掘 机 器 学 习 网 页 搜 索 社 交 网 络 数 据 库 电 子 商 务 大 数 据 多 媒 体 可 视 化 等 重 领 域 的 核 心 算 法 跻 身 国 际 前 沿 关 注 国 计 民 生 引 领 中 国 信 息 产 业 42

49 高 效 通 用 数 据 中 心 体 系 结 构 究 重 点 / 重 大 科 任 务 高 效 通 用 数 据 中 心 体 系 结 构 究 本 项 目 为 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 国 际 ( 地 区 ) 合 作 究 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2019 年 12 月 本 项 目 的 究 目 标 是 设 计 并 实 现 一 种 新 型 高 效 通 用 数 据 中 心 体 系 结 构, 在 保 障 应 用 服 务 质 量 的 基 础 上 将 数 据 中 心 计 算 资 源 利 用 率 提 高 到 60% 以 上 年 度 在 以 下 四 方 面 取 得 了 : (1) 感 知 多 应 用 的 硬 件 资 源 管 理 机 制 方 面, 解 决 了 两 个 的 挑 战 : 一 是 为 Cache 写 回 请 求 的 标 签 机 制 ; 二 是 如 何 为 I/O 请 求 和 中 断 响 应 请 求 打 上 标 签 (2) 硬 件 资 源 数 据 平 面 控 制 平 面 设 计 方 面, 为 多 种 组 件 设 计 了 一 个 基 本 的 控 制 平 面 结 构, 包 括 三 个 由 标 签 索 引 的 控 制 表 表, 分 别 是 : 用 于 存 放 资 源 分 配 策 略 的 参 数 表 (parameter table), 用 于 记 录 资 源 使 用 信 息 的 统 计 表 (statistics table), 以 及 用 于 存 放 性 能 触 发 条 件 的 触 发 表 (trigger table) (3) 低 复 杂 度 低 开 销 软 件 栈 设 计 实 现 方 面, 利 用 服 务 器 中 已 有 的 IPMI/BMC 模 块 实 现 集 中 式 的 平 台 资 源 管 理 器, 实 现 了 无 虚 拟 化 层 的 全 硬 件 支 持 虚 拟 化 功 能, 同 时 对 性 能 隔 离 及 其 编 程 接 口 行 支 持 (4) 数 据 中 心 作 业 / 资 源 调 度 技 术 方 面, 设 计 实 现 了 基 于 OpenStack 的 支 持 QoS 的 硬 件 资 源 管 理 框 架, 通 过 对 资 源 的 精 细 化 管 理, 实 现 硬 件 感 知 业 务 2. 究 初 步 影 响 力 (1) 实 现 了 两 套 原 型 系 统 以 验 证 该 体 系 结 构 的 效, 分 别 是 基 于 gem5 的 体 系 结 构 模 拟 器 和 FPGA 原 型 系 统 ( 如 图 1 所 示 ) 究 初 步 究 发 表 于 体 系 结 构 顶 级 会 议 ASPLOS 2015; (2) 因 为 国 际 学 术 界 对 PARD 究 工 作 的 肯 定, 课 题 执 行 负 责 人 包 云 岗 究 员 收 到 邀 请 参 加 由 UC Berkeley 的 David Patterson 教 授 EPFL 的 EcoCloud 中 心 任 Babak Falsafi 教 授 等 组 织 在 德 国 举 行 的 为 期 一 周 的 关 于 数 据 中 心 架 构 (Rack-scale Computing) 的 论 坛 Dagstuhl Seminar, 会 者 来 自 Stanford MIT Berkeley IBM Microsoft HP 等 国 际 专 家 ( 如 图 2 所 示 ); (3) 在 工 业 界,PARD 项 目 得 到 华 为 的 大 力 支 持, 计 算 所 华 为 联 合 申 请 了 包 括 多 个 高 价 值 专 利 的 专 利 群, 作 为 华 为 全 球 合 作 五 个 代 表 性 43 科

50 科 2015 科 年 报 之 一 入 选 华 为 2015 年 报 ; 3. 国 际 合 作 交 流 情 况 在 本 课 题 的 资 助 下, 我 们 邀 请 了 13 位 国 外 专 家 到 国 内 行 学 术 交 流, 包 括 美 国 普 林 斯 顿 大 学 Kai Li 教 授 美 国 加 州 大 学 圣 地 哥 分 校 Yuanyuan Zhou 教 授 美 国 德 州 大 学 奥 斯 丁 分 校 Mattan Erez 教 授 美 国 杜 克 大 学 Benjamin Lee 教 授 美 国 高 通 公 司 Dileep Bhandarkar 博 士 等 世 界 知 名 学 者 专 家 同 时, 项 目 组 员 分 别 于 2015 年 3 月 9-10 日 访 问 美 国 莱 斯 大 学, 于 2015 年 11 月 日 访 问 芝 加 哥 大 学, 并 作 学 术 报 告 :A New Perspective on Supporting QoS in Computer Architecture: The Computer as a Network 此 外, 本 课 题 一 步 扩 大 普 林 斯 顿 大 学 的 合 作 范 围, 电 子 系 Ruby Lee 教 授 团 队 也 开 了 合 作 面 向 云 计 算 安 全 的 系 统 架 构 究 图 1 基 于 软 件 模 拟 器 FPGA 的 PARD 原 型 系 统 图 2 参 加 Rack-Scale Computing Dagstuhl Seminar 论 坛 44

51 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 结 构 重 点 / 重 大 科 任 务 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 结 构 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 结 构 是 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2019 年 12 月 2015 年 度, 在 异 构 并 行 理 论 模 型 异 构 处 理 器 总 体 架 构 加 速 核 结 构 编 程 模 型 和 运 行 时 系 统 等 五 个 方 面 等 方 面 行 了 探 索 究, 取 得 了 一 系 列, 完 了 年 度 预 期 目 标 下 面 介 绍 本 项 目 本 年 度 取 得 的 突 出 在 2015 年 度, 在 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 结 构 究 领 域 中, 本 项 目 使 用 了 C/C++ 模 拟 器 对 易 编 程 的 异 构 并 行 处 理 器 的 结 构 参 数 和 能 效 设 计 空 间 行 探 索, 该 模 拟 器 拟 包 含 多 个 处 理 器 核, 并 完 了 RTL 代 码 平 台 的 搭 建 和 验 证 平 台 的 搭 建, 从 而 更 加 全 面 的 评 估 其 体 系 结 构 设 计 参 数 能 效 设 计 空 间 的 相 互 联 系 本 年 度 所 取 得 的 阶 段 性 究 对 本 项 目 明 年 的 究 奠 定 了 坚 实 基 础 2015 年, 在 异 构 并 行 编 程 模 型 这 一 领 域 的 不 同 方 面 行 了 深 入 究 其 中 发 表 的 14 篇 文 章 中, 包 括 了 CCF 的 A 类 国 际 学 术 期 刊 TOCS 一 篇, TOC 两 篇,TCAD 一 篇,CCF 的 B 类 国 际 学 术 期 刊 TACO 一 篇,TODAES 一 篇, 发 表 的 国 际 会 议 文 章 包 括 了 CCF 的 A 类 国 际 会 议 ISCA 一 篇, ASPLOS 一 篇,CCF 的 B 类 国 际 会 议 DATE 一 篇 这 些 发 表 在 国 际 顶 级 期 刊 和 会 议 上 的 众 多 文 章, 具 有 很 大 影 响 力 因 此 陈 云 霁 究 员 入 选 2015 年 度 MIT TR35, 并 受 邀 担 任 了 CCF 的 A 类 国 际 会 议 国 际 微 体 系 结 构 会 议 (MICRO) 程 序 委 员 会 员 和 IEEE 国 际 计 算 机 体 系 结 构 (ISCA) 技 术 程 序 委 员 会 员 45 科

52 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 差 错 容 忍 计 算 器 件 基 础 理 论 方 法 差 错 容 忍 计 算 器 件 基 础 理 论 方 法 是 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2019 年 12 月, 计 算 所 是 该 项 目 的 承 担 单 位, 香 港 中 文 大 学 和 同 济 大 学 是 该 项 目 的 合 作 单 位 该 项 目 2015 年 启 动, 在 运 行 时 结 质 量 可 控 的 体 系 结 构 运 行 时 结 质 量 可 控 的 电 路 设 计 高 能 效 存 储 器 的 近 数 据 计 算 等 方 面 取 得 了 重, 本 年 度 发 表 和 录 用 SCI 期 刊 论 文 8 篇 ( 含 IEEE/ACM Trans. 论 文 6 篇 ) EI 国 际 会 议 论 文 15 篇 ( 含 DAC 3 篇,DATE 3 篇,ICCAD 1 篇 ) EI 核 心 期 刊 论 文 6 篇 在 运 行 时 结 质 量 可 控 的 体 系 结 构 方 面, 针 对 片 外 存 储 器 的 访 问 行 了 究 很 多 大 数 据 处 理 的 应 用 需 频 繁 存 取 片 外 存 储 器 内 存 放 的 数 据, 而 很 多 这 样 的 应 用 执 行 时 并 不 求 图 1 ApproxMA: 近 似 存 储 访 问 46

53 差 错 容 忍 计 算 器 件 基 础 理 论 方 法 完 整 的 数 据 精 度, 通 过 精 度 缩 放 可 以 在 得 到 可 控 质 量 结 的 同 时 极 大 减 少 能 耗 针 对 这 个 问 题, 提 出 了 针 对 片 外 存 储 器 存 取 的 精 度 缩 放 方 法 ApproxMA, 可 调 整 片 外 存 储 器 的 访 问 精 度 从 而 取 得 更 为 可 观 的 能 耗 节 约, 在 保 证 计 算 质 量 的 同 时 取 得 尽 可 能 多 的 能 耗 节 约, 并 功 地 把 ApproxMA 应 用 到 聚 类 算 法 中, 结 证 实 了 这 种 近 似 存 储 器 访 问 的 有 效 性 在 运 行 时 结 质 量 可 控 的 电 路 设 计 方 面, 针 对 人 工 神 经 元 网 络 类 应 用 行 了 究 神 经 网 络 类 应 用 以 计 算 量 大 可 容 错 能 力 高 而 著 称 通 过 替 换 电 路 中 一 部 分 加 法 器 或 乘 法 器 为 可 近 似 的 版 本, 可 以 取 得 可 观 的 能 耗 节 约 ; 然 而 以 往 的 究 并 没 有 考 虑 频 繁 数 据 读 取 对 能 耗 和 计 算 质 量 造 的 影 响, 并 且 不 能 对 计 算 结 的 质 量 有 所 保 证 针 对 这 个 问 题, 提 出 了 一 个 针 对 神 经 网 络 应 用 的 系 统 性 的 电 路 设 计 方 法 ApproxANN, 综 合 考 虑 了 对 计 算 和 数 据 读 取 的 近 似, 由 于 数 据 读 取 所 占 能 量 消 耗 比 重 更 大, 可 以 比 传 统 只 考 虑 计 算 的 方 法 取 得 更 显 著 的 能 耗 节 约 ; 而 提 出 了 一 个 行 系 统 性 设 计 的 优 化 过 程, 在 一 定 质 量 阈 值 下 取 得 最 大 的 能 耗 节 约 在 高 能 效 存 储 器 的 近 数 据 计 算 方 面, 究 将 计 算 数 据 存 储 资 源 紧 密 地 集 到 单 芯 片 系 统 当 中 以 解 决 存 储 墙 问 题, 利 用 新 型 相 变 存 储 器 设 计 出 了 一 种 低 开 销 的 近 数 据 存 储 内 加 速 器 ProPRAM, 兼 容 现 有 存 架 构 实 现 近 数 据 计 算, 有 效 地 加 速 了 存 储 密 集 型 应 用, 从 算 法 层 编 译 层 重 新 优 化 一 系 列 面 向 大 数 据 处 理 的 非 计 算 密 集 型 应 用 及 算 法, 使 其 映 射 到 所 设 计 的 近 数 据 加 速 器 之 上, 并 且 无 需 处 理 器 参 任 务 执 行, 从 而 极 大 地 提 高 加 速 能 效 比 图 2 近 数 据 存 储 内 加 速 器 ProPRAM 科 47

54 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 面 向 气 候 和 湍 流 模 拟 的 百 万 量 级 异 构 众 核 可 扩 并 行 算 法 优 化 方 法 面 向 气 候 和 湍 流 模 拟 的 百 万 量 级 异 构 众 核 可 扩 并 行 算 法 优 化 方 法 是 计 算 所 牵 头 承 担 的 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 为 2015 年 1 月 到 2019 年 12 月 本 课 题 选 取 全 球 气 候 模 拟 和 直 接 法 湍 流 计 算 为 究 对 象, 针 对 其 中 的 结 构 非 结 构 网 格 FFT 稠 密 矩 阵 计 算 和 稀 疏 线 性 代 数 等 典 型 计 算 和 通 信 模 式, 开 网 络 拓 扑 和 通 信 避 免 可 扩 并 行 算 法 并 行 编 程 框 架 和 基 于 模 板 的 自 适 应 优 化 技 术, 从 大 规 模 并 行 应 用 软 件 制 角 度 出 发, 解 决 并 行 软 件 面 临 的 性 能 难 以 连 续 线 性 可 扩 和 可 移 植 的 挑 战 2015 年 度 如 下 : 1. 大 规 模 异 构 众 核 并 行 的 建 模 理 论 可 扩 性 方 法 究 一 步 系 统 深 入 剖 析 了 多 层 次 不 连 续 非 线 性 可 扩 现 象 ; 对 两 个 科 学 计 算 核 心 关 键 算 法 的 一 类 软 错 误 给 出 了 新 的 理 论 结 以 及 容 错 算 法 在 深 入 调 国 内 外 相 关 究 现 状 和 的 基 础 上, 一 步 对 本 项 目 拟 究 的 高 性 能 计 算 的 多 个 层 次, 即 物 理 模 型 并 行 算 法 设 计 和 并 行 软 件 性 能 优 化 中 的 不 连 续 非 线 性 可 扩 现 象 行 深 入 的 扩 细 化 和 梳 理 首 先, 将 这 一 概 念 扩 到 硬 件 层 面, 指 出 计 算 机 硬 件 系 统 的 发 也 存 在 不 连 续 非 线 性 现 象, 在 纵 向 层 次 扩 这 一 现 象 ; 其 次, 对 于 每 种 层 次 的 不 连 续 和 非 线 性 行 细 化, 在 每 个 层 次 中 横 向 列 举 更 多 实 例 ; 最 后, 对 各 种 具 体 实 例 行 整 体 的 分 类 梳 理, 完 善 形 最 终 的 多 层 次 不 连 续 非 线 性 可 扩 现 象 综 述 2. 几 个 重 点 应 用 领 域 的 可 扩 并 行 算 法 设 计 究 一 步 在 国 产 平 台 上 对 选 取 的 两 类 应 用 行 大 规 模 测 试, 深 入 分 析 了 大 规 模 应 用 的 特 征 和 瓶 颈, 为 后 续 优 化 设 计 工 作 奠 定 了 基 础 在 全 球 气 候 模 拟 应 用 方 面 首 先, 分 辨 率 的 IAP AGCM4.1 在 天 河 1 上 完 了 10 年 ( ) 的 AMIP 积 分 试 验, 初 步 结 表 明 模 式 48

55 面 向 气 候 和 湍 流 模 拟 的 百 万 量 级 异 构 众 核 可 扩 并 行 算 法 优 化 方 法 的 计 算 结 是 合 理 可 靠 的 其 次, 初 步 分 析 了 及 两 种 分 辨 率 的 情 况 下 不 同 过 程 占 用 的 计 算 时 间 的 比 例, 为 后 续 计 算 性 能 的 提 升 提 供 了 依 据 在 1.4 的 分 辨 率 下, 随 着 CPU 核 数 的 增 加, 物 理 过 程 计 算 时 间 所 占 的 比 重 迅 速 下 降, 从 串 行 的 57% 下 降 到 512 核 的 17.2%, 表 明 模 式 的 物 理 过 程 有 较 好 的 并 行 可 扩 性 最 后, 在 曙 光 新 一 代 高 性 能 计 算 机 硅 立 方 上 完 了 CESM 大 气 分 量 模 式 CAM5 的 万 核 测 试, 为 今 后 开 IAP AGCM4.1 的 万 核 测 试 积 累 的 经 验 对 单 独 的 动 力 框 架 而 言, 无 论 对 -O2 还 是 -O0 都 具 有 较 好 的 并 行 可 扩 性,-O2 在 8192 核 时 仍 具 有 较 高 的 并 行 效 率 ;-O0 在 1 万 核 仍 保 持 高 的 并 行 效 率 加 入 物 理 过 程 后, 在 -O0 的 情 况 下 计 算 速 度 变 化 不 大, 且 至 8192 核 一 直 保 持 较 高 的 加 速 比 由 于 计 算 资 源 的 限 制, 有 三 组 试 验 尚 未 开 万 核 以 上 的 测 试, 下 年 度 将 继 续 行 该 方 面 的 工 作 在 大 规 模 3 维 FFT 及 直 接 法 湍 流 模 拟 应 用 方 面, 调 国 内 外 本 课 题 究 内 容 相 关 的 现 状 和 趋 势 在 国 产 异 构 众 核 并 行 系 统 平 台 上 移 植 湍 流 模 拟 软 件 由 MPI 实 现 移 植 为 基 于 Parray 的 Parallel C 语 言 实 现, 测 试 规 模 至 16384^3 的 软 件 性 能 及 可 扩 性 究 和 建 立 异 构 众 核 并 行 计 算 系 统 的 拓 扑 结 构 和 层 次 存 储 感 知 的 性 能 模 型, 以 GPU 集 群 为 例 分 析 其 各 存 储 部 件 间 数 据 传 输 性 能 和 各 计 算 单 元 计 算 性 能, 为 后 续 并 行 算 法 设 计 提 供 理 论 依 据 一 步, 对 核 心 FFT 问 题, 根 据 异 构 集 群 多 层 次 异 构 存 储 的 特 点, 决 定 了 在 其 上 行 计 算 时, 数 据 需 行 更 多 维 度 的 划 分 我 们 利 用 介 绍 多 维 数 组 维 度 转 置 的 表 示 方 法 和 课 题 组 实 现 的 Parray 语 言, 可 以 对 异 构 集 群 复 杂 数 据 维 度 变 换 的 数 据 操 作 行 清 晰 表 示 同 时 介 绍 基 于 数 组 维 度 类 型 程 序 设 计 方 法 和 Parray 语 言 实 现 的 天 河 1A 系 统 上 的 大 规 模 3 维 FFT, 该 算 法 代 码 实 现 简 洁, 同 时 得 到 了 良 好 的 性 能 和 可 延 性 相 关 工 作 发 表 在 2015 年 软 件 学 报 上 3. 面 向 重 点 应 用 领 域 的 异 构 众 核 并 行 编 程 框 架 究 通 过 实 例 剖 析 和 验 证 Parray 语 言 特 性 并 一 步 提 出 了 一 种 分 片 的 语 言 机 制, 设 计 一 种 众 核 结 构 上 基 于 制 导 的 共 享 内 存 相 关 优 化 框 架, 设 计 了 一 种 针 对 结 构 网 格 应 用 的 并 行 编 程 语 言 及 其 检 查 工 具 课 题 组 提 出 的 Parray 使 用 数 组 类 型 对 数 据 的 物 理 存 储 和 逻 辑 结 构 行 分 离, 使 用 统 一 的 线 程 数 组 类 型 表 示 各 种 程 ( 线 程 ) 的 创 建 以 及 它 们 之 间 的 控 制 流 转 使 用 Parray 实 现 的 高 性 能 GPU 矩 阵 乘 法, 在 天 河 1A 单 节 点 上 的 测 试 性 能 和 CUBLAS4.0 相 当 一 步 分 析 表 明, 通 常 的 编 程 机 制, 会 被 集 到 多 种 编 程 语 言 中 然 而, 现 有 的 各 种 通 用 编 程 语 言 机 制 没 有 反 映 异 构 体 系 结 构 及 其 应 用 的 体 系 结 构 特 征 我 们 一 步 提 出 称 为 分 片 的 语 言 机 制, 用 来 衔 接 不 同 层 次 的 存 储 结 构 的 编 程 : 外 层 的 对 应 于 更 大 的 更 慢 的 和 分 布 的 存 储 器 以 及 内 层 的 对 应 于 更 小 的 更 快 的 局 部 的 存 储 器 机 制 相 关 论 文 发 表 在 2015 年 PPoPP 和 CCGrid 国 际 会 议 上 49 科

56 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 大 数 据 结 构 关 系 的 度 量 简 约 计 算 大 数 据 结 构 关 系 的 度 量 简 约 计 算 是 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 为 2015 年 1 月 到 2019 年 12 月 本 年 度 究 工 作 按 照 项 目 任 务 书 的 计 划 行, 围 绕 着 网 络 链 路 预 测 网 络 小 世 界 模 型 动 态 演 化 网 络 的 相 关 算 法 等 问 题 开 究, 并 形 了 一 系 列 有 国 际 学 术 影 响 的 究 代 表 性 究 概 述 如 下 : 1. 网 络 链 路 预 测 链 路 预 测 是 网 络 科 学 中 一 个 基 本 问 题, 为 了 衡 量 网 络 可 被 预 测 的 难 易 程 度, 我 们 提 出 假 设 : 网 络 越 具 有 规 律 性 越 容 易 被 预 测 如 随 机 从 网 络 中 抽 取 出 一 小 部 分 链 路, 网 络 的 特 征 向 量 空 间 受 到 的 影 响 很 小, 就 说 明 网 络 是 具 有 规 律 性 的 借 鉴 量 子 力 学 中 一 阶 微 扰 的 方 法, 提 出 了 结 构 一 致 性 来 度 量 这 个 差 异, 它 可 以 直 接 用 来 刻 画 网 络 的 可 被 预 测 的 程 度 大 量 的 模 拟 网 络 和 真 实 网 络 实 验 都 支 持 了 我 们 的 结 论 : 结 构 一 致 性 越 强 的 网 络 越 容 易 被 准 确 预 测 丢 失 的 链 路 我 们 利 用 结 构 一 致 性, 提 出 了 一 种 新 的 名 为 结 构 微 扰 法 的 链 路 预 测 方 法 这 个 方 法 在 预 测 丢 失 的 链 路, 以 及 甄 别 网 络 中 添 加 的 噪 音 边 两 方 面 都 明 显 超 过 了 当 前 流 的 方 法, 包 括 知 名 的 层 次 结 构 法 和 随 机 分 块 法 2. 动 态 演 化 网 络 算 法 究 排 序 作 为 最 基 本 而 经 典 的 算 法 问 题, 在 大 数 据 时 代 依 然 是 众 多 关 键 应 用 的 基 石 我 们 究 了 访 问 受 限 的 动 态 数 据 模 型 下 的 排 序 和 查 找 问 题 我 们 借 鉴 Anagnostopoulos 等 人 提 出 的 动 态 数 据 的 模 型, 采 用 Kendall tau 距 离 作 为 衡 量 算 法 性 能 的 指 标 我 们 究 了 top-k-selection 问 题 : 在 每 个 时 刻 t, 找 出 top k 的 元 素 并 将 其 排 序 之 前 Anagnostopoulos 等 人 的 工 作 只 究 了 k=1 和 k=n 我 们 的 贡 献 是 确 定 了 该 问 题 的 相 变 点 k*, 即 当 k=o(k*) 时, 该 问 题 可 以 以 1-o(1) 的 概 率 无 差 错 地 解 决 同 时 我 们 证 明 了 当 k 超 过 k* 时, 对 于 任 何 算 法, 所 求 得 的 顺 序 真 实 顺 序 的 Kendall tau 距 离 都 至 少 是 k2/n 的, 而 且 我 们 的 算 法 表 明 这 个 界 是 紧 的 我 们 还 究 了 topk-set 问 题 : 在 这 一 问 题 中 我 们 只 需 确 认 top-k 的 元 素, 而 不 需 确 定 它 们 的 顺 序 我 们 证 明 了 对 任 意 的 k,top-k-set 问 题 都 可 以 以 1-o(1) 的 概 率 无 差 错 的 求 解 50

57 大 数 据 结 构 关 系 的 度 量 简 约 计 算 3. 基 于 博 弈 论 的 小 世 界 模 型 02 年 Kleinberg 提 出 了 适 于 通 行 的 小 世 界 网 络 模 型, 当 模 型 中 的 长 边 幂 率 分 布 系 数 等 于 r 基 准 网 络 的 维 度 时 小 世 界 网 络 才 是 可 通 行 的 实 证 究 印 证 了 现 实 网 络 的 r 确 实 接 近 于 网 络 的 有 效 维 度 我 们 从 博 弈 论 角 度 出 发 将 网 络 中 的 节 点 看 作 玩 家, 长 边 幂 率 分 布 系 数 r 是 其 策 略 引 入 了 新 的 效 用 函 数, 使 得 每 个 节 点 的 效 用 是 她 随 机 长 边 的 平 均 距 离 随 机 长 边 有 反 向 边 的 平 均 概 率 的 乘 积, 后 者 反 应 节 点 倾 向 于 连 边 的 互 惠 性 以 使 联 系 更 加 稳 定 我 们 从 理 论 上 证 明 了 该 博 弈 仅 有 两 个 纳 什 均 衡, 适 于 通 行 的 小 世 界 网 络 是 唯 一 的 稳 定 均 衡 模 拟 实 验 验 证 了 即 使 节 点 不 了 解 其 他 节 点 的 连 接 偏 好 也 同 样 会 收 敛 到 适 于 通 行 的 小 世 界 网 络 我 们 还 用 人 人 网 和 美 国 Live Journal 两 个 实 际 网 络 行 了 验 证 一 流 人 才 一 流 管 理 一 流 一 流 效 益 51 科

58 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 Web 信 息 检 索 数 据 挖 掘 本 项 目 为 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2019 年 12 月 本 年 度 在 信 息 传 播 预 测 网 络 社 区 发 现 推 荐 算 法 文 本 表 达 学 习 排 序 学 习 等 方 面 开 了 究 并 形 了 一 系 列 有 国 际 学 术 影 响 的 究 1. 信 息 传 播 预 测 方 面 针 对 社 会 媒 体 中 信 息 传 播 呈 现 出 的 多 中 心 和 多 峰 现 象 给 信 息 传 播 预 测 带 来 的 挑 战, 提 出 了 基 于 自 激 励 霍 克 斯 (Hawkes) 过 程 的 信 息 传 播 预 测 模 型 该 模 型 自 适 应 寻 找 网 络 中 触 发 传 播 的 中 心 节 点, 而 对 每 个 中 心 节 点 触 发 的 传 播 过 程 行 建 模, 有 效 刻 画 了 传 播 过 程 中 每 一 次 转 发 所 带 来 的 激 励 作 用 该 模 型 一 方 面 克 服 了 传 统 的 单 源 传 播 模 型 无 法 建 模 信 息 多 次 传 播 带 来 的 问 题, 另 一 方 面 通 过 寻 找 少 数 几 个 中 心 节 点 作 为 传 播 源 大 大 降 低 了 传 统 自 激 励 过 程 的 高 复 杂 度 问 题 系 列 究 发 表 在 AAAI 2015 WWW 2015 等 本 领 域 著 名 国 际 学 术 会 议 上 2. 推 荐 算 法 方 面 如 何 对 用 户 下 一 次 的 购 物 数 据 行 预 测 是 市 场 分 析 里 一 个 重 的 问 题 针 对 传 统 方 法 面 临 在 同 时 建 模 个 体 购 买 时 间 序 列 和 群 体 购 买 历 史 记 录 方 面 面 临 的 问 题, 提 出 了 层 次 化 表 达 模 型 (Hierarchical Representation Model) 来 完 用 户 的 购 物 推 荐, 将 用 户 的 表 达 和 商 品 的 表 达 建 模 在 同 一 个 连 续 的 空 间 中, 商 品 的 表 达 代 表 用 户 购 物 的 顺 序 行 为, 用 户 的 表 达 代 表 用 户 的 整 体 兴 趣 在 预 测 用 户 下 一 步 的 购 买 商 品 上, 提 出 的 模 型 显 著 超 过 了 现 有 最 好 的 方 法 系 列 究 发 表 在 SIGIR 2015 WSDM 2016 等 本 领 域 重 学 术 会 议 上 3. 文 本 语 义 匹 配 方 面 文 本 匹 配 是 感 知 数 据 的 一 个 基 础 工 作, 对 文 本 匹 配 的 深 度 优 化, 会 增 强 数 据 的 动 获 取 能 力 现 有 深 度 模 型 将 文 本 分 别 表 达 两 个 等 长 的 向 量 然 后 直 接 计 算 文 本 间 的 相 似 度, 面 临 两 个 问 题 :(1) 难 以 表 达 细 粒 度 的 匹 配 信 号, 导 致 没 法 充 分 捕 获 细 粒 度 的 匹 配 信 号 ;(2) 两 52

59 Web 信 息 检 索 数 据 挖 掘 段 文 本 在 最 后 才 产 生 交 互, 计 算 相 似 度 的 方 式 过 于 简 单, 没 法 行 度 量 学 习 针 对 上 述 问 题, 提 出 了 MatchPyramid 模 型 从 最 基 本 的 匹 配 信 号, 然 后 多 粒 度 层 次 化 得 提 取 两 段 文 本 的 匹 配 信 号 MatchPyramid 模 型 的 性 能 能 高 于 传 统 模 型 和 现 有 的 深 度 学 习 模 型 系 列 究 发 表 在 ACL 2015 AAAI 2016 等 重 学 术 会 议 上 4. 社 区 问 答 方 面 社 区 问 答 是 以 网 络 为 载 体, 公 共 的 知 识 平 台, 它 的 价 值 在 于 重 建 人 信 息 的 关 系 如 何 评 估 社 区 问 答 中 的 答 案 的 质 量 了 动 获 取 数 据 的 一 个 关 键 问 题 现 有 模 型 的 性 能 受 限 于 其 基 于 的 建 设, 即 问 题 所 在 的 表 示 空 间 和 答 案 的 表 示 空 间 不 对 应 为 此, 我 们 提 出 了 SPAN 模 型, 将 候 选 答 案 和 问 题 的 匹 配 支 持 答 案 的 匹 配 设 计 了 一 个 直 接 可 以 端 到 端 训 练 的 模 型 每 个 问 题 和 答 案 我 们 都 用 较 为 常 用 的 卷 积 句 子 模 型 行 建 模, 在 得 到 句 子 的 表 达 之 后 通 过 点 积 表 达 句 子 之 间 的 相 似 度 SPAN 显 著 超 过 了 传 统 的 问 题 和 候 选 答 案 直 接 匹 配 的 模 型 究 发 表 在 重 学 术 会 议 AAAI 2016 上 5. 其 它 方 面 1) 项 目 负 责 人 程 学 旗 牵 头 的 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 处 理 关 键 技 术 及 应 用, 获 得 北 京 市 科 学 技 术 二 等 奖 ; 2) 项 目 负 责 人 程 学 旗 受 湛 庐 文 化 的 委 托, 翻 译 了 大 数 据 人 文 方 面 (Culturomics) 的 著 作 Uncharted, 译 作 由 浙 江 人 民 出 版 社 出 版, 中 文 名 称 为 可 视 化 未 来 ; 3) 项 目 负 责 人 程 学 旗 作 为 CCF 大 数 据 专 委 会 秘 书 长, 共 同 组 织 了 大 数 据 学 术 大 会 大 数 据 技 术 大 会 和 第 三 届 CCF 全 国 青 年 大 数 据 创 新 大 赛, 在 学 界 和 业 界 形 了 很 好 的 影 响 4) 项 目 负 责 人 程 学 旗 组 织 了 中 英 中 澳 中 韩 大 数 据 论 坛, 推 动 各 方 之 间 的 学 术 和 技 术 交 流 合 作, 建 立 了 良 好 的 沟 通 通 道 和 合 作 机 制 5) 项 目 负 责 人 程 学 旗 组 织 了 第 三 届 数 据 科 学 和 大 数 据 分 析 学 术 讨 会 (DSBDA) 集 中 力 量 办 大 事 53 科

60 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 多 媒 体 内 容 分 析 多 媒 体 内 容 分 析 是 国 家 基 金 优 秀 青 年 基 金 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2014 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 度, 我 们 在 场 景 图 像 分 类 以 及 面 向 移 动 和 智 能 终 端 的 图 像 识 别 等 方 面 开 了 多 项 深 入 究, 分 析 了 视 觉 场 景 中 的 物 体 和 场 景 信 息 的 差 异 性, 建 立 了 神 经 网 络 融 合 方 法, 并 在 多 个 公 共 数 据 集 上 取 得 了 最 优 性 能 ; 究 了 RGB-D 手 持 物 体 识 别 技 术, 结 合 深 度 神 经 网 络 和 传 统 特 征 表 示 的 特 点, 建 立 了 多 特 征 融 合 方 法, 一 步 提 升 了 识 别 性, 能 并 将 此 功 能 融 合 到 机 器 博 士 综 合 演 示 平 台 中 ; 一 步 究 了 基 于 地 理 上 下 文 的 图 像 分 类 问 题, 并 将 此 技 术 集 到 ISIA 在 线 图 像 搜 索 系 统 中 ; 不 断 更 新 和 完 善 机 器 博 士 综 合 示 平 台, 并 在 2015 年 行 多 次 演 示 下 面 具 体 介 绍 本 项 目 在 2015 年 度 的 1. 场 景 识 别 1) 基 于 卷 积 神 经 网 络 的 场 景 识 别 : 物 体, 尺 度 以 及 数 据 偏 差 卷 积 神 经 网 络 的 尺 度 不 变 性 对 物 体 分 类 有 重 的 作 用, 特 别 是 应 用 于 场 景 识 别 时, 由 于 场 景 图 像 由 大 量 的 不 同 尺 度 的 物 体 组, 这 种 属 性 就 更 加 重 同 时, 由 于 数 据 偏 差 的 原 因, 在 不 同 数 据 集 上 训 练 得 到 的 模 型 对 物 体 尺 度 等 有 不 同 的 敏 感 度 我 们 提 出 了 融 合 多 尺 度 多 网 络 的 模 型, 在 MIT67 和 SUN397 上 分 别 达 到 了 86.04% 70.17% 的 性 能 该 工 作 被 国 际 会 议 CVPR2016 录 用 2) 基 于 概 念 共 生 建 模 的 大 规 模 场 景 识 别 场 景 图 像 往 往 是 由 多 种 物 体 或 区 域 组, 具 有 高 度 抽 象 性 不 同 场 景 可 能 会 存 在 相 似 的 物 体 或 区 域, 这 种 现 象 被 称 为 场 景 共 生 对 场 景 共 生 建 模 能 有 效 的 减 弱 场 景 共 生 产 生 的 歧 义 性, 一 步 提 高 识 别 准 确 率 我 们 基 于 局 部 描 述 并 融 合 多 种 视 觉 特 征 建 立 了 场 景 共 生 模 型, 并 提 出 了 多 种 语 义 描 述 该 工 作 被 国 际 期 刊 Pattern Recognition 录 用 3) 在 语 义 流 形 上 利 用 多 尺 度 卷 及 神 经 网 络 的 深 度 上 下 文 关 系 建 模 语 义 流 形 是 一 种 描 述 图 像 概 念 分 布 的 概 率 空 间 基 于 卷 积 神 经 网 络, 学 习 具 有 更 强 描 述 能 力 的 语 义 描 述, 同 时 基 于 马 尔 可 夫 随 机 场 提 出 了 一 种 融 合 多 尺 度, 多 网 络, 多 相 邻 区 域 上 下 文 关 系 的 模 型 该 方 法 在 场 景 识 别 标 准 数 据 集 MIT67 和 SUN397 分 别 达 到 了 86.9% 和 69.4% 的 识 别 率 4) 大 规 模 视 觉 识 别 挑 战 赛 (ILSVRC2015) 通 过 融 合 多 网 络 多 尺 度 卷 积 神 经 网 络 特 征, 在 ILSVRC2015 有 额 外 数 据 的 大 规 模 场 景 分 类 任 54

61 多 媒 体 内 容 分 析 务 中, 取 得 了 第 二 名 的 绩 人 的 属 性 和 用 户 问 题 的 信 息 关 联, 增 强 交 互 体 验 2. RGB-D 手 持 物 体 识 别 1) 基 于 异 质 特 征 融 合 的 RGB-D 手 持 物 体 识 别 我 们 利 用 Kinect 提 供 的 人 体 骨 骼 信 息 和 深 度 信 息 行 物 体 分 割, 综 合 深 度 信 息 和 RGB 信 息 构 建 点 云 提 取 多 种 手 工 特 征, 同 时 对 RGB 信 息 和 深 度 信 息 提 取 卷 积 神 经 网 络 特 征, 使 用 多 核 学 习 直 接 串 联 相 结 合 的 方 式 行 特 征 融 合 并 分 类 实 验 结 表 明, 我 们 的 方 法 可 以 有 效 消 除 背 景 噪 声, 并 且 效 远 好 于 单 特 征, 在 Seen 和 Unseen 两 种 测 试 条 件 下 分 别 达 到 了 88.59% 和 75.31% 的 准 确 率 我 们 还 设 计 不 同 深 度 的 神 经 网 络 和 不 同 的 学 习 策 略, 使 用 两 层 全 连 接 网 络 行 特 征 融 合 分 类, 该 方 法 有 效 提 高 了 在 Unseen 条 件 下 的 识 别 准 确 率 这 些 工 作 发 表 于 Journal of Computer Science and Technology(JCST)2015 上, 以 及 被 国 际 期 刊 Multimedia Tools and Applications 录 用 2) 基 于 RGB-D 的 手 持 物 体 识 别 系 统 我 们 基 于 手 持 物 体 识 别 技 术 开 发 了 演 示 系 统 Hand-Object Sense, 该 工 作 以 技 术 示 的 形 式 发 表 在 ACM Mulitimedia2015 上, 系 统 界 面 如 下 图 所 示 该 技 术 还 集 到 机 器 博 士 系 统 中, 其 在 人 机 交 互 过 程 中 辅 助 视 觉 问 答 模 块, 同 时 可 以 实 现 图 1 Hand-Object Sense 系 统 界 面 图 3. 机 器 博 士 系 统 机 器 博 士 系 统 的 发 目 标 是 集 相 对 熟 的 智 能 信 息 ( 图 像 语 音 文 字 等 ) 处 理 技 术, 对 领 域 问 答 机 器 翻 译 物 体 识 别 人 脸 识 别 三 维 交 互 智 能 协 调 等 技 术 行 了 有 针 对 性 的 究 开 发, 并 在 此 基 础 上 行 了 系 统 集, 将 各 功 能 模 块 融 合 到 一 个 系 统 中 在 2015 年, 我 们 完 善 了 原 有 系 统, 特 别 改 了 视 觉 识 别 功 能, 定 制 了 大 白 机 器 人, 改 了 语 料, 增 加 了 新 闻 时 事 以 及 计 算 所 在 读 学 生 资 料, 开 发 实 现 了 初 步 的 综 合 调 度 版 本, 同 时 还 开 发 实 现 了 移 动 版 机 器 博 士 此 外 还 行 了 十 余 次 机 器 博 士 的 技 术 示, 包 括 计 算 所 开 放 日 接 待 大 中 小 学 生 等 图 2 机 器 博 士 功 能 演 示 科 55

62 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 煤 矿 信 息 化 关 键 技 术 及 集 装 备 联 合 发 基 地 2012 年, 为 了 增 强 在 煤 矿 信 息 化 关 键 技 术 及 集 装 备 联 合 制 实 力, 常 州 联 力 自 动 化 科 技 有 限 公 司 计 算 所 协 商 一 致 共 同 立 了 常 州 联 力 - 中 科 院 计 算 所 基 于 云 平 台 的 煤 矿 信 息 化 关 键 技 术 及 集 装 备 联 合 发 基 地, 在 煤 矿 信 息 化 领 域 开 长 期 而 深 入 的 合 作 基 地 立 以 来, 团 队 瞄 准 煤 矿 信 息 化 过 程 中 安 全 生 产 经 营 管 理 和 决 策 数 字 化 等 需 求, 引 申 出 了 针 对 目 前 网 络 基 础 设 施 架 构 以 及 相 关 业 务 功 能 子 系 统 的 设 计 和 改 造, 最 终 形 了 融 合 传 感 器 数 据 采 集 新 一 代 移 动 通 信 无 线 传 输 云 计 算 智 能 信 息 处 理 等 技 术 的 数 字 矿 山 系 统 解 决 方 案 数 字 矿 山 系 统 总 体 设 计 包 括 接 入 传 输 层 信 息 处 理 层 和 业 务 层 三 部 分 : 1 接 入 传 输 层 : 基 于 融 合 TD-SCDMA 和 WiFi 技 术 的 多 模 Femtocell 基 站 及 3G 专 用 网 关 系 统 构 建 小 型 化 易 部 署 低 本 可 运 营 的 数 字 矿 山 通 信 系 统 2 信 息 处 理 层 : 面 向 集 团 化 构 建 私 有 移 动 云 平 台, 实 现 集 团 各 个 矿 井 大 数 据 的 集 中 管 理 分 析 共 享 处 理 等 ; 实 现 数 字 矿 山 集 团 数 据 汇 聚 挖 掘 分 析 等 智 能 信 息 处 理, 为 科 学 决 策 及 应 急 联 动 提 供 支 撑 3 业 务 层 : 面 向 煤 矿 业 务 的 系 统 软 件, 包 括 在 云 端 的 分 布 式 服 务 子 系 统, 分 别 对 煤 矿 业 务 的 各 类 终 端 和 中 控 软 件 行 支 撑, 并 为 煤 矿 的 安 全 生 产 提 供 了 有 利 直 观 的 保 障 数 字 矿 山 系 统 解 决 方 案 在 面 向 应 急 救 援 的 脱 网 直 通 技 术 用 户 分 级 管 控 及 服 务 技 术 井 下 人 员 逻 辑 定 位 技 术 移 动 智 能 终 端 业 务 推 送 技 术 面 向 集 团 化 部 署 的 移 动 云 计 算 服 务 平 台 五 个 方 面 亮 点 突 出 1 面 向 应 急 救 援 的 脱 网 直 通 技 术 : 面 向 矿 难 等 特 殊 场 景 设 计 应 急 通 信 方 案, 在 井 上 井 下 通 信 链 路 断 裂 即 脱 网 后, 井 下 仍 可 行 组 网 通 信, 并 可 通 过 自 组 网 技 术 快 速 建 立 井 上 井 下 生 命 通 信 通 道, 提 升 救 援 效 率 2 用 户 分 级 管 控 及 服 务 技 术 : 实 现 用 户 的 分 组 以 及 分 级 权 限 管 理, 根 据 权 限 行 业 务 选 通, 实 现 生 产 作 业 的 精 细 化 管 理 3 井 下 人 员 逻 辑 定 位 技 术 : 基 于 Femtocell 基 站 小 区 位 置 信 息 及 无 线 信 号 信 息 实 现 井 下 人 员 的 定 位, 扩 实 现 基 于 位 置 信 息 的 应 急 救 援 业 务 感 知 推 送 考 勤 等 作 业 管 理 等 功 能 56

63 煤 矿 信 息 化 关 键 技 术 及 集 装 备 联 合 发 基 地 4 移 动 智 能 终 端 业 务 推 送 技 术 : 将 数 字 矿 山 业 务 系 统 移 动 智 能 终 端 相 结 合, 实 现 移 动 业 务 推 送, 突 破 接 入 管 理 点 的 地 域 限 制, 满 足 数 字 矿 山 随 时 随 地 的 移 动 办 公 求 5 面 向 集 团 化 部 署 的 移 动 云 计 算 服 务 平 台 : 面 向 集 团 化 构 建 私 有 移 动 云 平 台, 实 现 集 团 各 个 矿 井 大 数 据 的 集 中 管 理 分 析 共 享 处 理 等, 实 现 数 字 矿 山 集 团 数 据 汇 聚 挖 掘 分 析 等 智 能 信 息 处 理, 为 科 学 决 策 及 应 急 联 动 提 供 支 撑 在 联 合 发 基 地 的 支 持 下, 团 队 面 向 数 字 矿 山 应 用 需 求, 提 出 了 脱 网 直 通 用 户 分 级 管 控 人 员 定 位 移 动 业 务 推 送 集 团 化 移 动 云 计 算 平 台 等 创 新 解 决 方 案, 目 前 已 经 功 神 华 集 团 中 煤 集 团 晋 煤 集 团 徐 矿 集 团 等 开 合 作, 并 应 用 到 神 东 锦 界 煤 矿 塔 然 高 勒 煤 矿 徐 矿 集 团 秦 源 煤 矿 等 重 点 煤 矿 中, 取 得 了 良 好 经 济 效 益 和 社 会 效 益 图 1 数 字 矿 山 系 统 总 体 设 计 图 2 矿 用 调 度 系 统 科 57

64 科 2015 科 年 报 重 点 / 重 大 科 任 务 新 华 社 713 实 验 室 技 术 究 项 目 - 大 数 据 智 能 信 息 处 理 本 项 目 的 目 标 是 通 过 大 数 据 智 能 信 息 处 理 技 术 的 究 和 示 范 应 用, 突 破 新 华 社 新 闻 信 息 集 服 务 平 台 的 关 键 技 术, 从 而 提 升 整 体 服 务 水 平, 促 新 华 社 社 生 产 传 播 模 式 转 型 升 级, 为 实 现 媒 体 融 合 发 奠 定 重 基 础 项 目 起 止 时 间 是 2015 年 1 月 至 2016 年 12 月 2015 年 本 项 目 已 经 完 发 工 作, 部 分 关 键 技 术 发 如 下 : 1. 分 布 式 列 式 数 据 管 理 系 统 传 统 的 大 数 据 处 理 方 式 一 个 方 面 是 关 注 于 数 据 规 模 的 庞 大, 这 是 数 据 存 储 本 身 的 内 容, 对 于 计 算 融 合 性 不 够, 因 此 不 能 够 行 高 效 处 理 这 个 方 面 就 需 行 体 系 结 构 的 改, 将 存 储 计 算 行 融 合, 从 而 可 以 建 立 高 效 的 大 数 据 处 理 框 架 分 布 式 列 式 数 据 管 理 系 统 ( 又 称 天 玑 Base ) 是 适 合 大 数 据 场 景 的 海 量 分 布 式 数 据 库 系 统 在 架 构 上 兼 容 了 Hadoop 体 系 的 高 可 扩 性, 可 支 持 上 百 个 节 点,PB 级 存 储 规 模 的 线 性 扩 性 能 上 其 针 对 大 数 据 应 用 场 景 行 深 度 定 制 和 调 优, 尤 其 对 于 高 吞 吐 率 入 库 和 实 时 检 索 场 景 功 能 上 除 了 支 持 标 准 的 K-V 访 问 接 口 之 外, 还 可 兼 容 SQL 标 准 及 JDBC 接 口, 可 以 很 好 的 既 有 数 据 分 析 业 务 对 接, 并 且 支 持 索 引 性 能 优 化 以 及 及 对 后 缀 和 全 文 索 引 的 支 持 2. 新 闻 个 性 化 推 荐 系 统 如 何 利 用 大 数 据 来 对 用 户 行 个 性 化 新 闻 推 荐 技 术 对 促 网 络 新 闻 媒 体 的 发 有 重 大 意 义 通 过 对 大 量 用 户 历 史 浏 览 行 为 的 分 析, 利 用 人 工 智 能 技 术 来 发 现 用 户 的 兴 趣, 为 用 户 选 择 并 推 荐 合 适 的 新 闻, 从 而 帮 助 用 户 更 快 更 好 的 获 取 感 兴 趣 的 内 容, 为 用 户 提 供 更 优 质 的 服 务 新 闻 个 性 化 推 荐 系 统 的 训 练 模 型 采 用 了 业 界 领 先 的 SVDFeature 算 法, 此 算 法 在 KDD 2012 年 推 荐 国 际 竞 赛 获 得 冠 军, 是 业 界 领 先 的 推 荐 算 法 本 系 统 在 实 现 过 程 中 针 对 新 华 社 实 际 的 数 据 和 系 统 情 况 行 了 适 应 性 改 造, 一 步 提 升 了 算 法 的 精 度 在 算 法 的 实 现 过 程 中 采 用 基 于 分 布 式 计 算 框 架 Spark 行 实 现, 功 将 SVDFeature 训 练 算 法 扩 到 分 布 式 集 群, 实 现 了 分 布 式 的 训 练, 并 采 用 业 界 熟 的 数 据 分 布 和 模 型 平 均 方 案, 功 58

65 新 华 社 713 实 验 室 技 术 究 项 目 - 大 数 据 智 能 信 息 处 理 解 决 了 大 数 据 环 境 下 SVDFeature 模 型 训 练 的 速 度 和 规 模 问 题, 并 通 过 了 压 力 测 试, 表 明 算 法 的 运 行 时 间 训 练 数 据 模 型 线 性 增 长, 运 行 节 点 数 目 线 性 下 架, 充 分 说 明 了 技 术 方 案 先 合 理 此 技 术 方 案 也 可 以 为 其 它 机 器 学 习 分 布 式 实 现 的 参 考 图 1 分 布 式 列 式 数 据 管 理 系 统 关 键 技 术 图 2 新 闻 个 性 化 推 荐 系 统 算 法 流 程 科 59

66 科 2015 科 年 报 究 方 向 科 究 方 向 科 编 译 编 程 究 围 绕 两 个 关 键 问 题 开 : 一 是 如 何 降 低 多 核 处 理 器 的 编 程 和 优 化 难 度, 二 是 如 何 有 效 改 善 复 杂 软 件 系 统 的 安 全 性 和 可 靠 性 在 高 通 量 编 程 方 面, 本 究 团 队 从 算 法 编 程 运 行 时 环 境 三 个 方 面 协 同 解 决 高 通 量 应 用 的 可 编 程 性 和 效 率 问 题 在 算 法 层 次, 我 们 究 了 在 算 法 层 面 发 觉 并 消 除 冗 余 计 算 的 方 法, 可 显 著 改 善 介 度 中 心 类 算 法 的 效 率 (4.6 倍 的 性 能 提 升 ); 在 编 程 层 次, 我 们 提 供 Hadoop+ 来 屏 蔽 底 层 异 构 芯 片 对 用 户 所 造 的 编 程 困 难, 为 用 户 呈 现 统 一 的 编 程 界 面 ; 在 运 行 时 环 境 层 次, 我 们 通 过 构 建 同 构 和 异 构 的 资 源 竞 争 模 型, 来 为 高 通 量 应 用 分 配 合 理 的 资 源 在 内 存 资 源 的 有 效 管 理 方 面, 提 出 了 :(1) 垂 直 内 存 管 理 机 制, 协 同 管 理 Cache 和 DRAM Bank; (2) OS 内 核 态 的 访 存 行 为 监 控 机 制, 建 模 对 各 层 次 内 存 资 源 的 需 求 ; (3) 非 对 称 的 多 级 内 存 资 源 分 配 方 式, 依 据 程 序 的 访 存 特 点, 动 态 协 调 Cache 和 DRAM Bank 的 资 源 配 比 上 述 方 法 在 真 实 机 器 上 测 试 表 明, 其 性 能 优 于 Linux 内 存 管 理 系 统, 整 体 性 能 平 均 提 升 15% 在 面 向 软 件 健 壮 性 方 法, 本 团 队 提 出 了 一 个 新 的 方 法 有 效 结 合 路 径 敏 感 的 数 据 流 分 析 和 经 典 的 指 针 分 析 来 精 确 分 析 程 序 中 复 杂 的 指 针 关 系, 大 大 提 高 了 已 有 静 态 分 析 检 错 方 法 的 能 力 ; 实 现 了 一 个 初 步 的 静 态 分 析 检 错 工 具 原 型, 可 以 有 效 地 检 测 出 已 有 工 具 和 方 法 无 法 检 测 出 的 一 些 use-after-free 类 型 错 误 ; 实 现 了 一 个 自 动 分 析 HIVE 日 志 提 取 执 行 流 的 工 具, 目 前 正 在 究 通 用 方 法 来 自 动 分 析 不 同 系 统 中 的 日 志 信 息 在 面 向 安 全 的 编 译 方 面, 本 团 队 究 的 内 构 安 全 编 译 平 台 将 安 全 能 力 设 计 到 应 用 程 序 中, 从 而 减 少 / 消 除 软 件 中 潜 在 的 安 全 缺 陷, 并 阻 止 攻 击 者 对 软 件 缺 陷 的 利 用, 本 年 度 本 团 队 创 新 地 提 出 了 二 制 应 用 程 序 持 续 随 机 化 思 想, 并 在 平 台 中 实 现 ; 在 维 护 DEP 机 制 的 情 况 下, 持 续 地 对 二 制 代 码 行 随 机 化, 使 得 攻 击 者 即 使 同 时 获 得 了 内 存 泄 露 和 控 制 流 劫 持 相 关 漏 洞, 也 无 法 行 攻 击 ; 并 在 代 码 混 淆 和 ROP 等 技 术 方 面 取 得 了 究 上 述 究 得 到 了 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 的 支 持 VLSI 测 试 验 证 可 靠 设 计 容 错 体 系 结 构 围 绕 VLSI 测 试 验 证 可 靠 性 设 计 容 错 体 系 结 构 等 开 深 入 究, 取 得 的 突 出 如 下 : 1) 在 VLSI 测 试 验 证 方 面, 提 出 了 基 于 通 路 约 束 60

67 究 方 向 科 求 解 的 半 形 式 化 激 励 生 方 法, 显 著 提 升 了 验 证 的 质 量 和 效 率 ; 提 出 了 一 种 基 于 芯 片 保 持 时 间 测 试 结 的 细 粒 度 刷 新 DRAM 重 组 技 术, 有 效 降 低 了 DRAM 刷 新 功 耗 ;2) 在 可 靠 性 设 计 方 面, 提 出 一 种 混 合 弱 PUF 和 强 PUF 的 物 理 不 可 克 隆 函 数 设 计, 使 随 机 性 接 近 理 想 值, 而 稳 定 性 达 到 97%, 有 效 提 高 了 电 路 的 抗 建 模 攻 击 能 力 ;3) 在 VLSI 设 计 容 错 方 面, 提 出 了 实 现 存 算 一 体 化 的 计 算 型 内 存 体 系 架 构, 针 对 大 数 据 图 计 算 应 用 可 将 访 存 性 能 提 高 2 倍 ; 提 出 了 函 数 近 似 计 算 方 法 和 芯 核 分 级 策 略, 大 幅 降 低 计 算 能 耗 和 提 高 了 处 理 器 的 可 靠 性 相 关 究 发 表 在 DAC DATE 等 国 际 知 名 会 议, 以 及 IEEE Trans. on VLSI Systems 等 国 际 知 名 期 刊 上 地 行 学 习 等 认 知 活 动, 是 计 算 机 科 学 的 终 极 目 标 之 一 但 通 常 的 计 算 机 在 模 拟 包 含 百 亿 个 甚 至 更 多 的 神 经 元 及 突 触 的 深 度 神 经 网 络 行 学 习 时, 处 理 速 度 和 效 率 非 常 低 下 未 来 计 算 团 队 在 类 脑 计 算 机 方 向 取 得 重 的 该 团 队 基 于 在 2014 年 已 提 出 的 寒 武 纪 1 号 神 经 网 络 处 理 器 架 构, 在 2015 年 完 了 寒 武 纪 神 经 网 络 处 理 器 的 芯 片 设 计 前 后 端 和 硬 件 平 台 验 证, 并 已 交 由 流 片 此 外, 该 团 队 提 出 了 支 持 目 前 几 乎 所 有 流 的 机 器 学 习 算 法 的 首 个 通 用 机 器 学 习 处 理 器 ( 其 功 耗 为 流 GPU 的 1/200 而 性 能 是 流 GPU 的 1.14 倍, 发 表 在 本 领 域 最 好 的 国 际 会 议 之 一 ASPLOS) 和 基 于 机 器 学 习 的 摄 像 头 智 能 识 别 IP( 其 能 效 是 流 GPU 的 4688 倍, 发 表 在 本 领 域 顶 级 会 议 之 一 ISCA2015) 图 1 基 于 通 路 约 束 求 解 的 半 形 式 化 激 励 生 方 法 类 脑 计 算 机 让 计 算 机 能 以 类 似 人 脑 神 经 网 络 的 方 式 高 效 数 据 管 理 究 数 据 管 理 究 组 围 绕 大 数 据 对 系 统 平 台 的 三 大 挑 战 ( 数 据 量 大 Volume, 数 据 的 产 生 处 理 速 度 快 Velocity, 数 据 的 种 类 繁 多 Variety) 开 深 入 究 针 对 Volume 和 Velocity, 工 作 包 括 硬 件 优 化 和 增 量 计 算 两 方 面 2015 年, 面 向 新 兴 的 非 易 失 存 优 化 广 为 使 用 的 B+- Tree 索 引 结 构, 论 文 发 表 在 VLDB 15, 并 申 请 获 得 了 一 项 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目, 继 续 探 索 面 向 NVM 存 的 数 据 管 理 在 增 量 计 算 方 面, 发 表 了 TKDE 15 论 文, 针 对 大 数 据 迭 代 计 算 行 增 量 计 算 优 化, 实 现 了 一 个 KIS (Key-value Incremental System) 系 统, 其 性 能 显 著 超 越 华 为 项 目 规 定 的 优 秀 标 准 针 对 Variety, 开 面 向 多 种 数 据 类 型 的 大 数 据 管 理 系 统 的 究, 一 步 优 化 处 理 半 结 构 化 树 状 数 据 的 数 据 分 析 系 统 Steed, 实 现 了 更 加 丰 富 的 运 算 和 多 线 程 的 执 行, 61 科

68 科 2015 科 年 报 性 能 比 MongoDB 快 倍 此 外, 分 布 式 多 线 程 同 步 图 计 算 平 台 GraphLite, 在 国 科 大 春 季 课 程 大 数 据 管 理 系 统 中, 有 70 人 在 作 业 中 使 用, 检 验 了 系 统 的 稳 定 性 并 行 软 件 究 1. 在 并 行 计 算 模 型 方 面, 重 新 从 一 种 全 局 观 点 解 释 时 间 重 用 和 空 间 重 用 间 统 计 变 换, 提 出 等 价 的 另 外 两 种 公 式, 并 提 出 了 序 列 局 部 性 概 念 2. 众 核 平 台 核 心 算 法 优 化 方 面, 对 Sharpness 开 了 一 些 列 优 化 方 法 究,GPU 加 速 比 最 高 达 到 69.3 倍, 论 文 发 表 在 ICPP 上 在 众 核 架 构 上 优 化 了 快 速 卷 积 运 算, 提 出 了 多 通 道 卷 积 神 经 网 络 的 2D 卷 积 操 作 的 有 效 解 决 方 法, 增 加 了 数 据 的 复 用 率, 在 两 个 GPU 平 台 上 性 能 提 升 33% 和 28%, 论 文 发 表 在 HPCC 上 对 动 力 学 蒙 特 卡 罗 KMC 并 行 算 法 行 通 信 聚 合 通 信 调 度 优 化 方 法 显 著 提 升 了 性 能, 相 关 工 作 发 表 在 HPCMS 上 3. 在 算 法 自 适 应 框 架 调 优 方 面 提 出 一 种 新 的 多 核 集 群 上 稀 疏 矩 阵 向 量 乘 法 的 自 动 调 优 框 架, 减 少 内 存 开 销 及 节 点 间 通 信 量, 最 高 获 得 1.5 倍 性 能 提 升 相 关 论 文 发 表 在 中 国 科 学 上 4. 在 并 行 程 序 设 计 框 架 究 方 面 提 出 了 一 种 面 向 图 像 和 无 线 通 信 领 域 基 于 并 行 优 化 模 式 的 高 性 能 OpenCL 编 程 框 架 ParaCV, 并 行 优 化 框 架 将 高 层 语 言 程 序 源 源 变 换 为 针 对 特 定 硬 件 平 台 的 高 性 能 OpenCL 程 序 操 作 系 统 究 究 焦 点 是 构 建 高 并 发 高 可 扩 高 性 能 高 包 容 性 高 灵 活 性 大 数 据 计 算 平 台 RainbowH, 其 设 计 目 标 : 提 供 多 PB 级 源 数 据 ( 结 构 化 半 结 构 化 非 结 构 化 ) 存 储 能 力 ; 支 持 多 种 分 布 式 文 件 系 统 存 储 灵 活 扩 ; 支 持 千 万 用 户 级 并 发 访 问 服 务 ; 业 务 运 行 时 系 统 全 部 功 能 模 块 支 持 自 动 恢 复 ; 支 持 用 户 权 限 管 理 和 在 线 日 志 定 制, 为 此 围 绕 4 个 挑 战 问 题 开 究 : 平 台 加 速 方 法 平 台 数 据 统 一 布 局 方 法 平 台 高 并 发 支 持 方 法 和 平 台 可 靠 性 方 法, 其 性 能 在 SQL 操 作 方 面 较 SparkSQL 提 升 100 倍, 发 了 多 级 缓 存 动 态 融 合 及 其 数 据 放 置 策 略 等 十 余 种 关 键 技 术, 申 请 了 6 项 专 利 和 发 表 了 2 篇 论 文 RainbowH 也 在 不 断 发 和 完 善 如 高 效 自 动 部 署 等 方 面, 也 不 断 推 动 RainbowH 的 商 业 应 用 培 养 了 若 干 名 硕 士 生 和 博 士 生 人 脸 识 别 本 年 度 课 题 组 围 绕 真 实 复 杂 场 景 下 的 人 脸 识 别 群 体 化 图 像 视 频 分 析 这 两 个 方 向 开 究, 针 对 图 像 视 频 结 构 内 在 关 联 特 性 相 关 的 表 示 模 型 这 一 核 心 问 题, 在 大 规 模 人 脸 识 别 多 领 域 适 应 学 习 跨 图 像 视 频 信 号 特 征 协 同 的 层 次 化 表 示 图 像 视 频 关 联 数 据 的 结 构 化 表 示 等 方 面 均 取 得 了 一 些 重 针 对 视 频 人 脸 识 别 的 建 模 和 分 类 问 题, 提 出 新 型 的 黎 曼 流 形 度 量 学 习 框 架, 在 公 开 的 视 频 人 脸 识 别 和 物 体 分 类 数 据 库 上 行 了 验 证 ; 面 向 大 规 模 视 频 人 脸 检 索 中 的 图 像 和 视 频 之 间 的 跨 模 态 比 对 问 题, 提 出 跨 欧 式 黎 曼 空 间 的 异 质 哈 希 学 习 方 法, 有 效 地 将 图 像 和 视 频 在 统 一 的 二 值 编 码 空 间 中 行 精 简 表 示 和 高 效 比 对 在 此 基 础 上, 提 出 基 于 层 次 化 特 征 提 取 表 示 的 深 度 监 督 哈 希 学 习 方 法 和 面 向 多 任 务 检 索 的 多 功 能 二 值 编 码 学 习 方 法, 以 解 决 大 规 模 图 像 检 索 和 多 任 务 检 索 的 问 题 课 题 组 完 了 人 脸 检 测 特 征 定 位 识 别 技 62

69 究 方 向 科 术 的 全 面 深 度 学 习 化, 从 而 使 得 系 统 性 能 大 幅 提 升, 并 因 此 功 争 取 到 了 中 移 在 线 华 为 亮 风 台 等 产 业 公 司 的 物 体 检 测 识 别 项 目 基 于 上 述 究, 本 年 度 课 题 组 发 表 论 文 27 篇, 其 中 流 国 际 期 刊 论 文 9 篇 ( 包 括 IEEE Trans. PAMI 论 文 1 篇,IEEE Trans. Image Processing 论 文 2 篇 ), 国 际 会 议 论 文 18 篇 ( 包 括 CCF A 类 会 议 CVPR 论 文 4 篇,ICCV 论 文 5 篇,ICML 论 文 1 篇 ) 课 题 组 还 参 加 了 IEEE Face and Gesture Recognition 大 会 组 织 的 视 频 人 脸 识 别 竞 赛 冠 军, 分 别 获 得 ICCV2015 ChaLearn: Looking at People 两 个 竞 赛 的 冠 军 和 亚 军 博 士 生 刘 昕 刘 梦 怡 和 李 岩 还 组 队 参 加 阿 里 图 像 搜 索 大 赛, 获 得 了 第 一 名 的 好 绩 此 外, 为 了 课 题 究 开 需, 在 大 规 模 层 次 化 图 像 数 据 储 备 方 面 开 了 大 量 工 作, 初 步 分 级 分 类 构 建 了 1000 类 具 有 语 义 类 别 标 注 的 高 清 图 像 数 据 库, 并 初 步 完 了 相 应 的 视 觉 语 义 属 性 标 注, 用 于 后 续 层 次 化 结 构 化 关 联 表 示 方 法 模 型 的 究 自 然 语 言 处 理 自 然 语 言 究 方 向 整 体 稳 中 求, 在 持 续 发 统 计 语 言 处 理 机 器 翻 译 的 同 时, 积 极 开 深 度 学 习 究, 在 神 经 语 言 处 理 机 器 翻 译 上 也 取 得 了 显 著, 具 体 表 现 在 以 下 四 个 方 面 : 在 联 合 分 句 法 依 存 句 法 分 析 这 一 更 复 杂 的 语 言 分 析 问 题 上, 提 出 跨 语 言 联 合 分 依 存 句 法 推 导 方 法, 显 著 提 升 了 分 句 法 分 析 精 度 和 依 存 句 法 分 析 精 度 针 对 文 本 匹 配 问 题, 提 出 基 于 文 本 子 结 构 和 深 度 学 习 技 术 的 文 本 匹 配 模 型, 有 效 地 求 解 任 意 长 度 文 本 的 语 义 相 似 度 匹 配 问 题, 在 公 开 的 对 话 数 据 集 上, 我 们 的 模 型 取 得 了 当 前 最 好 的 结, 显 著 超 过 其 它 方 法 面 向 词 序 列 的 预 测 问 题, 提 出 全 新 的 基 于 卷 积 神 经 网 络 的 语 言 模 型 以 处 理 任 意 长 度 的 句 子, 更 好 的 抓 住 语 言 的 语 义 信 息 对 于 统 计 机 器 翻 译 的 解 码, 提 出 卷 积 神 经 玩 过 架 构 来 动 态 地 编 码 源 语 言 句 子 的 相 关 信 息, 有 效 预 测 目 标 语 言 生 序 列 的 源 语 言 部 分, 并 将 其 源 语 言 整 个 句 子 一 起 编 码 为 连 续 空 间 表 示 图 像 视 频 建 模 以 机 器 学 习 的 模 型 和 方 法 为 基 础, 围 绕 计 算 机 视 觉 领 域 的 图 像 视 频 建 模 问 题 开 究 工 作, 特 别 关 注 图 像 视 频 的 描 述 度 量 预 测 和 增 强 等 问 题, 应 用 场 景 包 括 图 像 视 频 检 索 和 智 能 视 频 监 控 在 过 去 的 一 年 中, 该 究 方 向 上 的 究 点 和 究 简 述 如 下 : 在 机 器 学 习 方 法 方 面, 提 出 了 属 性 学 习 的 新 模 型 和 新 方 法, 并 功 的 应 用 于 解 决 图 像 集 合 描 述 等 问 题 ; 在 基 于 深 度 学 习 的 图 像 视 频 表 示 方 面, 提 出 了 图 像 中 层 特 征 表 示 的 框 架 模 型 ; 在 智 能 视 频 监 控 相 关 的 问 题 上, 致 力 于 究 行 人 / 车 辆 检 测 跟 踪 和 再 识 别 等 关 键 问 题, 实 现 了 基 于 字 典 学 习 的 跟 踪 方 法 基 于 深 度 模 型 的 目 标 检 测 和 行 人 再 识 别 方 法, 在 公 开 数 据 集 上 的 测 试 结 表 明 我 们 的 方 法 已 经 取 得 了 国 际 领 先 的 性 能 智 能 人 机 交 互 本 年 度 课 题 组 仍 坚 持 围 绕 手 势 交 互 手 语 识 别 方 向 开 究 工 作 在 连 续 手 语 识 别 以 及 非 特 定 人 手 语 识 别 方 面, 取 得 了 一 定 的 突 破 课 题 组 提 出 基 于 层 级 格 拉 斯 曼 协 方 差 矩 阵 (HGCM) 手 语 描 述, 结 合 多 时 域 置 信 传 播 (MTBP) 策 略, 行 连 续 手 语 句 子 的 识 别 此 外, 针 对 连 续 手 语 识 63 科

70 科 2015 科 年 报 别 中 一 直 存 在 的 运 动 插 入 (ME) 问 题, 课 题 组 提 出 虚 拟 ME 生 方 法, 利 用 LSTM 行 手 语 句 子 的 识 别 和 分 割 该 方 法 已 有 方 法 有 显 著 的 不 同, 无 需 对 ME 行 建 模, 在 识 别 时 也 不 需 对 ME 行 判 别 在 450 句 真 实 句 子 集 合 上 的 实 验 结 表 明, 本 方 法 的 召 回 率 和 精 度 均 比 传 统 的 HMM 方 法 有 显 著 的 提 高 对 于 非 特 定 人 手 语 识 别 问 题, 课 题 组 提 出 迭 代 的 参 考 驱 动 的 度 量 学 习 方 法 (irdml), 每 一 个 词 汇 用 一 个 参 考 特 征 向 量 来 行 描 述, 而 迭 代 优 化 参 考 向 量 及 对 应 的 距 离 度 量 矩 阵 该 方 法 在 1000 词 的 非 特 定 人 手 语 识 别 任 务 上, 可 得 到 76.3% 的 识 别 精 度, 相 比 其 他 流 方 法 有 显 著 的 性 能 改, 并 且 该 方 法 所 需 的 时 间 代 价 极 低, 适 合 实 时 的 手 语 识 别 应 用 除 了 在 手 语 识 别 核 心 算 法 方 面 的 究, 课 题 组 还 着 眼 于 对 手 势 交 互 方 向 的 布 局 尝 试 利 用 层 级 自 回 归 网 络 行 3D 手 部 重 建 的 究, 并 取 得 初 步 的 效 后 续 希 望 结 合 现 有 算 法 开 精 细 的 手 势 交 互 任 务 的 究 数 据 挖 掘 机 器 学 习 本 年 度 课 题 组 继 续 坚 持 原 始 算 法 的 创 新, 引 入 深 度 学 习 用 于 学 习 语 义 特 征, 提 出 基 于 自 动 编 码 机 的 迁 移 学 习 算 法, 实 现 了 深 度 学 习 迁 移 学 习 的 融 合 在 复 杂 事 件 关 联 方 面, 针 对 互 联 网 上 复 杂 事 件 关 联, 且 事 件 在 不 断 地 更 新 和 涌 现, 设 计 了 一 种 紧 凑 高 效 的 数 据 结 构 来 存 储 事 件 场 景, 提 出 一 种 新 的 在 线 频 繁 场 景 挖 掘 算 法, 实 现 了 高 效 在 线 增 量 序 列 关 联 分 析 挖 掘 在 贝 叶 斯 大 间 隔 学 习 方 面, 结 合 分 分 析 (PCA) 和 大 间 隔 学 习, 提 出 了 一 种 基 于 后 验 正 则 化 的 贝 叶 斯 方 法, 实 现 了 基 于 数 据 分 布 的 新 型 分 分 析 方 法 在 深 度 学 习 方 面, 提 出 了 深 度 极 限 学 习 机 模 型 该 模 型 采 用 极 限 学 习 机 作 为 基 本 的 层 构 建 方 法, 以 随 机 平 移 核 化 作 为 构 建 的 基 本 元 素 在 模 型 的 每 一 层, 将 数 据 通 过 极 限 学 习 机 获 得 的 预 测 结 行 随 机 投 影, 然 后 应 用 特 定 的 核 函 数 从 而 生 最 终 的 特 征 上 述 算 法 究 相 关 分 别 发 表 在 IJCAI 2015 ICDE 2015 AAAI 2015 以 及 Neurocomputing 上 在 大 数 据 挖 掘 算 法 应 用 方 面, 实 现 了 高 效 并 行 的 关 联 交 易 发 现 算 法 用 于 上 海 证 券 此 外, 庄 福 振 指 导 学 生 参 加 了 IJCAI 2015 的 数 据 挖 掘 竞 赛, 提 出 一 套 完 整 的 方 案 对 可 能 重 复 购 买 的 用 户 行 预 测, 从 来 自 28 个 国 家 753 个 参 赛 队 中 胜 出 获 得 IJCAI 数 据 挖 掘 竞 赛 第 一 名 网 络 数 据 本 年 度 有 三 项 较 为 突 出 的 一 是 数 据 复 杂 性 规 律 发 现 方 面, 提 出 了 社 会 媒 体 的 自 适 应 情 感 分 类 方 法, 该 模 型 在 协 同 监 督 的 框 架 下, 利 用 话 题 相 关 情 感 词 的 倾 向 性 动 态 修 正 和 估 计 用 户 层 及 提 及 关 系 网 络 的 倾 向 相 关 性 等, 对 社 会 媒 体 大 数 据 在 不 同 的 话 题 情 感 空 间 行 自 适 应 的 非 文 本 文 本 特 征 的 协 同 度 量 和 建 模, 从 而 有 效 地 行 情 感 分 类 论 文 发 表 于 IEEE TKDE 二 是 在 大 规 模 文 本 数 据 的 单 词 表 达 方 面, 提 出 了 综 合 纵 横 关 系 和 构 词 方 法 的 单 词 表 达 方 法, 在 单 词 相 似 度 和 单 词 类 推 等 任 务 上 均 取 得 了 很 好 的 效, 相 关 论 文 分 表 发 表 于 ACL 和 AAAI 三 是 在 大 规 模 文 本 数 据 的 匹 配 学 习 方 面, 提 出 了 基 于 CNN 的 层 次 化 模 型 和 LSTM 的 多 角 度 匹 配 模 型, 在 问 答, 信 息 检 索 和 对 话 等 应 用 中 均 取 得 了 良 好 的 效, 系 列 相 关 工 作 发 表 于 AAAI 社 会 媒 体 自 适 应 情 感 分 类 社 会 媒 体 数 据 的 情 感 分 类 由 于 话 题 的 敏 感 64

71 究 方 向 科 性, 使 得 分 类 的 数 据 特 征 具 有 复 杂 性, 很 难 利 用 单 一 的 方 法 行 有 效 度 量 表 现 在 一 个 话 题 上 提 取 的 情 感 特 征 及 训 练 的 模 型, 在 其 他 的 模 型 上 往 往 表 现 得 很 差 尤 其 在 对 社 会 媒 体 的 情 感 分 析 上 面 表 现 得 更 加 明 显, 这 是 由 于 社 会 媒 体 话 题 非 常 多 样, 对 所 有 的 话 题 数 据 训 练 一 个 普 适 的 分 类 器 是 不 可 能 的 同 时, 在 线 产 品 评 论 不 同 的 是, 类 似 微 博 的 社 会 媒 体 服 务 往 往 没 有 一 个 打 分 机 制 来 收 集 情 感 标 注, 并 且 极 稀 疏 的 社 会 媒 体 文 本 内 容 也 使 得 一 般 分 类 器 的 训 练 效 不 好 因 此, 针 对 社 会 媒 体 大 数 据 在 情 感 空 间 上 所 表 现 的 话 题 敏 感 文 本 内 容 极 稀 疏 的 复 杂 特 征, 本 工 作 提 出 了 一 种 话 题 自 适 应 的 情 感 分 类 模 型 (TASC) 该 模 型 在 协 同 监 督 的 框 架 下, 利 用 话 题 相 关 情 感 词 的 倾 向 性 动 态 修 正 和 估 计 用 户 层 及 提 及 关 系 网 络 的 倾 向 相 关 性 等, 对 社 会 媒 体 大 数 据 在 不 同 的 话 题 情 感 空 间 行 自 适 应 的 非 文 本 文 本 特 征 的 协 同 度 量 和 建 模, 从 而 有 效 地 行 情 感 分 类 相 比 其 他 监 督 的 和 半 监 督 的 分 类 模 型, 在 6 个 话 题 的 公 开 数 据 集 上 实 验,TASC 取 得 了 较 好 的 改 效 同 时, 考 虑 到 社 会 媒 体 话 题 的 动 态 演 变 特 性, 我 们 在 原 有 模 型 基 础 上 设 计 了 随 时 间 线 动 态 自 适 应 度 量 的 框 架 (TASC-t), 该 方 法 也 同 样 取 得 了 较 突 出 表 现 大 规 模 文 本 数 据 的 单 词 表 达 学 习 单 词 表 示 一 直 是 人 工 智 能 自 然 语 言 处 理 信 息 检 索 等 领 域 的 一 个 基 本 核 心 问 题 分 布 式 表 达 将 单 词 表 示 为 低 维 连 续 实 数 向 量 受 Bengio 2003 年 在 神 经 网 络 语 言 模 型 中 使 用 单 词 分 布 式 表 达 所 取 得 功 所 启 发 鼓 舞, 单 词 的 分 布 式 表 达 正 为 自 然 语 言 处 理 领 域 最 火 热 的 一 个 究 点 同 时, 它 也 被 广 泛 使 用 在 自 然 语 言 处 理 的 各 方 面, 如 语 言 模 型, 机 器 翻 译, 情 感 分 类 等 数 十 年 来, 各 种 不 同 的 单 词 表 示 方 法 层 出 不 穷, 如 矩 阵 分 解 (LSI, GloVe), 概 率 话 题 模 型 (LDA), 神 经 网 络 (NNLM,SENNA,Word2Vec) 这 些 单 词 表 达 学 习 算 法 大 体 都 是 基 于 一 个 同 样 的 假 设 分 布 式 假 设 其 假 设 一 个 单 词 的 语 义 由 其 周 围 的 上 下 文 决 定 由 于 单 词 之 间 存 在 着 横 向 (syntagmatic) 和 纵 向 (paradigmatic) 两 种 关 系, 如 图 2 所 示 其 中, 横 向 关 系 关 注 的 是 词 词 之 间 在 上 下 文 中 的 共 现 关 系 ; 而 纵 向 关 系 则 关 注 的 是 词 词 之 间 具 有 相 似 上 下 文 的 关 系 现 有 模 型 都 只 单 独 考 虑 了 一 种 关 系 如 隐 式 语 义 索 引 (latent semantic indexing,lsi) 利 用 了 横 向 关 系 ; 而 Word2Vec 这 类 方 法 利 用 了 纵 向 关 系 图 2 paradigmatic syntagmatic 关 系 示 例 在 ACL2015 的 工 作 提 出 了 两 种 新 的 单 词 表 达 学 习 模 型, 有 别 于 现 有 模 型 只 建 模 单 词 间 的 横 向 关 系 或 纵 向 关 系, 以 并 列 (PDC 模 型 ) 或 层 次 (HDC 模 型 ) 的 方 式 同 时 建 模 这 两 种 关 系, 以 得 到 更 好 的 单 词 表 达 PDC 模 型 和 HDC 模 型 对 应 地 扩 了 Word2Vec 中 CBOW 和 HDC 模 型, 在 其 基 础 上, 利 用 文 档 表 达 来 预 测 文 档 中 出 现 的 单 词, 以 捕 捉 单 词 间 的 横 向 关 系 这 两 个 模 型 在 单 词 类 比 任 务 和 单 词 相 似 度 任 务 中 都 取 得 了 state-of-the-art 的 结 然 而, 基 于 分 布 式 假 设 的 模 型 往 往 难 以 处 理 65 科

72 科 2015 科 年 报 那 些 出 现 次 数 很 少 的 单 词 这 些 单 词 的 上 下 文 稀 缺, 不 足 以 学 出 良 好 的 表 达 极 端 情 况 下, 如 一 个 单 词 没 有 任 何 上 下 文, 这 时 分 布 语 义 假 设 无 能 无 力 另 一 方 面, 分 布 语 义 假 设, 也 难 以 捕 捉 单 词 见 细 粒 度 的 语 义 关 联 如, 基 于 分 布 语 义 假 设 的 模 型, 难 以 回 答 buys sells 哪 个 单 词 buy 更 相 似 这 样 的 问 题 使 用 单 词 的 构 词 信 息 (morphological information) 可 以 很 容 易 的 回 答 这 类 问 题 如, 没 有 任 何 上 下 文, 依 然 可 以 仅 通 过 unbreakable 的 词 素 : un, break 和 able 得 到 它 的 语 义 也 能 很 容 易 的 回 答 slow:slower as fast: 这 样 的 问 题 但 是 仅 仅 利 用 词 素 信 息 无 法 捕 捉 两 个 不 共 享 词 素 单 词 之 间 的 关 联 因 此, 为 了 学 习 更 好 的 单 词 表 达, 需 同 时 利 用 单 词 的 内 部 词 素 外 部 上 下 文 信 息 以 往 工 作 使 用 复 杂 的 组 合 方 式 利 用 词 素 信 息 构 造 神 经 网 络 语 言 模 型 不 同, 在 AAAI 2016 的 工 作 使 用 简 单 通 用 的 预 测 模 型, 同 时 建 模 单 词 的 内 部 词 素 信 息 外 部 上 下 文 信 息 此 工 作 分 别 扩 了 Word2Vec 的 CBOW SG 模 型, 得 到 对 应 的 BEING SEING 模 型, 模 型 框 架 图 见 图 3 该 方 法 在 单 词 类 比 和 相 似 度 等 任 务 上 取 得 了 更 好 的 结 大 规 模 文 本 数 据 的 匹 配 学 习 文 本 语 义 匹 配 是 诸 如 信 息 检 索 和 问 答 系 统 等 的 核 心 任 务 之 一 比 如 在 信 息 检 索 中, 文 本 语 义 匹 配 就 是 匹 配 一 个 查 询 和 一 篇 文 档 现 在 已 有 的 文 本 匹 配 的 模 型 分 两 大 类, 传 统 模 型 (BM25) 和 新 兴 的 深 度 学 习 模 型 深 度 学 习 模 型 有 自 动 学 习 和 提 取 特 征 的 优 势, 在 很 多 任 务 上 已 经 超 过 传 统 模 型 在 目 前 对 深 度 模 型 的 究 当 中, 往 往 会 讲 文 本 分 别 表 达 两 个 等 长 的 向 量, 然 后 直 接 计 算 文 本 间 的 相 似 度 ( 余 弦 距 离, 欧 式 距 离 ) 这 类 模 型 会 遇 到 如 下 问 题 :(1) 难 以 表 达 细 粒 度 的 匹 配 信 号, 导 致 没 法 充 分 捕 获 细 粒 度 的 匹 配 信 号 ;(2) 两 段 文 本 在 最 后 才 产 生 交 互, 计 算 相 似 度 的 方 式 过 于 简 单, 没 法 行 度 量 学 习 为 了 解 决 这 些 问 题, 我 们 提 出 了 MatchPyramid 模 型 从 最 基 本 的 匹 配 信 号, 然 后 多 粒 度 层 次 化 得 提 取 两 段 文 本 的 匹 配 信 号 实 验 表 明, MatchPyramid 模 型 的 性 能 能 高 于 传 统 模 型, 提 高 了 6%, 相 对 现 有 的 深 度 学 习 模 型 (ARC-I) 提 高 了 4% MatchPyramid 借 鉴 了 在 图 像 识 别 领 域 最 功 的 卷 积 神 经 网 络 (CNN) 模 型 的 建 模 思 想, 希 望 能 和 CNN 模 型 一 样 从 最 基 本 的 元 素 开 始, 行 层 次 化 建 模, 下 一 层 是 上 一 层 的 一 步 抽 象, 图 3 BEING SEING 模 型 66

73 究 方 向 科 图 4 文 本 匹 配 类 比 图 像 识 别 的 各 个 部 分 图 5 MatchPyramid 模 型 示 意 图 而 从 词 短 语 句 子 级 别 来 表 达 两 段 文 本 的 匹 配 MatchPyramid 模 型 从 最 基 础 的 词 的 匹 配 信 号 开 始, 完 整 保 留 了 两 段 文 本 的 匹 配 信 息, 而 后 面 的 层 次 化 卷 积 操 作 能 够 提 取 复 杂 的 匹 配 特 征, 可 以 更 好 的 完 文 本 匹 配 任 务 在 文 本 匹 配 中, 局 部 化 信 息 和 丰 富 的 上 下 文 信 息 对 决 定 最 终 的 匹 配 度 非 常 重 然 而, 现 有 的 深 度 学 习 模 型 并 不 能 同 时 兼 顾 这 两 个 重 的 因 素 我 们 提 出 位 置 化 句 子 表 达 (positional sentence representation) 的 概 念 以 及 一 个 新 的 深 度 模 型 (MV-LSTM) 来 解 决 这 个 问 题 一 个 位 置 化 句 子 表 达 就 是 聚 焦 于 一 个 具 体 单 词 ( 位 置 ) 上 的 整 个 句 子 的 表 达 在 MV-LSTM 中, 我 们 先 基 于 双 向 LSTM 模 型 学 习 文 本 语 义 表 达 由 于 双 向 LSTM 模 型 的 特 点, 其 学 习 到 的 在 每 个 位 置 上 的 中 间 表 达 就 是 一 个 位 置 化 句 子 表 达 然 后 我 们 使 用 neural tensor network 来 建 模 两 个 句 子 不 同 的 位 置 化 句 子 表 达 间 的 交 互, 并 综 合 得 到 最 终 匹 配 得 分 我 们 基 于 一 个 社 区 问 答 数 据 集 行 实 验, 具 体 任 务 是 匹 配 一 个 问 题 和 其 可 能 的 答 案 实 验 结 表 明, 我 们 的 模 型 能 够 找 到 句 子 重 的 匹 配 位 置 行 匹 配, 并 相 比 现 有 的 深 度 学 习 模 型 取 得 了 更 好 的 效 跨 媒 体 计 算 2015 年 度 积 极 推 科 仪 器 制 项 目, 坚 固 在 国 家 互 联 网 音 视 频 监 管 任 务 中 的 地 位, 在 学 术 究 科 仪 器 制 关 键 技 术 应 用 三 个 方 面 取 得 了 显 著 的 学 术 究 方 面, 在 图 像 恢 复 排 序 学 习 深 度 学 习 目 标 检 测 技 术 的 究 上 取 67 科

74 科 2015 科 年 报 图 6 MV-LSTM 示 意 图 得 了 突 破 : 提 出 了 全 局 测 量 局 部 稀 疏 的 图 像 恢 复 算 法, 提 高 图 像 重 建 质 量 10%-20%; 提 出 了 一 种 在 线 排 序 学 习 方 法, 显 著 提 高 了 排 序 模 型 的 训 练 效 率 ; 提 出 了 基 于 Sparse CNN 的 稀 疏 集 学 习 方 法 基 于 密 集 区 域 融 合 的 目 标 定 位 方 法, 提 高 了 目 标 检 测 的 精 度, 并 在 全 球 70 多 支 队 伍 参 加 的 国 际 著 名 ImageNet 竞 赛 ILSVRC 2015 中 取 得 优 异 绩 : 目 标 分 类 定 位 任 务 第 四 ( 国 内 第 二 ); 目 标 检 测 任 务 排 第 五 ( 国 内 第 一 ) 发 表 多 篇 高 水 平 论 文 : 包 括 国 际 顶 级 期 刊 IEEE TIP 1 篇 (CCF A 类 期 刊 ),IEEE TMM 1 篇 ; 国 际 顶 级 会 议 IJCAI CVPR ACL (CCF A 类 会 议 ) 论 文 3 篇 科 仪 器 制 方 面, 初 步 实 现 了 动 态 可 配 置 的 压 缩 感 知 像 装 置, 设 计 了 一 套 完 整 的 硬 件 化 采 集 重 建 架 构, 实 现 高 速 采 集 和 重 建 结 高 速 回 传 关 键 技 术 应 用 方 面, 相 关 核 心 技 术 在 互 联 网 音 视 频 分 析 和 大 规 模 社 会 媒 体 数 据 分 析 中 得 到 了 良 好 应 用 发 的 大 规 模 近 似 图 像 检 索 识 别 系 统, 已 经 被 西 南 电 子 电 信 技 术 究 所 引 集 于 国 家 某 重 大 专 项 任 务 中, 在 全 国 多 地 部 署 应 用, 应 用 效 显 著 虚 拟 现 实 2015 年 度 围 绕 VR 数 据 获 取 建 模 仿 真 两 大 核 心 问 题 开 究, 并 注 重 究 在 核 电 应 急 电 子 商 务 等 领 域 的 应 用 在 数 据 获 取 方 面, 究 基 于 多 源 感 知 信 息 融 合 的 场 景 深 度 图 获 取 技 术, 采 用 动 式 深 度 传 感 器 和 被 动 式 立 体 视 觉 相 互 融 合 的 方 式, 获 取 大 规 模 复 杂 场 景 下 的 高 精 度 深 度 图 深 度 图 估 计 方 法 在 国 际 公 认 的 Middlebury 深 度 图 估 计 评 价 数 据 集 上 的 测 试 绩 排 名 第 一 在 自 然 现 象 建 模 仿 真 方 面, 提 出 启 发 式 层 析 图 像 火 焰 重 建 算 法, 通 过 能 量 约 束 优 化 模 型 使 得 重 建 图 像 的 能 量 尽 量 逼 近 拍 摄 图 像 的 能 量, 实 现 不 同 燃 料 容 器 外 力 和 粒 子 的 复 杂 火 焰 建 模 在 群 体 运 动 仿 真 方 面, 究 并 提 出 情 绪 驱 动 的 社 会 集 体 行 为 建 模 方 法 适 用 于 大 规 模 交 通 仿 真 的 路 网 表 示 等 方 法, 并 完 在 核 电 领 域 多 个 场 址 的 示 范 应 用 人 体 运 动 仿 真 2015 年 度 在 自 然 人 体 运 动 风 格 建 模 方 面 取 得 究 突 破, 究 论 文 发 表 在 计 算 机 图 形 学 交 互 式 技 术 国 际 会 议 SIGGRAPH 2015, 被 ACM Transaction On Graphics 期 刊 ( 图 形 学 领 域 唯 一 SCI 一 区 刊 物 ) 收 录 自 然 人 体 运 动 包 含 各 种 结 构 异 质 的 具 体 动 作, 以 及 多 样 化 的 风 格, 因 此, 该 究 工 作 存 在 两 个 方 面 的 技 术 挑 战 : 不 同 风 格 运 动 之 间 的 时 空 关 系 异 常 复 杂 难 以 表 达 ; 人 体 运 动 中 的 动 作 和 风 格 的 识 别 和 理 解 极 其 困 难 我 们 提 出 一 种 混 合 自 回 归 模 型 实 时 在 线 建 模 不 同 风 格 运 动 之 间 存 在 的 复 杂 时 空 关 系, 并 且 自 动 转 换 未 标 记 动 作 和 风 格 的 人 体 运 动 该 算 法 适 用 于 68

75 究 方 向 科 不 同 来 源 的 输 入 数 据 目 前, 已 有 来 自 美 国 英 国 法 国 韩 国 等 国 家 的 科 团 队 向 我 们 索 论 文 代 码 和 数 据 以 开 一 步 的 究 工 作 生 物 信 息 学 生 物 信 息 学 方 向,2015 年 度 继 续 坚 持 在 计 算 蛋 白 质 组 学 及 其 相 关 方 向 开 工 作 蛋 白 质 交 联 鉴 定 算 法 plink 相 关 于 2015 年 再 次 突 破 Nature Methods( 五 年 影 响 因 子 27.2), pfind 和 plink 软 件 累 计 注 册 下 载 用 户 分 别 达 815 和 545, 遍 布 世 界 六 大 洲 的 34 个 国 家 和 地 区, 在 国 内 外 同 行 的 113 项 究 中 得 以 应 用 在 冷 冻 电 镜 图 像 三 维 重 构 方 面, 提 出 一 种 全 新 的 冷 冻 电 镜 图 像 对 位 算 法, 将 原 图 像 特 征 识 别 问 题 转 化 为 采 样 分 类 问 题, 有 效 地 解 决 了 图 像 对 位 的 精 度 和 处 理 速 度 问 题 相 应 的 软 件 Markerauto 已 为 冷 冻 电 镜 图 像 对 位 处 理 领 域 的 首 选 软 件, 已 在 中 科 院 生 物 物 理 所 美 国 加 州 大 学 圣 地 亚 哥 分 校 UCSD 美 国 Direct Electron 得 到 实 际 应 用 美 国 国 立 卫 生 究 院 (NIH) 国 立 心 肺 血 液 病 究 所 合 作 究, 在 国 际 著 名 学 术 期 刊 Cell Metabolism 发 表 文 章 A Liver-Enriched Long Non-Coding RNA, lnclstr, Regulates Systemic Lipid Metabolism in Mice, 在 国 际 上 首 次 绘 制 了 长 非 编 码 RNA(lncLSTR) 在 脂 类 代 谢 过 程 中 的 精 细 调 控 机 制, 为 该 领 域 的 一 步 究 开 启 了 新 的 思 路 计 算 机 基 础 算 法 2015 年 度 围 绕 着 动 态 网 络 相 关 算 法 究 博 弈 论 相 关 算 法 究 通 信 复 杂 度 判 定 树 复 杂 度 等 方 面 开, 提 出 了 动 态 数 据 模 型 下 排 序 查 找 算 法, 并 确 定 了 可 以 无 差 错 求 解 排 序 的 最 高 阈 值, 解 决 了 带 外 部 影 响 的 蛋 糕 分 配 问 题, 提 出 了 新 的 规 约 技 术 证 明 了 单 向 通 信 模 型 下 图 联 通 性 二 部 性 等 问 题 最 优 的 通 信 复 杂 度 上 下 界, 证 明 了 对 任 意 异 或 型 判 定 树 在 以 牺 牲 一 个 平 均 敏 感 度 为 代 价, 可 以 转 化 为 传 统 的 判 定 树 15 年 共 发 表 会 议 论 文 5 篇,SCI 期 刊 论 文 1 篇, 包 括 ISAAC, TAMC, COCOON, RANDOM-APPROX, ICDMW 等 会 议,Theoretical computer science 等 期 刊, 另 有 1 篇 论 文 被 AAAI 16 接 收 微 处 理 器 在 微 处 理 器 结 构 设 计 方 面, 制 了 新 一 代 龙 芯 GS464E 处 理 核, 并 在 此 基 础 上 制 功 图 8 生 物 信 息 非 编 码 复 杂 网 络 组 发 表 在 Cell Metabolism 的 文 章 科 69

76 科 2015 科 年 报 四 核 龙 芯 3A2000 芯 片 GS464E 处 理 器 核 基 于 LoongsonISA 指 令 集, 采 用 4 发 射 乱 序 执 行 结 构, 集 三 级 Cache( 一 级 指 令 / 数 据 Cache 各 64KB 二 级 Cache 为 256KB 三 级 Cache 为 4MB), 具 有 高 性 能 的 特 点 GS464E 处 理 器 核 是 在 GS464 核 基 础 上 改 的, 具 体 包 括 : 优 化 了 访 存 性 能 和 分 支 预 测 准 确 率 ; 实 现 了 MIPS DSP 指 令 集 和 虚 拟 机 支 持 ; 增 大 了 处 理 器 中 各 项 队 列 的 项 数, 并 增 大 了 Cache 容 量 和 TLB 容 量 ; 支 持 3 级 Cache 结 构, 每 一 级 都 采 用 LRU 替 换 策 略, 可 以 支 持 多 核 缓 存 一 致 性 协 议 ; 支 持 多 层 次 的 硬 件 预 取 机 制 首 款 集 4 个 GS464E 处 理 器 核 的 采 用 SMIC 40 纳 米 工 艺 的 龙 芯 3A2000 已 流 片 功, 在 频 800MHz 时 实 测 SPEC CPU2006 定 点 分 数 为 5.89 分, 在 同 频 下 性 能 达 到 国 际 上 AMD 流 处 理 器 相 当 的 水 平 这 表 明 GS464E 处 理 器 核 架 构 设 计 已 经 达 到 世 界 先 水 平 目 前 正 在 制 基 于 28 纳 米 工 艺 的 更 高 频 性 能 的 龙 芯 3A3000 芯 片 在 应 用 推 广 方 面, 目 前 已 经 开 发 了 基 于 龙 芯 3A2000 的 桌 面 计 算 机 及 服 务 器, 以 及 多 款 应 用 于 军 工 领 域 的 计 算 机 板 卡 等, 在 国 家 工 信 部 的 党 政 军 示 范 项 目 中 得 到 应 用 基 于 GS464E 处 理 器 核 的 多 核 芯 片 完 全 能 够 满 足 国 产 信 息 化 建 设 的 需, 具 有 很 好 的 应 用 前 景 图 8 GS464E 微 结 构 图 70

77 究 方 向 科 数 据 存 储 本 年 度 数 据 存 储 技 术 在 支 持 万 亿 文 件 扩 的 元 数 据 服 务 集 群 面 向 海 量 小 文 件 低 延 迟 访 问 的 授 权 型 客 户 端 缓 存 优 化 技 术 方 面 具 有 阶 段 性 的 元 数 据 集 群 在 完 高 效 分 布 定 位 分 布 式 操 作 一 致 性 保 证 的 基 础 上, 完 了 无 阻 塞 的 元 数 据 负 载 高 效 迁 移 低 开 销 的 元 数 据 服 务 器 失 效 接 替 技 术 相 比 于 Ceph 系 统, 负 载 迁 移 对 应 用 的 阻 塞 时 延 从 数 秒 级 降 低 到 毫 秒 级, 元 数 据 服 务 器 失 效 接 替 时 延 从 十 秒 级 下 降 到 秒 级 下 一 步 将 搭 建 支 持 万 亿 文 件 的 分 布 式 文 件 系 统 原 型, 对 上 述 技 术 行 整 体 验 证 针 对 海 量 小 文 件 高 并 发 低 延 迟 的 访 问 需 求, 完 了 授 权 型 客 户 端 缓 存 优 化 架 构, 基 于 目 录 授 权 的 缓 存 一 致 性 保 护, 可 在 客 户 端 内 自 完 文 件 创 建 资 源 分 配 异 步 批 量 ( 元 ) 数 据 回 刷 激 大 粒 度 ( 元 ) 数 据 预 取 等, 有 效 降 低 了 海 量 小 文 件 访 问 中 同 步 元 数 据 访 问 延 迟, 以 大 粒 度 访 问 方 式 提 升 了 存 储 效 率 图 9 客 户 端 预 授 权 元 数 据 服 务 示 意 图 71 科

78 科 获 奖 2015 科 年 报 视 觉 模 式 的 局 部 建 模 及 非 线 性 特 征 获 取 理 论 方 法 究 图 像 视 频 等 视 觉 信 息 的 有 效 建 模 是 模 式 识 别 计 算 机 图 像 处 理 和 计 算 机 视 觉 的 核 心 问 题 像 过 程 中 像 条 件 像 对 象 的 变 化 会 导 致 物 体 表 观 的 显 著 变 化 视 觉 模 式 的 建 模 就 是 获 取 其 中 反 映 本 质 特 性 的 描 述, 从 而 为 解 决 后 续 识 别 检 索 等 应 用 中 的 瓶 颈 问 题 提 供 基 础 性 的 支 撑 项 目 组 在 国 家 自 然 科 学 基 金 等 的 连 续 支 持 下, 围 绕 这 一 基 础 性 问 题 行 了 长 达 十 余 年 的 究, 取 得 的 究 如 下 : 1. 提 出 了 人 类 视 觉 特 性 启 发 的 局 部 模 式 建 模 方 法 借 鉴 人 类 视 觉 的 选 择 性 响 应 特 性 和 感 受 器 的 相 对 性 特 性, 提 出 了 仿 初 级 感 受 野 特 性 和 反 映 视 感 知 相 对 性 的 局 部 特 征 描 述 方 法, 在 包 括 人 脸 识 别 人 体 识 别 纹 理 分 析 目 标 检 测 跟 踪 等 方 面 得 到 了 广 泛 的 应 用 2. 提 出 了 视 觉 内 在 非 线 性 信 息 的 提 取 度 量 方 法 通 过 对 数 据 分 布 流 形 的 学 习, 获 取 视 觉 信 息 的 非 线 性 结 构, 从 而 获 得 数 据 分 布 的 本 征 维 度 在 此 基 础 上, 建 立 了 流 形 间 的 对 齐 和 距 离 度 量 方 法 上 述 方 法 在 图 像 集 合 视 频 识 别 以 及 超 分 辨 率 等 方 面 获 得 了 广 泛 的 应 用 3. 提 出 了 逆 像 过 程 分 析 的 建 模 方 法 通 过 分 析 像 过 程, 对 光 照 姿 态 等 影 响 像 结 的 过 程 建 模, 而 通 过 逆 过 程 分 析, 获 得 稳 定 的 特 征 表 示, 并 在 光 照 补 偿 跨 姿 态 识 别 等 方 面 得 到 了 广 泛 的 应 用 上 述 从 从 仿 生 生 物 视 觉 系 统 的 角 度, 借 鉴 人 类 生 物 视 觉 系 统 的 局 部 视 觉 编 码 特 性, 丰 富 了 局 部 编 码 范 式, 从 而 推 了 视 觉 表 示 这 一 基 础 科 学 问 题 的 究 同 时 从 流 形 几 何 的 角 图 1 韦 伯 局 部 描 述 子 建 模 方 法 概 72

79 视 觉 模 式 的 局 部 建 模 及 非 线 性 特 征 获 取 理 论 方 法 究 度, 提 出 了 高 维 视 觉 数 据 内 在 非 线 性 本 征 维 度 提 取 方 法, 以 及 相 应 的 流 形 距 离 度 量 方 法, 逐 渐 引 领 形 了 一 个 新 的 流 形 表 示 度 量 分 支 究 方 向 所 提 出 的 方 法 被 国 际 同 行 广 泛 用 于 多 种 识 别 和 检 索 任 务 中, 因 而 获 得 广 泛 的 引 用 和 良 好 的 评 价 究 所 发 表 的 20 篇 论 文 中, 包 括 IEEE Transactions on PAMI,IEEE Transactions on Image Processing 等 本 领 域 的 流 期 刊 和 ICCV, CVPR 等 流 会 议 据 Google Scholar 统 计, 截 至 2014 年 12 月, 这 20 篇 论 文 被 引 3498 次 此 外, 究 获 得 发 明 专 利 授 权 7 项 项 目 得 到 了 广 泛 的 产 业 应 用 银 晨 科 技 将 项 目 究 的 面 部 比 对 核 心 技 术 应 用 于 公 安 部 出 入 境 管 理 局, 有 效 遏 制 了 多 重 身 份 泛 滥 的 问 题 ; 百 度 寻 人 公 益 平 台 采 用 了 项 目 组 免 费 提 供 的 人 脸 识 别 技 术, 取 得 了 良 好 的 社 会 效 益 本 项 目 由 来 自 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 北 京 大 学 和 哈 尔 滨 工 业 大 学 的 究 者 共 同 完, 荣 获 2015 年 度 国 家 自 然 科 学 二 等 奖 图 2 代 表 性 工 作 的 部 分 引 用 评 价 图 3 项 目 组 部 分 员 参 加 颁 奖 大 会 科 73

80 科 获 奖 2015 科 年 报 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 处 理 关 键 技 术 及 应 用 当 前, 蓬 勃 发 的 网 络 空 间 社 会 化 媒 体 已 为 信 息 发 布 文 化 传 播 等 的 重 平 台, 微 博 社 交 网 站 等 社 会 化 媒 体 产 生 着 大 量 的 实 时 数 据, 包 含 着 丰 富 的 知 识 和 线 索, 对 大 规 模 社 会 化 媒 体 数 据 的 实 时 感 知 内 容 监 测 和 信 息 判 直 接 关 系 到 网 络 空 间 秩 序 和 社 会 的 稳 定 同 时, 如 何 提 高 社 会 化 媒 体 数 据 的 个 性 化 服 务 质 量 优 化 传 输 效 率 是 推 动 我 国 新 媒 体 产 业 可 持 续 发 的 重 方 向 本 项 目 紧 紧 围 绕 维 护 社 会 稳 定 和 推 动 经 济 可 持 续 发 的 重 大 需 求, 以 社 会 化 媒 体 数 据 的 分 析 和 检 索 服 务 为 应 用 目 标, 究 适 用 于 大 规 模 社 会 化 媒 体 数 据 处 理 的 新 型 计 算 模 型 算 法 等 关 键 技 术 在 大 规 模 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 获 取 存 储 融 合, 分 析 挖 掘 监 测 预 警 等 方 面 取 得 了 重 原 创 性 突 破 为 维 护 我 国 网 络 空 间 安 全 和 社 会 稳 定, 重 大 事 件 线 索 发 现 和 有 害 信 息 的 监 测 预 警 提 供 核 心 技 术 和 系 统 服 务 项 目 在 国 家 自 然 科 学 基 金 北 京 市 科 学 基 金 和 多 个 合 作 项 目 的 支 持 下, 针 对 大 规 模 网 络 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 监 测 分 析 所 面 临 的 挑 战 性 问 题 开 究, 覆 盖 了 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 获 取 知 识 融 合 检 索 人 物 事 件 分 析 内 容 监 测 预 警 等 关 键 环 节 系 统 在 多 通 道 实 时 感 知 动 获 取, 自 适 应 知 识 融 合 社 会 化 检 索, 跨 领 域 群 体 事 件 的 判 分 析 和 跨 媒 体 融 合 的 内 容 监 测 分 析 等 方 面 取 得 了 重 突 破 制 完 的 线 索 发 现 情 报 分 析 系 统 和 不 良 内 容 监 测 实 时 预 警 等 应 用 系 统 及 其 关 键 技 术 在 网 络 空 间 的 信 息 内 容 安 全 监 管 舆 论 引 导 线 索 情 报 分 析 挖 掘 和 违 法 犯 罪 内 容 监 测 预 警 等 重 大 战 略 性 任 务 中 得 到 了 规 模 化 应 用 系 统 架 构 及 发 明 点 如 下 图 所 示 项 目 创 新 点 有 : 发 明 了 社 会 化 媒 体 数 据 的 多 通 道 实 时 感 知 动 获 取 技 术 ; 发 明 了 基 于 概 率 图 模 型 融 合 多 样 性 相 关 性 排 序 优 化 的 自 适 应 知 识 融 合 检 索 方 法 ; 发 明 了 跨 领 域 线 索 74

81 社 会 化 媒 体 数 据 的 感 知 处 理 关 键 技 术 及 应 用 目 标 的 判 分 析 方 法 ; 发 明 了 跨 媒 体 融 合 的 内 容 监 测 分 析 技 术 本 获 授 权 发 明 专 利 22 项, 软 件 著 作 权 23 项, 发 表 论 文 172 篇,3 项 核 心 技 术 在 多 个 国 际 权 威 评 测 中 排 名 第 一 相 关 技 术 在 上 海 瀛 联 山 东 广 电 等 重 企 业 系 统 中 得 到 广 泛 使 用, 并 且, 在 国 家 互 联 网 信 息 办 公 室 公 安 部 等 20 余 家 重 业 务 部 门, 在 重 特 殊 时 期 的 网 络 信 息 监 测 和 重 大 突 发 事 件 等 重 时 期 安 全 保 障 中 发 挥 了 关 键 作 用 本 项 目 由 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 公 安 部 第 三 究 所 共 同 完, 荣 获 2015 年 度 北 京 市 科 学 技 术 奖 二 等 奖 大 规 模 社 会 化 媒 体 数 据 感 知 监 测 分 析 系 统 架 构 及 创 新 点 示 意 图 从 优 秀 到 卓 越 75 科

82 科 获 奖 2015 科 年 报 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 关 键 技 术 及 应 用 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 技 术 及 应 用 项 目 是 面 向 国 务 院 关 于 印 发 十 二 五 国 家 战 略 性 新 兴 产 业 发 规 划 的 通 知 中 关 于 增 强 民 生 领 域 信 息 服 务 能 力 的 战 略 需 求, 通 过 发 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 关 键 技 术 及 系 统, 以 实 现 残 疾 人 就 近 就 便 得 到 信 访 维 权 就 业 教 育 康 复 社 会 保 障 情 感 交 流 等 各 项 无 障 碍 服 务, 同 时 改 善 远 程 务 工 群 体 亲 人 之 间 的 交 流 现 状, 促 跨 地 区 交 流 和 合 作 的 效 率 本 项 目 受 到 国 家 科 技 支 撑 计 划, 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目, 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 创 新 项 目 和 北 京 市 经 信 委 项 目 的 支 撑, 突 破 的 关 键 技 术 包 含 以 下 三 项 : 1) 沉 浸 式 交 互 技 术 针 对 视 频 双 方 由 于 空 间 障 碍 无 法 行 眼 神 交 流 的 问 题, 给 出 了 一 种 普 适 化 的 基 于 虚 拟 视 角 的 视 线 矫 正 方 法, 实 现 视 线 平 视 效 ; 针 对 容 易 产 生 误 码 的 异 构 网 络, 提 出 健 壮 性 高 压 缩 效 率 高 易 分 级 的 基 于 视 频 信 号 分 布 特 征 的 高 效 传 输 编 码 方 法, 大 幅 度 节 省 带 宽, 削 弱 马 赛 克 效 应 2) 无 障 碍 交 互 技 术 针 对 盲 人 信 息 化 设 备 之 间 存 在 的 人 机 交 互 障 碍 问 题 以 及 聋 哑 人 手 语 翻 译 系 统 生 动 画 真 实 感 不 足 的 问 题, 发 了 面 向 无 障 碍 人 群 的 交 互 技 术, 包 括 符 合 盲 人 日 常 书 写 习 惯 的 盲 文 点 字 输 入 技 术 和 智 能 盲 汉 转 换 技 术 以 及 高 逼 真 感 的 多 通 道 手 语 合 技 术, 用 于 帮 助 盲 人 方 便 地 操 控 信 息 化 设 备, 促 聋 哑 人 普 通 人 的 正 常 交 流 3) 远 端 协 同 交 互 技 术 针 对 远 程 视 频 交 互 时 用 户 位 于 不 同 视 频 空 间 造 的 情 感 隔 阂 问 题, 发 了 在 线 视 频 前 景 分 割 技 术 和 沉 浸 式 视 频 合 技 术, 为 远 程 用 户 在 虚 拟 空 间 提 供 统 一 呈 现 和 协 同 交 互 针 对 用 户 对 传 统 键 盘 鼠 标 交 互 的 排 斥 问 题, 发 了 自 然 人 机 交 互 技 术, 包 括 基 于 多 源 信 息 融 合 的 用 户 自 适 应 手 76

83 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 关 键 技 术 及 应 用 势 识 别 技 术 以 及 鲁 棒 语 音 识 别 技 术, 为 用 户 提 供 手 势 和 语 音 等 多 种 自 然 交 互 手 段 本 项 目 已 获 得 授 权 国 家 专 利 21 项, 受 理 专 利 5 项, 发 表 论 文 102 篇, 软 件 著 作 4 项 本 项 目 开 发 的 残 疾 人 信 息 无 障 碍 系 统 部 署 应 用 到 北 京 市 16 个 区 县 的 460 个 残 疾 人 温 馨 家 园, 惠 及 北 京 市 46 万 残 疾 人, 从 很 大 程 度 上 解 决 了 残 疾 人 出 行 康 复 交 流 以 及 参 社 会 活 动 的 困 难 另 外, 本 项 目 开 发 的 爱 心 小 屋 系 统 功 应 用 于 北 京 和 河 南 等 多 个 省 市 的 远 程 务 工 群 体 和 留 守 儿 童 的 亲 情 互 动, 对 于 改 善 民 生, 构 建 和 谐 社 会 具 有 重 意 义 本 项 目 还 将 继 续 深 入 探 索 新 型 感 知 计 算 体 系 架 构, 构 建 大 规 模 远 程 信 息 无 障 碍 交 互 平 台, 让 尖 端 科 技 贴 近 朴 实 民 生 本 项 目 由 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所, 北 京 市 残 疾 人 联 合 会 共 同 完, 获 得 2015 年 度 北 京 市 科 学 技 术 奖 二 等 奖 图 1 基 于 视 频 信 号 分 布 特 征 的 高 效 传 输 编 码 方 法 图 2 远 端 协 同 交 互 技 术 应 用 实 例 科 77

84 科 2015 科 年 报 结 题 验 收 的 代 表 性 高 通 量 计 算 体 系 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 及 云 服 务 应 用 高 通 量 计 算 系 统 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 及 云 服 务 应 用 是 计 算 所 牵 头 承 担 的 国 家 973 项 目 ( 批 准 号 :2011CB302500), 于 2015 年 10 月 通 过 了 课 题 验 收,11 月 顺 利 通 过 了 科 技 部 的 项 目 验 收 本 项 目 在 核 心 科 学 问 题 的 究 方 面 超 额 完 了 预 期 目 标 : 共 发 表 论 文 325 篇, 其 中,SCI 收 录 92 篇, 包 括 IEEE TVLSI, IEEE TACO, IEEE TCAD, COMMUN ACM, IEEE Micro, IEEE TC, IEEE TPDS, IEEE TMC 等 顶 级 国 际 期 刊, 和 ASPLOS PLDI ISCA HPCA FSE DASFFA CGO PACT DAC PPoPP ICS SC Hot Chips ICCAD 等 顶 级 国 际 会 议 ; 申 请 并 受 理 发 明 专 利 265 项, 并 有 多 项 专 利 申 请 并 受 理 为 国 际 专 利, 华 为 开 了 高 通 量 服 务 器 和 数 据 中 心 技 术 的 战 略 合 作 ; 出 版 专 著 Distributed and Cloud Computing, 获 美 国 图 书 馆 协 会 最 佳 学 术 著 作 奖 ; 本 项 目 还 获 得 省 部 级 科 学 技 术 一 等 奖 二 等 奖 各 一 项 内 容 预 期 目 标 实 际 完 情 况 体 现 面 向 高 通 量 计 算 的 可 扩 高 效 能 并 行 微 结 构 提 出 大 规 模 线 程 并 行 的 体 系 结 构, 构 造 千 线 程 芯 片 的 原 型, 示 其 可 扩 高 通 量 的 特 性 在 千 线 程 芯 片 原 型 的 后 硅 调 试 失 效 预 测 和 检 测 面 向 高 通 量 应 用 的 测 试 等 方 面 提 出 创 新 方 法 已 完 完 了 高 通 量 数 据 处 理 器 DPU 的 结 构 设 计 及 验 证 测 试 工 作, 并 功 流 片 原 型 芯 片 发 表 论 文 85 篇, 其 中 SCI 检 索 论 文 14 篇, EI 检 索 论 文 76 篇, 本 课 题 的 核 心 共 申 请 专 利 41 项, 其 中 已 授 权 专 利 6 项, 国 际 专 利 16 项 78

85 高 通 量 计 算 体 系 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 及 云 服 务 应 用 内 容 预 期 目 标 实 际 完 情 况 体 现 面 向 EB 级 数 据 并 发 处 理 的 新 型 系 统 结 构 设 计 及 评 价 方 法 支 持 海 量 并 发 请 求 和 数 据 并 发 流 动 的 高 效 能 可 扩 的 并 行 系 统 结 构, 提 出 面 向 高 通 量 计 算 系 统 应 用 的 计 算 机 系 统 执 行 模 型, 开 发 支 持 高 并 发 海 量 数 据 流 动 低 功 耗 应 用 感 知 的 数 据 通 道 和 存 储 系 统 已 完 提 出 了 高 通 量 处 理 器 片 上 资 源 的 分 区 分 配 和 管 理 机 制 : 提 出 有 效 支 持 片 上 逻 辑 处 理 器 快 速 调 整 的 任 务 调 度 框 架, 提 出 了 逻 辑 核 资 源 分 配 算 法 ; 提 出 了 面 向 公 平 性 的 程 调 度 算 法 ; 提 出 了 片 上 末 级 Cache 的 分 配 和 管 理 机 制 共 申 请 国 家 发 明 专 利 116 项, 其 中 申 请 PCT 专 利 28 项 入 实 审 美 国 专 利 6 项 ; 发 表 ( 或 录 用 ) 了 58 篇 论 文, 其 中 SCI 期 刊 收 录 13 篇,EI 收 录 50 篇 大 规 模 高 通 量 计 算 系 统 的 可 靠 性 设 计 提 出 电 路 级 和 指 令 级 的 故 障 检 测 和 容 错 方 法, 提 出 轻 量 级 硬 件 检 查 点 和 回 卷 方 法, 提 出 基 于 高 效 片 上 互 连 结 构 的 线 程 迁 移 方 法 ; 提 出 软 硬 协 同 的 高 效 健 康 状 态 检 查 方 法, 提 出 数 据 备 份 存 储 方 法, 提 出 基 于 程 序 语 义 的 软 件 故 障 调 试 和 容 错 方 法 已 完 突 破 了 传 统 基 于 冗 余 的 可 靠 性 设 计 的 框 架, 在 达 到 既 定 的 服 务 质 量 水 平 下, 为 高 计 算 通 量 为 特 征 的 新 型 大 规 模 系 统 提 供 了 低 开 销 的 可 靠 性 保 障 机 制 发 表 学 术 论 文 总 计 52 篇, 包 括 国 际 顶 级 会 议 ISCA,HPCA, DAC, 顶 级 期 刊 IEEE Transactions on Computers,IEEE Transactions on VLSI 等 ; 专 利 22 项 面 向 亿 级 并 发 负 载 的 编 程 模 型 支 撑 环 境 面 向 亿 级 并 发 负 载 的 编 程 模 型 支 撑 环 境 : 提 出 易 编 程 的 计 算 并 行 模 式 和 数 据 并 行 模 式 的 编 程 抽 象 及 其 表 示 方 法 ; 提 出 通 过 编 程 语 言 和 运 行 时 系 统 协 同 映 射 高 层 编 程 抽 象 到 底 层 执 行 模 型, 充 分 挖 掘 和 利 用 体 系 结 构 并 行 性 以 及 局 部 性 的 方 法 已 完 完 了 高 通 量 计 算 系 统 软 件 支 撑 相 关 的 究 内 容, 提 出 了 支 持 亿 级 并 发 负 载 的 编 程 环 境 Hadoop+ Hadoop+ 在 国 际 上 首 次 实 现 了 在 异 构 系 统 中 以 同 构 的 视 图 编 程, 同 时 率 先 提 出 了 一 系 列 系 统 规 模 和 负 载 数 量 不 敏 感 的 动 态 优 化 技 术 发 表 学 术 论 文 22 篇 学, 包 括 CCF A 类 国 际 会 议 和 期 刊 ISCA ASPLOS TPDS 等, 申 请 发 明 专 利 21 项 高 通 量 计 算 系 统 的 云 计 算 服 务 环 境 高 通 量 计 算 系 统 的 云 计 算 服 务 环 境 : 实 现 能 力 服 务 流 动 机 制 资 源 虚 拟 化 及 其 提 供 机 制 和 面 向 领 域 的 能 力 服 务 提 供 机 制 原 理 已 完 构 建 了 虚 拟 资 源 和 物 理 资 源 混 合 管 理 调 度 的 云 服 务 模 型 ; 建 立 了 云 服 务 模 型 的 基 准 测 试 环 境 ; 提 出 了 软 件 透 明 的 云 平 台 中 混 合 内 存 一 致 性 保 证 机 制 ; 提 出 了 云 平 台 中 任 务 顺 序 不 变 量 发 表 学 术 论 文 56 篇 ; 授 权 发 明 专 利 3 项 受 理 发 明 专 利 20 项 高 效 可 扩 移 动 服 务 关 键 技 术 及 应 用 面 向 移 动 互 联 网, 针 对 云 计 算 服 务 资 源 的 高 效 管 理 和 调 度 问 题 云 计 算 环 境 中 服 务 提 供 关 键 技 术 以 及 基 于 云 的 开 放 移 动 互 联 网 业 务 平 台 的 关 键 技 术 行 究 提 出 了 云 计 算 中 面 向 服 务 的 多 维 资 源 管 理 ; 虚 拟 网 络 资 源 的 映 射 算 法 ; 云 计 算 大 规 模 任 务 调 度 关 键 技 术 ; 移 动 多 媒 体 服 务 质 量 保 证 的 关 键 技 术 等 发 表 学 术 论 文 51 篇 ; 申 请 发 明 专 利 42 项, 获 得 授 权 9 项 ; 已 经 向 国 际 标 准 组 织 提 交 提 案 10 篇 科 79

86 科 2015 科 年 报 结 题 验 收 的 代 表 性 3D 内 容 视 觉 获 取 技 术 及 设 备 3D 内 容 视 觉 获 取 技 术 及 设 备 是 由 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 牵 头 承 担 的 国 家 863 计 划 课 题 ( 批 准 号 :2012AA011501), 起 止 时 间 为 2012 年 1 月 至 2014 年 12 月, 于 2015 年 4 月 顺 利 通 过 科 技 部 验 收 围 绕 项 目 任 务 书 的 究 规 划, 本 项 目 就 基 于 红 外 散 斑 的 像 系 统 及 其 三 维 几 何 重 建 基 于 多 透 镜 阵 列 的 像 系 统 及 其 三 维 几 何 重 建 基 于 物 理 的 启 发 式 三 维 流 体 重 建 开 究 工 作, 完 了 原 型 系 统 的 搭 建 和 相 关 技 术 验 证 项 目 的 究 内 容 及 具 体 : 1 基 于 红 外 散 斑 的 像 系 统 及 其 三 维 几 何 重 建 设 计 出 一 套 红 外 散 斑 像 系 统, 该 系 统 由 散 斑 投 影 模 块 和 散 斑 像 模 块 组 放 置 在 散 斑 投 影 模 块 中 的 激 光 器 发 出 红 外 光 束 照 射 到 散 光 板 后, 产 生 伪 随 机 分 布 的 散 射 光 斑, 并 被 投 射 到 被 测 目 标 物 上 ; 利 用 散 斑 像 模 块, 将 散 斑 图 像 到 CCD 图 像 传 感 器 上, 采 取 零 均 值 归 一 化 互 相 关 函 数 作 为 三 维 重 建 算 法 的 匹 配 代 价 函 数, 利 用 GPU 加 速 技 术 实 现 了 1024*768 分 辨 率 下 的 实 时 场 景 三 维 重 建, 平 均 相 对 深 度 误 差 为 5% 像 系 统 的 内 部 结 构 和 外 观 80

87 3D 内 容 视 觉 获 取 技 术 及 设 备 2 基 于 多 透 镜 阵 列 的 像 系 统 及 其 三 维 几 何 重 建 设 计 出 一 套 多 透 镜 阵 列 像 系 统, 该 系 统 利 用 二 次 像 技 术, 先 通 过 像 透 镜 将 目 标 像 到 微 透 镜 阵 列 的 前 端 面, 再 经 过 微 透 镜 阵 列 像, 在 微 透 镜 阵 列 后 端 面 形 一 个 像 的 阵 列, 微 透 镜 阵 列 直 接 和 图 像 传 感 器 紧 贴 在 一 起, 在 图 像 传 感 器 上 形 多 个 视 角 的 图 像 ; 采 取 在 对 积 图 像 上 的 先 验 似 然 法, 计 算 轮 廓 边 缘 及 内 部 区 域 的 深 度, 然 后 利 用 指 数 距 离 度 量 函 数 求 得 轮 廓 边 缘 的 深 度, 为 内 部 区 域 提 供 先 验, 通 过 先 验 加 似 然, 将 深 度 从 轮 廓 边 缘 扩 散 到 整 个 区 域, 从 而 恢 复 出 整 个 区 域 的 深 度 值, 平 均 相 对 深 度 误 差 为 物 距 的 6% 3 基 于 物 理 的 启 发 式 三 维 流 体 重 建 提 出 了 一 种 基 于 能 量 约 束 的 火 焰 三 维 重 建 模 型, 并 结 合 热 力 学 逆 辐 射 过 程 重 建 火 焰 的 三 维 温 度 场 首 先, 利 用 CCD 相 机 同 步 采 集 火 焰 数 据, 实 现 不 同 角 度 的 火 焰 数 据 获 取 ; 然 后, 基 于 拍 摄 的 火 焰 图 像, 通 过 定 义 能 量 优 化 模 型 和 基 于 光 线 投 射 的 自 适 应 温 度 调 整 算 法, 迭 代 求 解, 实 现 火 焰 温 度 场 的 重 建, 火 焰 场 在 R G B 三 个 通 道 上 的 平 均 重 建 误 差 为 13.1 项 目 组 在 任 务 执 行 期 间, 申 请 国 家 发 明 专 利 11 项 国 家 实 用 新 型 专 利 3 项, 提 交 国 家 标 准 1 项 并 报 送 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 立 项, 全 面 完 了 项 目 预 定 目 标 跨 越 发 持 续 发 81 科

88 科 2015 科 年 报 结 题 验 收 的 代 表 性 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 是 国 家 自 然 科 学 基 金 委 员 会 创 新 究 群 体 科 学 基 金 项 目, 负 责 人 是 李 国 杰 院 士 本 创 新 群 体 已 经 顺 利 通 过 六 九 考 核, 获 得 第 三 期 资 助 ( 经 费 600 万 ) 第 二 期 起 止 时 间 是 2013 年 1 月 至 2015 年 12 月 本 项 目 在 第 二 期 的 究 工 作 取 得 了 一 系 列, 并 得 到 了 国 际 同 行 的 肯 定 截 止 2015 年 为 止, 共 发 表 学 术 论 文 142 篇, 其 中 EI 索 引 90 篇 SCI 索 引 51 篇, 期 刊 论 文 74 篇 会 议 论 文 68 篇 ; 发 表 专 著 1 部 ; 申 请 发 明 专 利 48 项 ; 授 权 发 明 专 利 17 项 我 们 的 工 作 发 表 在 IEEE TVLSI IEEE TOC IEEE TPDS IEEE TCAD IEEE TEVC ACM TACO ACM TOCS JCST 等 知 名 期 刊 上, 以 及 ISCA PLDI ASPLOS MICRO ICS SC CGO PACT DAC DATE 等 领 域 顶 级 国 际 会 议 中 年 在 体 系 结 构 四 大 顶 级 会 议 ISCA HPCA MICRO ASPLOS 发 表 文 章 15 篇, 位 于 全 球 第 17 名, 国 内 第 1 群 体 的 究 工 作 还 分 别 摘 得 ASPLOS 14 以 及 MICRO 14 的 最 佳 论 文 奖, 前 者 是 亚 洲 科 机 构 首 次 获 此 奖, 后 者 则 是 MICRO 创 办 47 年 来 首 次 由 美 国 之 外 的 国 家 获 得 此 奖 本 群 体 完 了 多 项 引 领 国 际 的 学 术 在 项 目 的 第 一 个 执 行 期 中, 我 们 率 先 在 国 际 上 提 出 了 高 通 量 计 算 机 的 概 念, 并 深 入 开 了 面 向 高 通 量 计 算 的 软 硬 件 系 统 关 键 技 术 究, 目 前, 在 高 通 量 计 算 的 应 用 特 征 分 析 评 价 体 系, 高 通 量 计 算 的 基 准 测 试 程 序 集, 高 通 量 计 算 芯 片 及 内 存 系 统 存 储 系 统 等 核 心 使 能 技 术 方 面 形 了 系 统 性 的 究, 并 在 ASPLOS ISCA HPCA 等 顶 级 会 议 上 发 表 了 一 系 列 有 影 响 力 的 究 论 文 在 项 目 的 第 二 个 执 行 期 中, 我 们 积 极 开 了 智 能 计 算 体 系 结 构 的 究 工 作, 群 体 中 陈 云 霁 究 员 所 带 领 的 究 团 队 在 国 际 上 开 创 性 地 提 出 了 深 度 学 习 处 理 器 这 一 新 的 领 域, 其 究 有 效 解 决 了 深 度 学 习 计 算 速 度 和 能 耗 的 困 难, 并 通 过 体 系 结 构 创 新 解 决 了 如 何 用 有 限 硬 件 资 源 处 理 近 乎 无 限 规 模 深 度 人 工 神 经 网 络 的 科 学 难 题 究 相 继 获 得 ASPLOS 和 MICRO 最 佳 论 文 奖, 此 外, 国 际 计 算 机 学 会 (ACM) 通 讯 也 将 究 中 的 寒 武 纪 1 号 评 选 为 2014 年 的 计 算 机 领 域 究 焦 点, 这 是 大 陆 究 工 作 首 次 入 选 本 创 新 群 体 通 过 在 多 种 技 术 方 法 和 设 计 上 的 创 新, 为 多 个 国 家 重 大 课 题 提 供 了 有 力 的 技 术 82

89 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 支 持 在 国 家 科 技 重 大 专 项 的 核 高 基 项 目 中, 本 群 体 所 提 出 的 众 核 处 理 器 微 体 系 结 构 片 上 显 示 存 储 结 构 管 理 方 案 低 功 耗 片 上 网 络 结 构 设 计 等 都 得 到 了 认 可 应 用, 通 过 将 这 些 技 术 应 用 于 万 亿 次 级 CPU 的 设 计 方 案, 使 之 后 续 转 化 为 适 用 于 未 来 应 用 的 国 产 芯 片, 为 我 国 高 性 能 计 算 机 发 机 构 提 供 核 心 运 算 部 件 和 关 键 技 术, 以 实 现 产 学 用 的 良 好 结 合 在 国 家 863 项 目 中, 本 群 体 解 决 了 曙 光 高 效 能 计 算 机 中 系 统 规 模 计 算 密 度 系 统 效 能 的 三 大 难 题, 实 现 了 高 效 能 计 算 机 从 十 万 亿 次 提 升 到 百 万 亿 次 千 万 亿 次 跨 越, 曙 光 高 性 能 计 算 机 国 内 市 场 份 额 连 续 6 年 排 名 第 一, 实 现 了 我 国 高 性 能 计 算 机 产 业 的 历 史 性 跨 越 通 过 项 目 的 执 行, 创 新 群 体 自 身 建 设 也 取 得 了 长 足 的 步 在 项 目 执 行 期 内, 群 体 中 2 人 ( 胡 伟 武 陈 云 霁 ) 入 选 了 中 组 部 万 人 计 划 1 人 ( 张 立 新 ) 入 选 了 中 组 部 千 人 计 划 1 人 ( 李 晓 维 ) 入 选 国 家 百 千 万 人 才 工 程 1 人 ( 陈 云 霁 ) 入 选 中 组 部 青 年 拔 尖 人 才 5 人 ( 孙 晓 明 陈 云 霁 韩 银 和 侯 锐 陈 天 石 ) 获 得 国 家 优 秀 青 年 科 学 基 金 2 人 ( 孙 凝 晖 陈 世 敏 ) 入 选 中 科 院 百 人 计 划 1 人 ( 李 晓 维 ) 入 选 科 技 北 京 百 名 领 军 人 才 培 养 工 程 1 人 ( 范 东 睿 ) 入 选 北 京 市 科 技 新 星 计 划 1 人 ( 陈 云 霁 ) 入 选 MIT2015 年 TR35 杰 出 青 年 创 新 人 物 1 人 ( 范 东 睿 ) 获 得 中 科 院 卓 越 青 年 科 学 家 称 号 1 人 ( 鄢 贵 海 ) 获 得 了 中 国 计 算 机 学 会 优 秀 博 士 论 文 奖 从 海 外 引 究 员 3 人 ( 陈 世 敏 李 炼 王 元 陶 ) 群 体 还 获 得 多 项 国 家 和 省 部 级 奖 励, 其 中 : 曙 光 高 效 能 计 算 机 系 统 关 键 技 术 及 应 用 获 得 2013 年 度 国 家 科 技 步 奖 二 等 奖 ; 星 载 微 处 理 器 系 统 验 证 - 测 试 - 恢 复 技 术 及 应 用 获 得 2012 年 度 国 家 技 术 发 明 奖 二 等 奖 ; 32 位 星 载 容 错 控 制 计 算 机 系 统 关 键 技 术 及 应 用 ( 北 京 控 制 工 程 究 所 合 作 完 ) 获 得 2014 年 度 北 京 市 科 学 技 术 奖 一 等 奖, 2015 年 度 国 家 科 技 步 奖 二 等 奖 ; 高 性 能 众 核 结 构 设 计 及 验 证 技 术 获 得 2013 年 度 北 京 市 科 学 技 术 奖 二 等 奖 ; 跨 指 令 集 虚 拟 机 的 性 能 优 化 技 术 获 得 2012 年 度 北 京 市 科 学 技 术 奖 二 等 奖 经 过 近 6 年 的 项 目 执 行, 本 群 体 已 经 为 一 支 科 目 标 明 确 创 新 能 力 强 团 结 协 作 的 究 群 体, 也 是 国 际 计 算 机 体 系 结 构 领 域 究 能 力 最 强 的 团 队 之 一 在 项 目 执 行 过 程 中, 本 群 体 所 依 托 的 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 也 顺 利 通 过 验 收, 正 式 运 行 国 际 学 术 合 作 交 流 是 团 队 究 力 量 建 设 的 重 手 段 通 过 交 流, 了 解 国 际 学 术 前 沿 促 群 体 的 究 工 作, 同 时 扩 大 自 己 的 影 响 项 目 组 员 胡 瑜 究 员 应 邀 在 ITC2013 上 做 了 题 为 Capturing Post-Silicon Variations by Layout-Aware Path-Delay Testing 的 大 会 报 告, 范 东 睿 究 员 在 美 国 特 拉 华 大 学 做 了 关 于 Godson-T 的 特 邀 报 告 项 目 组 还 聘 任 瑞 士 洛 桑 理 工 大 学 的 Paolo Ienne 教 授 和 法 国 INRIA 的 Olivier 教 授 为 中 科 院 计 算 所 特 聘 究 员, 行 多 核 处 理 器 片 上 存 储 和 众 核 结 构 设 计 的 关 键 问 题 行 究, 并 合 作 完 多 篇 学 术 论 文 同 时, 还 邀 请 美 国 加 州 大 学 生 芭 芭 拉 分 校 的 Fred Chong 教 授 哈 佛 大 学 的 David Brooks 教 授 加 州 大 学 圣 迭 戈 分 校 的 Dean Tullsen 教 授 以 及 周 源 源 教 授 伊 利 诺 伊 理 工 学 院 的 孙 贤 和 教 授 宾 州 州 立 大 学 的 John Sampson 教 授, 瑞 士 EFPL 的 Babak Falsafi 教 授 等 国 际 知 名 学 者 多 次 来 访 计 算 所, 很 好 地 促 了 我 们 一 些 究 工 作 的 开 83 科

90 科 2015 科 年 报 本 群 体 有 多 位 究 人 员 在 学 术 组 织 担 任 学 术 职 务, 如 李 国 杰 院 士 孙 凝 晖 究 员 李 晓 维 究 员 唐 志 敏 究 员 张 云 泉 究 员 李 华 伟 究 员 等 在 中 国 计 算 机 学 会 及 高 性 能 容 错 信 息 存 储 体 系 结 构 等 专 业 委 员 会 担 任 理 事 长 任 常 务 理 事 秘 书 长 等 职 务 李 晓 维 究 员 张 立 新 究 员 李 华 伟 究 员 韩 银 和 究 员 陈 云 霁 究 员 侯 锐 究 员 武 岗 正 高 工 张 磊 副 究 员 包 云 岗 究 员 等 分 别 担 任 HPCA CGO APPT ATS WRTLT APSys 等 知 名 国 际 会 议 的 指 导 委 员 会 席 大 会 席 程 序 委 员 会 席 等 职 务 李 国 杰 院 士 孙 凝 晖 究 员 徐 志 伟 究 员 李 晓 维 究 员 等 分 别 担 任 JCST 计 算 机 学 报 计 算 机 究 发 等 期 刊 的 编 和 副 编 等 职 务 综 上 所 述, 通 过 本 创 新 群 体 项 目 的 执 行, 本 群 体 在 高 效 能 计 算 机 的 超 并 行 体 系 结 构 和 设 计 方 法, 多 核 / 众 核 处 理 器 的 新 型 体 系 结 构 及 低 功 耗 设 计, 多 核 处 理 器 的 测 试 验 证 高 可 靠 性 设 计 方 法, 高 性 能 并 行 编 译 技 术 等 方 面 取 得 了 一 批 重 科, 产 生 了 重 国 际 影 响, 群 体 员 的 学 术 水 平 国 际 学 术 影 响 有 明 显 提 升, 圆 满 完 了 项 目 的 预 期 目 标 跻 身 国 际 前 沿 关 注 国 计 民 生 引 领 中 国 信 息 产 业 84

91 理 论 计 算 机 科 学 结 题 验 收 的 代 表 性 理 论 计 算 机 科 学 本 项 目 是 国 家 基 金 委 优 秀 青 年 基 金 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2013 年 1 月 至 2015 年 12 月 本 项 目 针 对 判 定 树 复 杂 性 流 式 算 法 的 空 间 复 杂 度 等 方 面 开 究, 在 判 定 树 复 杂 度 中 敏 感 度 - 块 敏 感 度 复 杂 性 猜 想 图 性 质 函 数 的 判 定 树 复 杂 性 流 式 计 算 模 型 下 求 解 线 性 方 程 组 的 空 间 复 杂 度 社 会 网 络 优 化 的 近 似 算 法 等 方 面 的 究 工 作 中 取 得 了, 在 ICALP, KDD, AAAI, IJCAI 和 Theoretical Computer Science 等 知 名 会 议 和 期 刊 上 发 表 论 文 19 篇, 相 关 工 作 分 别 得 到 了 美 国 科 学 院 院 士 Michael Jordan 等 国 际 同 行 的 关 注 下 面 针 对 究 工 作 中 的 几 个 亮 点 开 具 体 介 绍 1. 敏 感 度 猜 想 的 究 Sensitivity 复 杂 度 最 早 由 图 灵 奖 得 Cook 和 Dwork 等 提 出, 是 判 定 树 复 杂 度 究 中 的 一 个 重 度 量 Nisan 和 Szegedy 在 92 年 提 出 关 于 Sensitivity vs. Block Sensitivity 的 猜 想, 这 一 猜 想 断 言 : 对 于 任 意 布 尔 函 数 f : {0,1}n {0,1}, 其 sensitivity 复 杂 度 和 block sensitivity 复 杂 度 之 间 是 多 项 式 量 级 相 关 的 在 究 工 作 中 我 们 引 入 关 于 超 立 方 体 的 等 周 不 等 式 关 于 布 尔 函 数 的 傅 立 叶 变 换 等 数 学 工 具, 通 过 考 察 一 个 单 值 超 立 方 体 的 向 外 两 层 邻 居 结 构 ( 如 图 所 示 ), 证 明 了 如 下 定 理 : 定 理 : 对 于 任 何 的 布 尔 函 数 f, 其 块 敏 感 度 和 敏 感 度 复 杂 性 满 足 bs(f) C(f ) s(f ) 2s(f) 1 之 前 关 于 用 敏 感 度 复 杂 度 来 表 达 的 块 敏 感 度 复 杂 度 的 最 好 上 界 是 Kenyon 和 Kutin 在 04 年 证 明 的 bs(f) O( ), 我 们 的 结 将 上 界 的 指 数 从 改 到 了 这 一 工 作 发 表 在 ICALP 会 议 上, 得 到 了 国 际 同 行 的 积 极 评 价 85 科

92 科 2015 科 年 报 2. 图 性 质 的 判 定 树 复 杂 度 究 图 性 质 函 数 是 判 定 树 理 论 中 一 个 重 的 究 对 象, Aanderaa Karp Rosenberg 猜 想 断 言 : 任 何 单 调 的 图 性 质 都 是 诡 的, 即 其 判 定 树 复 杂 度 为 Rivest 和 Vuillemin 证 明 了 其 判 定 树 复 杂 度 至 少 是 的 我 们 在 究 中 首 次 将 这 一 结 论 推 广 到 3 均 匀 超 图 性 质, 证 明 了 如 下 弱 诡 函 数 猜 想 : 定 理 : 对 于 任 何 有 n 个 顶 点 的 单 调 非 平 凡 3- 均 匀 超 图 性 质 函 数, 其 确 定 性 的 判 定 树 复 杂 度 都 是 的 在 证 明 技 术 上 我 们 将 Rivest-Vuillemin 所 提 出 的 基 于 组 合 数 论 的 证 明 技 术 Kahn-Saks- Sturtevant 所 提 出 的 代 数 拓 扑 技 术 相 结 合, 证 明 中 还 使 用 了 Vinogradov 所 证 明 的 关 于 奇 数 的 哥 德 巴 赫 猜 想, 即 任 意 充 分 大 的 奇 数 都 可 以 表 示 3 个 素 数 之 和 此 工 作 已 经 发 表 在 TAMC 2013 会 议 上 3. 求 解 线 性 方 程 组 问 题 的 通 信 复 杂 度 通 信 复 杂 度 最 早 由 姚 期 智 教 授 提 出, 是 理 论 计 算 机 科 学 中 最 重 的 证 明 下 界 的 工 具 之 一, 也 是 究 流 式 计 算 空 间 复 杂 度 的 重 方 法 我 们 在 究 工 作 中 讨 论 了 在 被 动 通 信 模 型 下 求 解 线 性 方 程 组 等 线 性 代 数 问 题 的 通 信 复 杂 度, 提 出 了 一 般 性 的 将 多 人 通 信 问 题 归 约 到 两 方 通 信 问 题 的 方 法, 证 明 了 s 人 的 多 方 随 机 通 信 复 杂 度 至 少 是 s 倍 的 两 方 通 信 复 杂 度 证 明 的 关 键 是 利 用 了 线 性 代 数 问 题 的 对 称 性, 构 造 了 对 称 的 困 难 实 例 的 分 布 ; 另 外 我 们 还 给 出 了 多 个 新 的 两 方 通 信 复 杂 度 下 界, 结 合 这 两 方 面, 我 们 证 明 了 求 解 线 性 方 程 组 等 问 题 紧 的 通 信 复 杂 度 下 界 我 们 的 下 界 还 适 用 于 判 定 矩 阵 的 秩 是 a 还 是 b 等 问 题 这 一 工 作 已 经 发 表 在 DISC 2014 会 议 上 自 创 新 科 技 强 国 86

93 计 算 机 体 系 结 构 结 题 验 收 的 代 表 性 计 算 机 体 系 结 构 计 算 机 体 系 结 构 是 国 家 基 金 委 优 秀 青 年 基 金 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2013 年 1 月 至 2015 年 12 月, 于 2015 年 底 顺 利 结 束 过 去 三 年 中, 项 目 组 按 照 预 期 的 究 计 划, 通 过 软 件 ( 图 计 算 分 布 式 计 算 框 架 ) 和 硬 件 ( 图 计 算 领 域 专 用 高 性 能 处 理 器 ) 的 协 同 设 计, 挖 掘 图 计 算 中 数 据 的 请 求 局 部 性, 从 而 达 到 了 提 升 图 计 算 的 目 标 在 实 施 的 过 程 中, 围 绕 图 计 算 专 用 高 性 能 处 理 器 体 系 结 构 设 计 这 一 方 向, 从 四 个 紧 密 相 关 的 题 开 究 工 作, 分 别 取 得 了 如 下 究 : 1. 在 图 计 算 处 理 器 的 请 求 高 速 缓 存 : 在 处 理 器 中 加 入 一 个 新 的 独 立 于 数 据 高 速 缓 存 指 令 高 速 缓 存 的 请 求 高 速 缓 存 请 求 高 速 缓 存 能 紧 致 地 存 储 大 量 请 求, 并 根 据 请 求 之 间 数 据 是 否 可 以 重 用 来 对 请 求 行 调 度, 从 而 降 低 访 存 开 销 2. 可 塑 图 计 算 加 速 器 核 : 引 入 访 存 延 迟 不 敏 感 的 弹 性 电 路 以 在 可 重 构 的 灵 活 性 和 性 能 功 耗 面 积 等 因 素 之 间 行 权 衡, 从 而 设 计 出 了 适 合 不 同 应 用 的 可 塑 图 计 算 加 速 器 核 3. 图 处 理 器 编 程 范 式 : 倡 导 程 序 员 明 确 分 工 相 互 协 作 的 编 程 范 式 在 此 范 式 下, 程 序 员 被 划 分 为 不 同 的 类 型 普 通 程 序 员 注 重 如 何 快 速 构 建 图 计 算 应 用, 而 专 家 程 序 员 则 专 心 实 现 图 计 算 的 高 性 能 实 现 两 者 职 责 更 加 明 确, 约 定 更 加 规 范, 相 应 的 编 译 框 架 和 运 行 时 也 将 在 此 约 定 下 为 程 序 提 供 自 动 的 正 确 性 性 能 和 可 移 植 性 的 保 证 4. 请 求 局 部 化 的 分 布 式 图 计 算 框 架 : 面 向 请 求 局 部 性 的 分 布 式 图 计 算 框 架 可 以 动 态 调 整 子 图 的 分 割 方 式, 尽 可 能 把 拥 有 请 求 局 部 性 的 数 据 聚 拢 在 一 个 子 图 中, 充 分 保 障 数 据 的 有 效 重 用 基 于 上 述 工 作, 本 课 题 共 发 表 论 文 14 篇, 其 中,SCI 收 录 11 篇, 包 括 IEEE Transactions on Computers IEEE Micro ACM Transactions on Architecture and Code IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems ACM Transactions on Design Automation of Electronic IEEE Transactions on Circuits and Systems IEEE Transactions on Evolutionary Computation IEEE Transactions on Parallel and Distributed 等 国 际 期 刊 和 ISCA The International Symposium on Code Generation and Optimization Design Automation & Test in Europe 等 国 际 会 议 申 请 并 受 理 发 明 专 利 15 项 项 目 培 养 了 相 关 方 向 博 士 生 5 名 ( 全 部 毕 业 ), 硕 士 生 4 人 ( 全 部 毕 业 ) 87 科

94 科 2015 科 年 报 结 题 验 收 的 代 表 性 视 觉 模 式 分 析 识 别 本 项 目 为 国 家 基 金 委 优 秀 青 年 基 金 项 目 ( 批 准 号 : ), 起 止 时 间 是 2013 年 1 月 至 2015 年 12 月, 于 2015 年 底 顺 利 结 束 过 去 三 年 中, 项 目 组 按 照 预 期 的 究 计 划, 围 绕 视 觉 模 式 分 析 识 别 这 一 方 向, 从 四 个 紧 密 相 关 的 题 开 究 工 作, 分 别 取 得 了 如 下 究 : 1. 在 深 度 层 级 视 觉 模 型 方 面, 重 点 究 了 小 数 据 条 件 下 深 度 层 级 模 型 的 学 习 问 题, 提 出 了 由 粗 到 细 的 多 阶 段 方 法 渐 自 编 码 方 法 等, 并 应 用 于 特 征 定 位 表 情 识 别 超 分 辨 率 和 人 脸 识 别 等 任 务 ; 2. 在 视 频 建 模 方 面, 系 统 深 入 的 究 了 视 频 的 流 形 建 模 对 齐 匹 配 和 测 度 学 习 等 问 题, 提 出 了 通 用 流 形 模 型 无 监 督 通 用 流 形 对 齐 异 质 空 间 流 形 距 离 测 度 学 习 黎 曼 流 形 降 维 和 测 度 学 习 等 新 方 法 ; 3. 在 跨 域 和 多 视 模 式 识 别 方 面, 以 寻 找 公 共 判 别 子 空 间 为 思 想, 提 出 了 多 视 判 别 分 析 自 适 应 判 别 分 析 源 域 目 标 化 判 别 分 析 以 及 双 向 迁 移 自 编 码 方 法 等 新 的 算 法 或 技 术 方 案 ; 4. 在 非 可 控 条 件 人 脸 识 别 方 面, 提 出 了 多 局 部 区 域 描 述 子 协 同 测 度 学 习 方 法 结 合 3D 几 何 和 学 习 的 可 变 形 场 模 型 耦 合 对 齐 和 识 别 的 视 频 人 脸 识 别 方 法 等, 还 建 设 并 发 布 了 一 个 2000 人 规 模 的 视 频 人 脸 数 据 库 基 于 上 述 工 作, 课 题 组 在 领 域 重 国 际 期 刊 上 发 表 论 文 12 篇 ( 其 中 CCF A 类 国 际 刊 物 论 文 5 篇 ), 重 国 际 会 议 论 文 29 篇 ( 其 中 CCF A 类 国 际 会 议 论 文 17 篇 ) 所 发 表 的 论 文 中, 单 篇 最 高 被 Google Scholar 引 用 93 次 已 申 请 发 明 专 利 5 项 此 外, 项 目 负 责 人 获 得 了 2015 年 度 国 家 自 然 科 学 奖 ( 第 2 完 人 ) 带 领 团 队 获 得 了 ACM EmotioW2014 的 冠 军, 获 得 ICCV2015 ChaLearn: Looking at People 两 个 竞 赛 的 冠 军 (Culture Event Recognition 竞 赛 ) 和 亚 军 (Apparent Age Estimation 竞 赛 ) 项 目 培 养 了 相 关 方 向 博 士 10 名 ( 毕 业 5 名, 在 读 5 人 ), 硕 士 12 人 ( 毕 业 6 人, 在 读 6 人 ) 其 中,1 人 次 获 计 算 机 学 会 优 博,1 人 次 获 中 科 院 优 博 88

95 大 规 模 图 像 的 内 容 分 析 理 解 及 其 智 能 服 务 技 术 结 题 验 收 的 代 表 性 大 规 模 图 像 的 内 容 分 析 理 解 及 其 智 能 服 务 技 术 本 项 目 是 中 科 院 计 算 所 - 联 想 联 合 实 验 室 青 年 科 学 家 计 划 项 目, 执 行 周 期 为 2012 年 12 月 至 2015 年 11 月 本 项 目 面 向 海 量 多 媒 体 网 络 环 境 下 的 图 像 数 据 庞 杂 数 据 内 在 关 联 多 样 的 挑 战, 以 建 立 基 于 视 觉 内 容 的 图 像 内 容 分 析 匹 配 方 法 基 于 语 义 关 联 的 内 在 层 次 增 强 方 法 和 网 络 多 模 态 语 义 增 强 方 法 为 科 学 目 标, 重 点 究 视 觉 特 征 提 取 学 习 多 模 态 数 据 聚 类 图 像 标 注 优 化 以 及 高 效 的 图 像 索 引 搜 索 技 术 等 理 论 方 法 在 此 基 础 上 建 立 海 量 图 像 智 能 搜 索 标 注 的 原 型 系 统 项 目 组 在 大 规 模 图 像 检 索 基 于 类 别 和 实 例 的 物 体 识 别 基 于 RGB-D 的 图 像 识 别 场 景 分 类 等 方 面 开 了 多 项 究, 取 得 了 一 系 列 究 在 图 像 检 索 方 面, 提 出 了 一 种 旋 转 不 变 性 的 局 部 相 似 图 像 检 索 算 法 该 方 法 包 含 两 个 部 分 :1) 方 向 和 位 置 关 系 的 不 变 性 ;2) 图 模 型 的 一 致 性 所 提 方 法 解 决 了 传 统 局 部 匹 配 算 法 存 在 的 非 匹 配 区 域 噪 声 过 多, 匹 配 区 域 特 征 过 少 以 及 匹 配 区 域 旋 转 变 换 等 方 面 的 问 题, 通 过 在 多 个 大 规 模 图 像 数 据 集 上 的 测 试 均 表 现 出 了 很 好 的 检 索 性 能 以 该 方 法 为 基 础 的 论 文 发 表 在 IEEE Transactions on Multimedia2013 和 IEEE Multimedia2013 等 国 际 期 刊 上 在 此 基 础 上, 究 提 出 了 实 例 级 物 体 检 索 识 别 数 据 集, 数 据 集 页 : home.html, 数 据 库 包 含 2 万 张 超 过 200 类 的 实 例 图 像, 并 对 图 像 中 实 例 物 体 的 位 置 和 物 体 类 别 行 标 注, 此 工 作 发 表 在 期 刊 ACM ToMM2015 上 项 目 组 还 提 出 了 基 于 相 似 检 索 的 多 目 标 物 体 识 别 系 统 :ObjectSense( 系 统 截 图 如 下 ), 该 系 统 获 得 国 际 会 议 ACM ICMR2013 Best Demo Award 在 图 像 分 类 方 面, 提 出 了 一 种 利 用 马 尔 可 夫 随 机 场 对 局 部 空 间 和 多 视 觉 特 征 上 下 文 关 系 建 模 的 方 法, 以 增 强 图 像 语 义 描 述, 并 将 该 语 义 描 述 用 于 场 景 图 像 分 类, 所 提 方 法 增 强 了 语 义 流 形 中 图 像 的 语 义 描 述, 并 在 大 规 模 的 场 景 公 开 数 据 集 上 得 到 了 较 好 的 分 类 正 确 率, 此 工 作 发 表 在 CVPR2015 Pattern Recognition2016 等 期 刊 和 会 议 上 在 传 统 的 基 于 图 像 视 觉 内 容 的 基 础 上 引 入 了 图 像 的 上 下 文 信 息 来 行 菜 品 图 像 的 识 89 科

96 科 2015 科 年 报 别, 提 出 了 基 于 地 理 约 束 的 视 觉 分 类 模 型, 以 该 方 法 为 基 础 的 论 文 发 表 在 IEEE Transactions on Multimedia 2015 上 此 外, 项 目 组 还 究 了 基 于 RGB-D 的 场 景 分 类 和 手 持 物 体 识 别 技 术, 有 效 地 融 合 多 种 特 征, 达 到 了 比 较 好 的 识 别 性 能 以 上 究 的 分 别 应 用 在 ISIA 大 规 模 视 觉 检 索 系 统 ( 界 面 如 下 ) 和 机 器 博 士 系 统 中 在 项 目 执 行 期 间, 共 在 IEEE Transactions on Multimedia CVPR 等 国 际 期 刊 和 会 议 上 发 表 学 术 论 文 30 余 篇 在 本 项 目 支 持 下, 项 目 负 责 人 获 得 国 家 自 然 科 学 基 金 委 优 青 项 目 支 持 获 2013 年 度 中 国 科 学 院 青 年 科 学 家 国 际 合 作 奖 入 选 2014 年 度 中 组 部 万 人 计 划 青 年 拔 尖 人 才 计 划 ; 项 目 负 责 人 所 在 团 队 还 获 得 国 际 会 议 ACM ICMR2013 Best Demo Award ImageCLEF2013 Robot Vision 竞 赛 的 冠 军 以 及 国 际 会 议 Gamenets2014 Best Paper Award 等 学 术 奖 励 图 1 ObjectSense 系 统 界 面 图 2 ISIA 图 像 搜 索 系 统 界 面 90

97 多 核 编 程 框 架 究 项 目 结 题 验 收 的 代 表 性 多 核 编 程 框 架 究 项 目 多 核 和 众 核 已 经 为 处 理 器 的 结 构, 越 来 越 复 杂 的 硬 件 并 行 层 次, 给 软 件 带 来 了 巨 大 的 编 程 优 化 挑 战 针 对 上 述 问 题 计 算 所 华 为 公 司 中 央 软 件 究 院 在 2014 年 8 月 签 署 了 多 核 编 程 模 型 项 目, 目 标 是 以 华 为 公 司 的 典 型 应 用 场 景 出 发, 为 其 提 供 新 型 的 多 核 编 程 框 架 和 技 术 方 案, 以 降 低 并 行 编 程 和 优 化 的 难 度, 在 多 核 编 程 领 域 开 创 新 性 究 并 取 得 技 术 突 破 此 项 目 是 计 算 所 华 为 公 司 的 第 二 个 A 类 合 作 项 目, 项 目 总 金 额 为 937 万 2015 年 12 月 本 项 目 验 收 通 过, 圆 满 完 项 目 合 同 求, 共 输 出 10 项 技 术 专 利, 其 中 两 项 被 华 为 公 司 评 价 为 高 价 值 专 利, 本 项 目 为 首 个 直 接 落 地 到 华 为 产 品 线 的 A 类 合 作 项 目, 赢 得 了 华 为 公 司 高 度 评 价, 同 时 获 得 了 华 为 电 信 软 件 事 业 部 的 关 注 并 其 洽 谈 合 作 事 宜 本 项 目 共 分 为 三 个 课 题, 课 题 一 是 面 向 华 为 的 管 类 应 用 的 分 布 式 并 行 编 程 模 型, 课 题 二 是 面 向 异 构 计 算 环 境 的 自 适 应 编 程 模 型, 课 题 三 是 软 硬 件 协 同 设 计 分 布 式 计 算 是 近 些 年 最 重 的 软 件 技 术 之 一, 是 互 联 网 应 用 大 数 据 云 计 算 应 用 的 基 础, 其 高 速 发 受 益 于 分 布 式 编 程 模 型 和 框 架 的 发 和 使 用, 业 界 的 分 布 式 编 程 框 架 能 够 极 大 的 改 善 分 布 式 开 发 的 生 产 效 率, 对 系 统 的 容 错 性 可 移 植 和 易 于 部 署 提 供 完 备 高 效 的 异 步 通 信 机 制 等 方 面 提 供 了 良 好 的 支 持 然 而 当 前 的 分 布 式 编 程 模 型 并 非 尽 善 尽 美, 并 且 不 能 直 接 适 配 华 为 的 软 件 产 品 为 此, 我 们 针 对 华 为 应 用 场 景 的 特 点, 在 吸 纳 业 界 先 的 分 布 式 编 程 模 型 的 优 点 的 基 础 上, 提 出 了 一 种 新 型 的 基 于 消 息 的 编 程 框 架 MOLA(Message Oriented Language Architecture) MOLA 是 基 于 Actor 模 型 的 微 服 务 分 布 式 编 程 框 架, 利 用 编 译 和 运 行 时 系 统 来 屏 蔽 分 布 式 并 发 和 并 行 编 程 的 细 节 MOLA 根 据 华 为 程 序 员 的 传 统 的 基 于 消 息 流 式 的 编 程 习 惯 设 计 了 隐 式 actor 模 型, 相 比 业 绩 方 案 具 备 最 小 的 学 习 本, 通 过 模 块 化 抽 象, 让 用 户 只 关 心 业 务 逻 辑, 并 屏 蔽 actor 创 建 销 毁 迁 移 任 务 分 发 负 载 均 衡 调 度 锁 及 同 步 的 分 布 式 并 行 编 程 细 节, 使 得 普 通 程 序 员 可 以 轻 松 的 开 发 分 布 式 应 用, 从 而 提 升 产 能 同 时 MOLA 支 持 actor 的 自 动 多 实 例 并 行, 自 动 异 步 同 步 任 务 调 度, 部 署 位 置 自 91 科

98 科 2015 科 年 报 动 优 化,SG 高 级 并 行 模 式 等 编 译 框 架, 以 及 高 性 能 的 IDL 消 息 处 理 系 统 等 先 技 术 和 特 性 使 得 MOLA 获 得 了 超 越 业 界 标 杆 产 能 2 倍 以 上, 性 能 好 于 20% 以 上 的 突 出 绩 (MOLA 的 产 能 比 微 软 的 Orleans 系 统 好 2.1 倍, 性 能 好 6 倍 ; 比 CAF 产 能 好 2.5 倍, 性 能 好 3 倍 )! 目 前 分 布 式 并 行 编 程 模 型 MOLA 及 其 IDL 系 统 Pigeon 已 经 直 接 落 地 到 华 为 的 存 储 产 品 线 中 由 包 含 传 统 处 理 器 (X86 和 ARM) 和 加 速 部 件 (GPGPU 等 ) 的 异 构 计 算 结 构, 已 广 泛 应 用 于 移 动 智 能 终 端 ( 智 能 手 机 Pad) 桌 面 计 算 机 服 务 器 和 数 据 中 心 异 构 平 台 上 的 加 速 部 件 虽 然 能 够 满 足 华 为 对 产 品 性 能 的 求, 但 是 在 生 产 效 率 性 能 优 化 和 移 植 方 面 提 出 了 巨 大 的 挑 战 为 了 解 决 这 些 问 题, 业 界 提 出 了 很 多 基 于 领 域 编 程 模 型 的 解 决 方 案 尽 管 这 些 方 案 能 够 提 高 编 程 效 率 降 低 开 发 难 度, 但 不 能 满 足 华 为 在 图 像 处 理 和 无 线 基 站 等 生 产 场 景 的 需 求 为 此, 我 们 针 对 华 为 应 用 场 景 的 特 点 和 华 为 公 司 程 序 员 的 工 作 习 惯, 设 计 了 一 种 基 于 C 语 言 的 领 域 编 程 环 境 ParaC 其 基 于 对 图 像 处 理 领 域 算 法 特 点 的 总 结 和 抽 象, 提 供 了 简 洁 的 语 言 扩 和 领 域 相 关 的 数 据 类 型 以 降 低 编 程 复 杂 度, 并 将 算 法 描 述 和 性 能 优 化 分 开, 用 户 只 需 负 责 描 述 算 法, 性 能 优 化 则 由 编 译 器 利 用 专 家 优 化 经 验 自 动 完 ParaC 已 经 完 了 本 期 项 目 求 的 设 计 开 发, 在 华 为 指 定 的 场 景 下, 开 发 效 率 是 OpenCL 的 5 倍 以 上, 性 能 处 于 OpenCL 手 工 优 化 版 本 程 序 的 90% 到 500% 之 间 华 为 方 对 子 课 题 二 自 适 应 编 程 模 型 的 非 常 满 意, 并 已 达 了 华 为 公 司 的 第 二 期 合 作 意 向 软 硬 件 协 同 设 计 是 未 来 重 的 技 术, 其 是 华 为 ICT 战 略 SoftCOM 软 件 突 破 的 关 键 山 顶 技 术, 也 是 华 为 终 端 和 IT 部 门 指 导 硬 件 设 计 提 高 性 能 功 耗 比 的 重 业 务 需 求 为 此, 计 算 所 在 面 向 系 统 级 软 件 定 义 硬 件, 从 全 系 统 角 度 探 索 软 硬 件 协 同 设 计 的 方 法 和 工 具 等 方 面 开 了 探 索 性 究, 以 实 现 软 硬 件 垂 直 整 合 的 最 佳 目 标 经 过 本 期 合 作 项 目, 目 前 已 经 完 了 基 于 高 层 次 计 算 模 式 和 特 征 提 取 的 软 硬 件 协 同 设 计 框 架, 以 及 针 对 华 为 应 用 场 景 抽 象 了 map-reduce 计 算 模 式, 并 设 计 了 软 硬 件 协 同 的 编 程 接 口 和 加 速 部 件 规 范 并 提 交 了 包 括 系 统 级 软 硬 件 系 统 综 合 分 析 方 法 究 报 告 硬 件 演 定 制 路 线 选 择 建 议 通 用 加 速 器 调 报 告 定 制 建 议 计 算 密 集 型 benchmark 通 用 加 速 分 析 方 法 通 用 加 速 器 核 SPEC 通 用 加 速 器 和 功 耗 面 积 评 估 方 法 通 用 加 速 器 配 套 工 具 链 及 效 验 证 方 法 说 明 书 和 计 算 密 集 型 benchmark 通 用 加 速 评 测 报 告 等 详 细 的 技 术 分 析 和 方 案 设 计 报 告 92

99 面 向 残 疾 人 信 息 化 的 远 程 维 权 终 端 系 统 结 题 验 收 的 代 表 性 面 向 残 疾 人 信 息 化 的 远 程 维 权 终 端 系 统 该 项 目 是 计 算 所 北 京 市 残 疾 人 信 息 联 合 会 合 作 建 立 残 疾 人 的 远 程 信 息 化 服 务 系 统 的 一 个 重 项 目, 课 题 执 行 时 间 为 2014 年 7 月 至 2015 年 12 月 我 国 有 8502 万 残 疾 人 他 们 大 部 分 生 活 在 交 通 不 便 的 农 村, 由 于 身 体 状 况 经 济 条 件 和 受 教 育 程 度 的 限 制, 残 疾 人 群 在 维 护 自 身 合 法 权 益 时, 普 遍 面 临 着 比 普 通 人 更 多 的 困 难, 亟 需 更 实 用 的 面 向 残 疾 人 的 远 程 信 息 化 服 务 系 统, 以 期 让 残 疾 人 不 出 社 区 村, 就 可 得 到 信 访 维 权 等 各 项 无 障 碍 服 务 图 1 远 程 维 权 示 例 立 足 现 实, 针 对 需 求, 普 适 计 算 究 中 心 发 了 残 疾 人 远 程 维 权 系 统, 可 以 方 便 快 捷 地 为 残 疾 人 等 弱 势 群 体 提 供 法 律 咨 询, 心 理 疏 导, 信 访 咨 询, 维 权 交 流 以 及 领 导 视 频 接 访 等 服 务 工 作 ( 如 图 1 所 示 ), 从 而 保 障 残 疾 人 等 弱 势 群 体 特 别 是 行 动 不 便 的 弱 势 群 体 的 合 法 权 益 具 体 地, 系 统 可 为 残 疾 人 以 及 残 疾 人 服 务 机 构 量 身 定 制 交 谈 文 本 广 播 和 管 理 四 大 功 能 其 中 交 谈 功 能 包 括 一 对 一 的 面 对 面 交 谈 功 能 ; 一 对 二 的 三 点 协 作 交 谈 功 能, 实 现 市 区 街 道 \ 村 三 级 机 构 协 作 交 流 ; 一 对 三 的 广 播 答 疑 交 谈 功 能 文 本 功 能 包 括 纸 质 文 本 远 程 提 交 功 能 和 电 子 文 本 在 线 讲 解 功 能, 方 便 残 疾 人 递 交 信 访 材 料, 同 时 帮 助 残 疾 人 服 务 机 构 向 残 疾 人 提 供 方 便 快 捷 的 信 访 法 律 咨 询 服 务 广 播 功 能 是 实 现 一 对 多 视 频 广 播 通 知 功 能, 可 以 随 时 召 集 和 举 行 会 议, 缩 短 残 疾 人 管 理 服 务 机 构 基 层 服 务 机 构 之 间 的 距 离, 节 省 大 量 的 差 旅 费 用, 降 低 本, 同 时 减 少 在 旅 途 中 的 时 间, 提 高 工 作 效 率 管 理 功 能 包 括 监 控 管 理 功 能 可 视 化 93 科

100 科 2015 科 年 报 分 层 管 理 功 能 排 队 管 理 功 能 服 务 器 管 理 功 能 日 志 和 统 计 功 能 以 及 历 史 音 视 频 数 据 存 储 和 检 索 功 能, 帮 助 残 疾 人 管 理 机 构 对 残 疾 人 服 务 机 构 的 工 作 情 况 行 监 督 检 查, 统 计 和 查 询, 使 残 疾 人 服 务 工 作 制 度 化 规 范 化, 确 保 残 疾 人 享 受 到 优 质 优 惠 服 务 目 前, 该 系 统 已 在 北 京 市 16 个 郊 区 县 的 残 疾 人 温 馨 家 园 行 了 推 广 应 用 ( 如 图 2 所 示 ), 惠 及 全 北 京 市 46 万 残 疾 人 通 过 为 残 疾 人 提 供 不 出 社 区 村 情 况 下 的 无 障 碍 信 访 维 权 服 务, 同 时 为 残 疾 人 服 务 机 构 实 现 高 效 的 视 频 广 播 和 监 控 管 理 功 能, 有 效 改 善 了 残 疾 人 维 权 上 访 难 的 实 际 社 会 问 题, 积 极 推 动 了 残 疾 人 信 息 化 维 权 事 业 的 发 图 2 残 疾 人 远 程 无 障 碍 交 流 系 统 终 端 部 署 示 意 图 94

101 基 础 究 项 目 群 结 题 验 收 的 代 表 性 基 础 究 项 目 群 2012 年 经 计 算 所 所 务 会 讨 论 决 定, 部 署 所 创 新 课 题 基 础 究 项 目 群, 包 含 5 个 课 题, 课 题 名 称 分 别 是 高 性 能 功 耗 比 的 通 用 处 理 器 结 构 分 布 式 计 算 中 的 几 个 问 题 究 新 一 代 蛋 白 质 鉴 定 引 擎 pfind 3.0 和 蛋 白 质 交 联 鉴 定 引 擎 plink 2.0 究 蛋 白 质 结 构 模 体 识 别 及 结 构 预 测 算 法 究 安 全 博 弈 论 关 键 理 论 究 2015 年 8 月 科 处 组 织 相 关 专 家 对 这 些 课 题 行 了 验 收 各 课 题 取 得 的 如 下 : 高 性 能 功 耗 比 的 通 用 处 理 器 结 构 : 本 课 题 的 目 标 是 对 一 类 新 的 通 用 微 处 理 器 体 系 结 构 及 其 设 计 方 法 开 预 取 得 的 究 包 括 :1. 支 持 长 指 令 字 执 行 的 超 标 量 体 系 结 构 本 课 题 提 出 并 设 计 了 采 用 超 标 量 和 长 指 令 字 合 一 的 可 配 置 的 数 据 通 路 的 处 理 器 流 水 线, 该 处 理 器 在 超 标 量 结 构 的 基 础 上, 增 加 了 长 指 令 字 执 行 的 功 能 2. 基 于 最 大 时 间 差 的 指 令 流 水 线 设 计 本 课 题 提 出 通 过 简 单 的 控 制 结 构 加 上 深 度 流 水, 来 提 高 频 而 提 高 性 能 3. 支 持 数 据 并 行 的 低 功 耗 多 线 程 处 理 器 本 课 题 提 出 了 数 据 并 行 线 程 并 行 合 一 的 新 型 处 理 器 结 构, 通 过 深 度 流 水 提 高 工 作 频 率 通 过 多 线 程 和 长 向 量 容 忍 延 迟 通 过 访 存 优 化 提 高 片 上 存 储 器 效 率 通 过 静 态 结 构 和 资 源 复 用 降 低 功 耗 和 本 课 题 执 行 期 间, 共 发 表 高 质 量 论 文 13 篇, 申 请 专 利 9 项, 培 养 博 士 生 7 名 在 本 课 题 究 的 基 础 上, 已 功 申 请 到 一 项 由 计 算 所 独 立 承 担 的 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 分 布 式 计 算 中 的 几 个 问 题 究 : 围 绕 着 敏 感 度 复 杂 性 下 界 分 布 式 流 模 型 下 的 通 信 复 杂 度 社 会 网 络 中 影 响 力 最 大 化 这 三 个 科 学 问 题 开 了 深 入 的 究, 达 到 预 期 目 标 取 得 的 究 包 括 :10 年 来 首 次 改 了 敏 感 度 复 杂 性 猜 想 的 上 下 界 ; 推 广 Karp-Yao 猜 想 到 超 图 性 质, 证 明 了 单 调 超 图 性 质 的 最 优 判 定 树 复 杂 度 下 界 ; 提 出 了 带 空 间 限 制 的 新 通 信 复 杂 性 模 型, 发 了 借 助 傅 立 叶 变 换 的 对 偶 下 界 证 明 技 术 ; 将 渗 流 理 论 引 入 到 多 方 安 全 计 算 的 究 中, 给 出 了 多 项 式 时 间 的 多 方 安 全 通 信 协 议 ; 提 出 了 带 概 率 保 证 的 社 会 网 络 影 响 力 传 播 最 大 化 问 题 和 新 算 法, 解 决 了 Tenenholtz 等 提 出 的 关 于 并 行 秘 书 问 题 在 线 95 科

102 科 2015 科 年 报 算 法 的 未 解 问 题 代 表 性 发 表 在 理 论 计 算 机 科 学 领 域 重 的 国 际 会 议 和 期 刊 上, 其 中 会 议 论 文 18 篇,SCI 期 刊 论 文 4 篇 依 托 本 课 题 所 做 的 大 量 前 期 工 作, 功 申 请 到 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 一 项 新 一 代 蛋 白 质 鉴 定 引 擎 pfind 3.0 和 蛋 白 质 交 联 鉴 定 引 擎 plink 2.0 究 : 本 课 题 完 了 新 一 代 常 规 蛋 白 质 鉴 定 搜 索 引 擎 pfind 3.0 和 交 联 蛋 白 质 鉴 定 搜 索 引 擎 plink 2.0, 灵 敏 度 准 确 度 速 度 均 达 到 本 领 域 当 前 最 佳 水 平 plink 相 关 合 作 于 2012 年 和 2015 年 连 续 发 表 在 Nature Methods( 五 年 影 响 因 子 27.2), 前 者 也 是 中 国 蛋 白 质 组 学 团 队 在 该 期 刊 上 的 首 次 突 破 pfind 和 plink 软 件 累 计 注 册 下 载 用 户 分 别 达 792 和 534, 遍 布 世 界 六 大 洲 的 34 个 国 家 和 地 区, 在 国 内 外 同 行 的 109 项 究 中 得 以 应 用, 其 中 多 项 发 表 于 Nature Science 等 著 名 期 刊 此 外, 课 题 组 倡 议 并 办 了 第 二 届 和 第 三 届 中 国 计 算 蛋 白 质 组 学 讨 会, 促 了 国 内 外 计 算 蛋 白 质 组 学 领 域 的 交 流 合 作 蛋 白 质 结 构 模 体 识 别 及 结 构 预 测 算 法 究 : 本 课 题 提 出 了 蛋 白 质 折 叠 过 程 的 精 英 绑 架 观 点, 即 总 体 看 残 基 的 结 构 信 号 比 较 弱, 但 是 存 在 少 量 残 基 具 有 较 强 的 结 构 信 号 ; 弱 信 号 区 域 是 允 许 折 叠 发 生 的 必 条 件 在 此 观 点 指 引 下, 发 现 了 螺 旋 区 域 的 A1-A4/A5 强 信 号 模 体 其 次, 提 出 了 优 化 能 量 函 数 设 计 的 扩 大 吸 引 盆 方 法, 通 过 逆 向 采 样 (reverse sampling) 技 术, 并 迭 代 允 许 线 性 规 划 不 断 优 化 能 量 项 的 权 重 ; 最 后, 提 出 了 测 量 势 函 数 表 面 崎 岖 程 度 的 度 量, 采 用 逆 向 采 样, 能 够 准 确 地 测 量 出 势 函 数 表 面 崎 岖 程 度 安 全 博 弈 论 关 键 理 论 究 : 过 去 几 年, 基 于 斯 塔 克 伯 格 博 弈 的 安 全 博 弈 论 在 安 全 领 域 的 资 源 分 配 及 调 度 方 面 的 理 论 逐 渐 建 立 并 且 在 现 实 环 境 中 得 到 功 应 用, 但 现 有 安 全 博 弈 理 论 存 在 若 干 重 局 限 本 课 题 发 了 新 一 代 安 全 博 弈 论 应 用 的 关 键 技 术 和 算 法 ( 如 求 解 大 规 模 博 弈 动 态 收 益 博 弈 带 资 源 外 部 性 博 弈 有 限 次 观 测 博 弈 ), 同 时 探 索 了 安 全 博 弈 在 更 多 重 大 社 会 问 题 中 的 应 用 共 在 人 工 智 能 顶 级 会 议 AAAI,IJCAI, 和 AAMAS 上 发 表 论 文 8 篇, 其 中 计 算 所 为 第 一 单 位 的 文 章 6 篇 项 目 的 创 新 性 和 重 性 得 到 了 国 内 外 领 域 专 家 的 认 可, 一 些 关 键 技 术 有 望 在 某 些 领 域 应 用 从 优 秀 到 卓 越 96

103 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 的 验 证 究 结 题 验 收 的 代 表 性 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 的 验 证 究 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 的 验 证 究 是 计 算 所 2013 年 部 署 的 所 创 新 课 题, 起 止 时 间 是 2013 年 9 月 至 2015 年 8 月 2015 年 8 月 通 过 了 计 算 所 科 处 组 织 的 验 收 本 课 题 提 出 并 建 立 了 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 的 功 能 验 证 性 能 验 证 功 耗 验 证 的 流 程 及 环 境, 完 了 GS464E 处 理 器 核 的 验 证 工 作, 确 保 了 龙 芯 新 一 代 GS464E 处 理 器 核 架 构 的 制 功 包 括 : 在 功 能 验 证 方 面, 建 立 完 整 的 GS464E 功 能 验 证 流 程 和 验 证 环 境 龙 芯 功 能 验 证 流 程, 首 先 是 仿 真 验 证, 在 覆 盖 率 的 指 导 下, 完 处 理 器 核 模 块 及 处 理 器 核 的 随 机 指 令 验 证 ; 对 一 些 关 键 模 块 行 形 式 化 的 验 证, 如 浮 点 乘 加 模 块 ; 在 硬 件 加 速 平 上 和 FPGA 上 行 系 统 级 验 证, 能 够 运 行 较 大 型 的 程 序 行 验 证 ; 基 于 样 机 的 硅 后 验 证 环 境 可 以 运 行 大 量 程 序 行 验 证 并 建 立 了 龙 芯 功 能 验 证 流 程 配 套 的 功 能 验 证 环 境, 包 括 :RTL 级 仿 真 验 证 环 境 形 式 化 验 证 环 境 指 令 级 随 机 验 证 环 境 基 于 Zebu- Server 仿 真 加 速 器 的 硬 件 仿 真 加 速 验 证 环 境 FPGA 系 统 验 证 环 境 基 于 样 机 的 硅 后 验 证 环 境 等 龙 芯 验 证 流 程 全 面, 整 个 验 证 流 程 涵 盖 了 从 仿 真 验 证 到 形 式 化 验 证 从 软 件 仿 真 验 证 到 硬 件 加 速 /FPGA 验 证 从 模 块 级 验 证 到 系 统 级 验 证 的 全 方 位 验 证 在 性 能 验 证 方 面, 建 立 了 完 整 的 GS464E 性 能 验 证 流 程 和 验 证 环 境 龙 芯 性 能 验 证 流 程 包 含 三 个 实 施 阶 段, 依 照 开 的 时 间 先 后 顺 序, 依 次 为 :RTL 级 仿 真 性 能 评 估 阶 段 系 统 级 性 能 评 估 阶 段 和 硅 后 性 能 评 估 阶 段 其 中 前 两 阶 段 均 在 芯 片 流 片 前 开, 可 根 据 评 估 结 对 RTL 设 计 予 以 及 时 调 整 硅 后 性 能 验 证 阶 段 在 实 际 样 机 上 运 行 大 量 的 测 试 程 序 和 实 际 应 用, 并 通 过 Intel AMD 处 理 器 运 行 结 行 横 向 对 比, 可 以 定 位 到 GS464E 处 理 器 核 结 构 设 计 不 足, 针 对 未 来 架 构 改 提 出 具 体 措 施 另 外, 建 立 了 相 应 性 能 验 证 环 境 建 设, 包 括 : RTL 仿 真 性 能 验 证 平 台 仿 真 加 速 性 能 验 证 平 台 FPGA 性 能 验 证 平 台 基 于 样 机 的 硅 后 性 能 验 97 科

104 科 2015 科 年 报 证 平 台 等 龙 芯 性 能 验 证 流 程 在 GS464E 的 制 中 发 挥 了 重 作 用 在 功 耗 验 证 方 面, 建 立 了 GS464E 的 功 耗 验 证 流 程 和 环 境 GS464E 处 理 器 核 的 功 耗 验 证 在 设 计 初 期 采 用 了 基 于 RTL 代 码 的 功 耗 分 析 流 程, 后 期 采 用 基 于 后 仿 真 的 功 耗 分 析 流 程 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 是 在 原 有 GS464 架 构 基 础 上 改 的, 支 持 64 位 LoongsonISA 指 令 集, 采 用 4 发 射 乱 序 执 行 结 构, 集 片 上 三 级 Cache 支 持 多 层 次 硬 件 预 取 等 采 用 上 述 验 证 技 术 后, 采 用 SMIC 40 纳 米 工 艺 设 计 的 集 4 个 GS464E 处 理 器 核 的 龙 芯 3A2000 一 次 性 流 片 功, 该 芯 片 在 频 800MHz 时 实 测 SPEC CPU2006 定 点 分 数 为 5.89 分, 在 同 频 下 性 能 达 到 国 际 上 AMD 流 处 理 器 相 当 的 水 平 正 气 大 气 骨 气 98

105 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 科 基 地 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 获 奖 及 科 项 目 方 面 : 国 重 集 电 路 团 队 的 32 位 星 载 容 错 控 制 计 算 机 系 统 关 键 技 术 及 应 用 获 得 了 2015 年 度 国 家 科 技 步 二 等 奖 ( 第 二 完 单 位 ), 国 重 操 作 系 统 团 队 的 网 络 支 付 系 统 风 险 防 控 关 键 技 术 及 其 应 用 获 得 了 2015 年 度 上 海 市 科 技 步 一 等 奖 ( 第 三 完 单 位 ) 2015 年 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 公 布, 实 验 室 获 批 资 助 14 项, 其 中 重 点 项 目 2 项, 重 点 国 际 ( 地 区 ) 合 作 交 流 项 目 1 项, 优 秀 青 年 科 学 基 金 项 目 3 项, 面 上 项 目 2 项, 青 年 科 学 基 金 项 目 6 项 973 项 目 高 通 量 计 算 系 统 的 构 建 原 理 支 撑 技 术 及 云 服 务 应 用, 在 高 通 量 计 算 系 统 的 微 结 构 设 计 系 统 结 构 设 计 可 靠 设 计 云 计 算 服 务 应 用 等 方 面 行 了 探 索 究, 完 了 预 期 目 标, 已 于 2015 年 11 月 顺 利 通 过 了 科 技 部 的 验 收 创 新 究 群 体 科 学 基 金 超 并 行 高 效 能 计 算 机 体 系 结 构 设 计 方 法 究 功 获 得 6 年 晋 级 9 年 的 延 续 支 持, 入 第 三 个 执 行 期 (2016 年 到 2018 年 ) 实 验 室 2015 年 共 承 担 各 类 究 课 题 98 项, 其 中 973 计 划 2 项 ( 课 题 4 项 );863 计 划 2 项 ( 子 课 题 4 项 ); 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 44 项 ( 其 中 创 新 群 体 1 项, 优 秀 青 年 基 金 1 项, 面 上 基 金 11 项, 重 点 基 金 5 项, 青 年 基 金 19 项 ); 科 学 院 项 目 14 项 ; 横 向 项 目 26 项 纵 向 经 费 总 计 万 元, 实 到 经 费 万 元 ; 横 向 经 费 总 计 万 元, 实 到 经 费 万 元 本 年 度 新 增 课 题 30 项, 申 请 获 批 基 金 15 项 学 术 方 面 : 首 个 深 度 神 经 网 络 处 理 器 寒 武 纪, 在 2015 年 就 形 了 十 余 篇 CCF A 类 顶 级 国 际 会 议 / 期 刊 论 文, 突 破 本 领 域 最 高 期 刊 TOCS( 大 陆 首 次 ), 入 选 了 Communication of the ACM 评 出 的 究 焦 点 ( 大 陆 首 次 ),65nm 验 证 片 比 Intel Xeon-E5 能 效 比 提 升 100 倍, 并 受 到 了 Intel 斯 坦 福 大 学, UCLA 苏 黎 世 理 工 等 欧 美 高 水 平 机 构 的 广 泛 引 用, 开 创 的 究 方 向 吸 引 了 领 域 顶 会 ISCA 5% 的 投 稿 实 验 室 持 续 发 表 了 ISCA-2015 MICRO-2015 ASPLOS-2015 ICSE-2015 VLDB-2015 DAC-2015 等 顶 级 会 议 论 文 9 篇, 在 TOCS TC TPDS 99 科

106 2015 科 年 报 科 实 验 室 学 术 委 员 会 任 : 李 国 杰 院 士 室 务 委 员 会 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 任 : 孙 凝 晖 学 术 秘 书 高 端 计 算 体 系 结 构 方 向 微 体 系 结 构 方 向 编 译 编 程 方 向 VLSI 容 错 方 向 非 传 统 体 系 结 构 方 向 先 计 算 究 组 算 法 体 系 结 构 究 组 操 作 系 统 究 组 数 据 管 理 系 统 究 组 并 行 软 件 究 组 高 级 微 处 理 器 技 术 究 组 处 理 器 结 构 究 组 动 态 编 译 究 组 程 序 分 析 究 组 优 面 化 向 微 究 体 组 系 结 构 的 编 译 测 试 设 计 验 证 究 组 可 靠 性 设 计 究 组 VLSI 容 错 设 计 究 组 物 端 系 统 究 组 未 来 计 算 究 组 前 沿 系 统 究 组 图 1 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 组 织 结 构 图 TKDE TODS TCAD TVLSI 等 顶 级 期 刊 上 发 表 了 18 篇 论 文 2015 年 度 在 本 领 域 四 大 顶 会 (ISCA HPCA MICRO ASPLOS) 发 文 量 排 名 全 球 第 11 位, 近 五 年 比 前 五 年 前 了 15 名 ( 年 度 共 发 表 14 篇, 全 球 排 名 第 17 名 ; 年 度 共 发 表 5 篇, 全 球 排 名 第 32 名 ) 本 年 度 实 验 室 究 人 员 发 表 论 文 100 篇, 其 中 EI 收 录 56 篇,SCI 收 录 27 篇 授 权 发 明 专 利 14 项, 申 请 专 利 34 项 公 众 开 放 2 次, 大 中 小 学 生 及 社 会 人 士 参 观 访 问 共 计 1000 余 人 国 内 外 学 术 交 流 方 面 : 本 年 度 内, 国 内 外 学 者 来 实 验 室 做 学 术 交 流 报 告 共 14 次, 参 国 际 会 议 38 人 次 ( 其 中 参 加 CCF A 类 会 议 10 人 次 ), 在 国 际 学 术 会 议 上 做 报 告 20 人 次, 合 作 究 类 出 访 6 人 次 2015 年 度 实 验 室 通 过 组 织 专 家 行 评 审, 择 优 资 助 十 项 开 放 课 题 的 申 请 国 家 重 点 实 验 室 自 立 以 来 (2011 年 至 今 ), 合 计 择 优 资 助 了 40 家 单 位 50 项 开 放 课 题 受 资 助 的 单 位 中, 体 是 高 校, 占 比 93%, 其 余 是 院 所 和 企 业 受 资 助 的 高 校 中 985 院 校 占 40%,211 院 校 占 到 三 分 之 二 人 才 引 和 培 养 方 面 :2015 年, 在 人 才 引 方 面, 李 炼 获 得 中 科 院 百 人 计 划 择 优 资 助, 引 了 王 元 陶 究 员, 郭 崎 副 等 海 外 人 才 在 人 才 培 养 方 面, 韩 银 和 陈 天 石 和 侯 锐 三 人 入 选 优 青, 陈 云 霁 入 选 2015 年 度 MIT TR35 杰 出 青 年 创 新 人 物 包 云 岗 侯 锐 副 究 员 晋 升 为 究 员, 武 岗 副 究 员 晋 升 为 正 级 高 工 房 双 德 荣 获 院 长 优 秀 奖, 路 航 荣 获 中 科 院 朱 李 月 华 博 士 奖 科 人 员 在 国 际 舞 台 日 益 活 跃, 陈 云 霁 担 任 ASPLOS 2017 联 合 席, 在 体 系 结 构 顶 会 ASPLOS'15 ISCA'16 MICRO'16 担 任 PC, 陈 世 敏 在 数 据 管 理 会 议 SIGMOD'15 SIGMOD'16 ICDE'16 VLDB'16 ICDCS'16 PVLDB'17 担 任 PC, 李 华 伟 担 任 国 际 学 术 期 刊 100

107 计 算 机 体 系 结 构 国 家 重 点 实 验 室 IEEE TVLSI 编 委 国 重 多 位 老 师 在 中 国 计 算 机 学 会 (CCF) 中 担 任 职, 五 位 老 师 当 选 为 CCF 第 十 一 届 理 事 会 理 事, 分 别 是 任 孙 凝 晖 究 员 常 务 副 任 李 晓 维 究 员 张 云 泉 究 员 李 华 伟 究 员 韩 银 和 究 员, 其 中 孙 凝 晖 究 员 当 选 为 第 十 一 届 CCF 副 理 事 长, 张 云 泉 究 员 当 选 为 CCF 第 十 一 届 理 事 会 常 务 理 事 自 课 题 和 究 平 台 建 设 方 面 :2015 年 6 月, 国 重 组 织 了 年 度 自 究 课 题 结 题 验 收 会 18 项 自 究 课 题 ( 包 括 任 基 金 2 项 重 点 究 课 题 7 项 自 由 探 索 课 题 7 项 和 人 才 引 课 题 2 项, 执 行 期 两 年, 批 准 金 额 共 计 465 万 元 ) 均 良 好, 并 取 得 了 一 系 列 优 秀 的,18 个 课 题 全 部 通 过 验 收 此 外, 四 个 特 色 自 平 台 良 好 由 鄢 贵 海 副 究 员 负 责 的 高 效 能 可 重 构 大 数 据 处 理 加 速 引 擎 究 平 台 由 陈 云 霁 究 员 负 责 的 机 器 学 习 加 速 器 的 结 构 和 编 程 究 平 台 由 陈 世 敏 究 员 负 责 的 面 向 测 量 信 息 的 日 志 记 录 分 析 平 台 由 张 云 泉 究 员 负 责 的 众 核 处 理 器 并 行 编 程 方 法 究 平 台, 均 按 照 计 划 良 好 国 重 建 设 方 面 : 实 验 室 任 : 孙 凝 晖 究 员 ( 兼 ); 副 任 : 李 晓 维 究 员 ( 常 务 ) 冯 晓 兵 究 员 ; 学 术 委 员 会 任 : 李 国 杰 院 士 实 验 室 包 括 十 六 个 究 组 ( 如 图 1), 部 署 在 五 大 究 方 向 高 端 计 算 体 系 结 构 微 体 系 结 构 编 译 和 编 程 VLSI 容 错 计 算 非 传 统 体 系 结 构 图 2 国 重 学 术 委 员 会 第 五 次 会 议 合 影 101 科

108 科 2015 科 年 报 科 基 地 移 动 计 算 新 型 终 端 北 京 市 重 点 实 验 室 移 动 计 算 新 型 终 端 北 京 市 重 点 实 验 室 依 托 于 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 组 建,2011 年 5 月 由 北 京 市 科 委 正 式 认 定 2015 年, 实 验 室 承 担 省 部 级 以 上 课 题 及 横 向 课 题 共 计 53 项, 在 IEEE Communications Magazine IEEE Transactions on Multimedia 等 期 刊 会 议 上 发 表 论 文 47 篇, 新 申 请 发 明 专 利 32 项, 新 授 权 15 项, 获 得 软 件 著 作 权 6 项 本 年 度 实 验 室 获 得 国 家 科 技 步 二 等 奖 北 京 市 科 技 发 明 二 等 奖 中 国 科 学 院 北 京 分 院 科 技 转 化 特 等 奖 等 奖 项 此 外, 实 验 室 通 过 了 北 京 市 科 委 组 织 的 北 京 市 重 点 实 验 室 三 年 绩 效 考 评, 考 评 绩 优 秀 ( 绩 效 考 评 获 得 优 秀 比 率 为 13.9%) 本 年 度 实 验 室 继 续 以 移 动 计 算 新 型 终 端 发 方 向 的 引 领 性 关 键 基 础 理 论 技 术 实 现 方 法 为 核 心 开 究, 在 新 型 终 端 智 能 应 用 和 移 动 计 算 三 个 方 向 都 凝 结 出 丰 硕 的 1 新 型 终 端 方 向 1.1 LTE 小 型 基 站 基 带 芯 片 完 了 国 内 首 颗 自 4G 小 型 基 站 基 带 芯 片 的 制, 该 芯 片 拥 有 完 全 自 知 识 产 权, 并 按 照 中 国 移 动 相 关 测 试 规 范 求 行 了 内 场 测 试, 并 将 在 工 信 部 电 信 究 院 组 织 的 内 外 场 测 试 基 础 上 开 公 网 以 及 行 业 专 网 的 试 用 推 广 基 于 DX 芯 片 发, 开 面 向 LTE-Hi 小 型 化 基 站 的 SoC 芯 片 发 该 芯 片 符 合 3G LTE 和 LTE- Advanced 等 通 信 规 范, 支 持 室 内 密 集 组 网 芯 片 架 构 上 采 用 8 个 自 矢 量 DSP 核 和 2 个 高 性 能 CPU 核, 可 完 所 有 的 基 站 数 字 域 处 理, 大 幅 降 低 了 小 型 基 站 的 体 积 和 本, 性 能 上 将 超 过 博 通 Intel 高 通 等 的 同 类 型 芯 片 1.2 新 型 终 端 开 发 平 台 功 制 出 低 本 沉 浸 式 易 操 作 高 保 真 的 基 于 人 机 物 三 元 融 合 端 计 算 技 术 的 远 程 信 息 无 障 碍 交 流 平 台 平 台 以 听 力 残 疾 人 的 基 本 需 求 为 导 向, 从 听 力 残 疾 人 参 社 会 活 动 的 实 际 需 求, 以 及 残 疾 人 管 理 机 构 的 需 求 出 发 制 的 远 程 沉 浸 式 交 互 定 制 系 统 平 台 在 沉 浸 式 交 互 无 障 碍 交 互 和 机 物 协 同 等 方 面 行 了 系 列 理 论 创 新 和 技 术 突 破 2015 年, 该 平 台 荣 获 北 京 市 科 学 技 术 奖 1.3 盲 人 人 机 交 互 技 术 102

109 移 动 计 算 新 型 终 端 北 京 市 重 点 实 验 室 基 于 新 型 智 能 汉 盲 转 换 算 法, 实 验 室 人 机 交 互 究 组 实 现 了 一 个 汉 盲 转 换 云 服 务 平 台, 基 于 HTTP 接 口 对 外 提 供 汉 盲 转 换 服 务 已 中 国 盲 文 出 版 社 达 一 致, 后 续 将 以 该 平 台 为 基 础 开 示 范 应 用, 向 盲 用 智 能 终 端 提 供 实 时 汉 盲 转 换 服 务, 并 为 中 国 盲 文 出 版 社 盲 文 编 辑 排 版 平 台 提 供 服 务 支 撑 基 于 RGBD 传 感 器 的 视 觉 导 盲 避 障 技 术, 在 现 有 的 基 于 单 帧 RGBD 图 像 处 理 的 基 础 上, 针 对 RGBD 视 频 序 列, 结 合 时 空 信 息, 提 出 了 基 于 历 史 数 据 分 析 的 障 碍 物 检 测 和 识 别 方 法, 已 将 该 方 法 融 入 智 能 导 盲 避 障 原 型 系 统 中, 究 已 在 2015 年 的 普 适 计 算 顶 级 会 议 UbiComp 上 发 表, 并 在 第 11 届 中 国 信 息 无 障 碍 论 坛 上 做 了 报 告 2 智 能 应 用 2.1 虚 拟 3D 示 基 于 多 源 感 知 信 息 融 合 的 场 景 深 度 图 获 取 技 术, 实 验 室 采 用 动 式 深 度 传 感 器 和 被 动 式 立 体 视 觉 相 互 融 合 的 方 式, 获 取 大 规 模 复 杂 场 景 下 的 高 精 度 深 度 图 该 方 法 在 国 际 公 认 的 Middlebury 深 度 图 估 计 评 价 数 据 集 上 的 测 试 绩 排 名 第 一, 并 在 国 际 期 刊 Sensors 上 发 表 了 论 文 Reliable Fusion of Stereo Matching and Depth Sensor for High Quality Dense Depth Maps 基 于 深 度 图 的 虚 拟 视 点 绘 制 技 术, 实 验 室 利 用 已 获 取 的 深 度 图 信 息, 采 用 基 于 3D object 和 深 度 图 边 缘 自 适 应 校 正 的 算 法, 绘 制 高 质 量 虚 拟 视 点 画 面, 有 效 减 少 空 洞 鬼 影 和 叠 影 等 问 题 的 出 现 利 用 上 述 两 种 技 术 形 了 一 套 完 整 的 奥 视 景 三 维 自 由 视 点 示 系 统, 该 系 统 可 实 现 对 物 品 水 平 360 或 者 水 平 360 俯 视 90 的 三 维 立 体 示, 并 能 够 支 持 PC Web IOS 等 多 个 平 台 2.2 智 能 感 知 根 据 饮 食 中 的 咀 嚼 行 为 头 部 咀 嚼 肌 肉 具 有 密 切 的 关 联 运 动 关 系, 实 验 室 通 过 加 速 度 信 号 来 识 别 用 户 的 咀 嚼 行 为 提 取 肌 肉 的 运 动 周 期 来 计 算 用 户 的 咀 嚼 次 数 相 关 发 表 在 国 际 重 会 议 UbiComp 15(Poster) 上 实 验 室 发 了 动 态 情 境 自 适 应 的 增 量 行 为 学 习 模 型, 在 动 态 蓝 牙 数 据 的 基 础 上, 利 用 模 糊 ISODATA 聚 类 算 法 挖 掘 新 的 行 为 类 别, 提 取 新 类 行 为 的 特 征 数 据 ; 同 时 结 合 OSELM 学 习 算 法 构 建 增 量 学 习 模 型, 实 现 模 型 对 新 行 为 类 别 的 自 适 应 增 量 学 习 相 关 已 在 国 际 重 会 议 UbiComp 15(Poster) 上 发 表 实 验 室 利 用 移 动 电 话 作 为 个 人 数 据 管 理 平 台, 开 发 了 一 套 开 放 普 适 可 穿 戴 数 据 融 合 平 台 WearableHUB WearableHUB 可 以 通 过 蓝 牙 异 构 可 穿 戴 设 备 行 数 据 交 换 根 据 用 户 的 动 态 情 境 信 息, 自 动 从 后 台 服 务 器 下 载 对 应 的 APP 到 终 端, 为 用 户 提 供 智 能 化 的 服 务 相 关 已 在 国 际 重 会 议 PerCom 15(Demo) 上 发 表 3 移 动 计 算 3.1 超 级 基 站 原 型 制 实 验 室 提 出 的 超 级 基 站 设 备 面 向 未 来 移 动 通 信 产 业 发 需 求, 融 合 了 超 级 计 算 技 术 无 线 通 信 技 术, 属 于 移 动 通 信 网 络 架 构 创 新 实 验 室 已 经 完 了 超 级 基 站 工 程 样 机 的 发, 同 时 完 了 面 向 未 来 移 动 通 信 系 统 的 教 学 实 训 原 型 平 台, 采 用 软 件 无 线 电 和 软 硬 件 解 耦 的 思 想, 提 供 面 向 移 动 通 信 系 统 的 开 放 集 的 开 发 环 境, 支 持 2G/3G/4G/5G/ 宽 带 无 线 接 入 / 卫 星 等 各 种 无 线 通 信 标 准 的 实 现 实 验 网 络 的 快 速 部 署 相 关 技 术 验 证, 支 持 射 频 基 带 协 议 核 心 网 等 不 同 层 次 的 灵 活 可 配 置 可 替 换 可 扩 103 科

110 科 2015 科 年 报 3.2 超 级 基 站 资 源 智 能 管 控 基 于 超 级 基 站 架 构, 针 对 潮 汐 效 应 带 来 的 负 载 差 异 性 和 负 载 动 态 变 化, 以 及 资 源 在 虚 拟 映 射 时 的 资 源 利 用 率 等 问 题, 究 了 负 载 差 异 性 条 件 下 的 集 中 式 最 优 资 源 映 射 机 制 提 出 了 多 协 议 处 理 实 体 在 同 一 个 处 理 器 上 执 行 时 的 协 议 组 织 和 运 行 机 制 究 了 小 区 休 眠 技 术 在 超 级 基 站 中 的 实 现 方 法 超 级 基 站 可 以 通 过 集 中 式 管 控 单 元 (OMU) 对 高 虚 拟 化 程 度 的 处 理 资 源 和 RRH 行 动 态 映 射 和 开 关, 同 时, 对 比 传 统 分 布 式 蜂 窝 网 络 架 构 下 的 traffic-aware 休 眠 机 制, 提 出 了 centralized-best 休 眠 机 制, 不 仅 能 够 通 过 优 化 算 法 得 到 全 局 最 优 部 署 方 案, 更 通 过 对 业 务 的 预 测 和 休 眠 模 型 的 建 立, 降 低 了 休 眠 检 测 决 策 的 系 统 开 销, 减 少 了 频 繁 切 换 带 来 的 问 题, 提 高 了 整 体 系 统 的 稳 定 性 3.3 基 于 多 拟 阵 类 优 化 的 无 线 视 频 传 输 技 术 实 验 室 开 发 了 基 于 拟 阵 理 论 的 最 优 化 无 线 传 输 方 案, 以 及 基 于 边 际 用 户 的 定 价 策 略 通 过 边 际 用 户 理 论, 可 以 联 合 视 频 内 容 和 终 端 特 性, 对 每 个 内 容 行 定 价 同 时 提 出 了 拟 阵 优 化 传 输 方 法, 具 有 优 秀 的 几 何 和 图 论 性 质, 尤 其 在 解 决 资 源 分 配 和 调 度 等 问 题 具 有 独 特 优 势, 可 以 很 大 降 低 计 算 复 杂 度 该 方 法 可 以 广 泛 地 应 用 到 各 种 无 线 视 频 传 输 系 统 中, 尤 其 在 线 点 播 等 系 统, 可 以 保 证 用 户 端 保 证 一 定 质 量 的 前 提 下,WSP 获 得 最 大 收 益 相 关 发 表 在 移 动 计 算 领 域 顶 级 国 际 期 刊 IEEE Trans. Mobile Computing 2015, 以 及 多 媒 体 领 域 顶 级 国 际 期 刊 IEEE Trans. Multimedia 2015 上 学 术 委 员 会 会 议 现 场 104

111 中 科 院 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 科 基 地 中 科 院 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 中 国 科 学 院 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 ( 以 下 简 称 实 验 室 ) 依 托 于 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所, 立 于 1987 年 实 验 室 在 学 术 委 员 会 的 学 术 指 导 和 计 算 技 术 究 所 的 大 力 支 持 下, 经 过 多 年 建 设, 已 逐 渐 发 为 我 国 智 能 信 息 处 理 领 域 的 重 基 础 究 基 地 2015 年 度, 智 能 信 息 处 理 重 点 实 验 室 坚 持 以 信 息 的 智 能 处 理 为 线, 依 托 计 算 技 术 究 所 在 芯 片 系 统 网 络 等 方 面 的 优 势, 从 信 息 的 获 取 表 示 理 解 转 换 等 几 个 方 面 行 布 局, 构 了 一 个 互 为 依 托 的 有 机 整 体 实 验 室 的 究 方 向, 包 括 智 能 科 学 大 规 模 知 识 处 理 自 然 语 言 处 理 知 识 网 格 视 觉 信 息 处 理 学 习 多 媒 体 技 术 智 能 人 机 接 口 生 物 信 息 学 等 在 科 布 局 和 方 向 上, 实 验 室 始 终 围 绕 着 三 个 基 本 的 目 标 行 满 足 国 家 重 大 需 求 服 务 国 民 经 济 建 设 和 建 设 和 谐 社 会, 同 时 充 分 利 用 计 算 所 在 高 性 能 计 算 和 网 络 方 面 的 优 势 在 基 础 究 方 面, 本 年 度 实 验 室 继 续 保 持 了 良 好 的 发 势 头, 完 了 多 项 创 新 性 究, 相 关 累 计 发 表 论 文 90 余 篇, 其 中 IEEE Trans. on IP/ CSVT/MM 等 国 内 外 刊 物 论 文 30 余 篇, CVPR ICCV ICML 等 一 流 国 际 会 议 论 文 30 余 篇 新 申 请 专 利 十 余 项 出 版 专 著 1 本 在 智 能 计 算 领 域, 继 续 坚 持 机 器 翻 译 智 能 科 学 知 识 网 格 和 大 数 据 挖 掘 等 学 科 方 向 自 然 语 言 处 理 究 组 集 中 力 量 积 极 开 深 度 学 习 究, 提 出 基 于 文 本 子 结 构 和 深 度 学 习 技 术 的 文 本 匹 配 模 型, 有 效 求 解 任 意 长 度 文 本 的 语 义 相 似 度 匹 配 问 题 在 词 序 列 的 预 测 上, 课 题 组 设 计 了 专 门 针 对 词 序 列 生 的 精 细 的 门 结 构, 更 好 的 控 制 词 序 预 测 的 局 部 和 全 局 信 息, 在 语 言 生 和 机 器 翻 译 的 n-best 重 排 序 上 都 远 远 超 过 了 基 线 系 统 相 关 工 作 发 表 于 领 域 顶 级 刊 物 Computational Linguistics 在 大 规 模 数 据 挖 掘 和 机 器 学 习 方 面, 提 出 了 深 度 极 限 学 习 机 模 型, 该 模 型 采 用 极 限 学 习 机 作 为 基 本 的 层 构 建 方 法, 以 随 机 平 移 核 化 作 为 构 建 的 基 本 元 素 在 模 型 的 每 一 层, 我 们 将 数 据 通 过 极 限 学 习 机 获 得 的 预 测 结 行 随 机 投 影, 然 后 应 用 特 定 的 核 函 数 从 而 生 最 终 的 特 征 相 关 工 作 发 表 在 Neurocomputing, 并 105 科

112 科 2015 科 年 报 为 该 期 刊 2015 年 度 下 载 次 数 最 多 的 三 篇 论 文 之 一 在 大 数 据 挖 掘 算 法 应 用 方 面, 实 现 了 高 效 并 行 的 关 联 交 易 发 现 算 法 用 于 上 海 证 券, 并 获 得 IJCAI 数 据 挖 掘 竞 赛 第 一 名 在 视 觉 计 算 领 域, 坚 持 智 能 交 互 视 觉 模 式 分 析 多 媒 体 等 方 向 人 脸 识 别 究 组 继 续 围 绕 真 实 复 杂 场 景 下 的 人 脸 检 测 人 脸 识 别 基 于 视 频 的 人 脸 识 别 三 个 方 向 开 究 工 作, 提 出 了 多 领 域 适 应 学 习 异 质 哈 希 学 习 深 度 哈 希 学 习 多 功 能 二 值 编 码 学 习 等 方 法, 发 表 了 10 篇 CCF A 类 论 文 ( 包 括 国 际 刊 物 TIP 一 篇, 国 际 会 议 ICCV3 篇 CVPR 论 文 4 篇 ICML1 篇 ) 此 外, 课 题 组 获 得 ICCV2015 ChaLearn: Looking at People 两 个 竞 赛 的 冠 军 和 亚 军 在 视 频 建 模 方 面, 提 出 了 属 性 学 习 图 像 中 层 特 征 表 示 的 模 型 框 架 在 智 能 视 频 监 控 问 题 上, 实 现 了 基 于 字 典 学 习 的 跟 踪 方 法 基 于 深 度 模 型 的 目 标 检 测 和 行 人 再 识 别 智 能 人 机 交 互 究 组 围 绕 3D 手 语 识 别 及 其 应 用 开 究 工 作 在 连 续 手 语 识 别 和 非 特 定 人 手 语 识 别 方 面, 行 算 法 的 创 新, 分 别 提 出 虚 拟 运 动 增 音 预 测 及 迭 代 的 参 考 驱 动 度 量 学 习 方 法, 在 对 应 问 题 上 均 取 得 优 于 现 有 方 法 的 结 在 科 项 目 承 担 争 取 方 面, 实 验 室 本 年 度 获 批 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 1 项 ( 负 责 人 为 蒋 树 强 究 院 ) 广 东 省 重 大 科 技 项 目 1 项 ( 参 单 位 负 责 人 为 何 清 究 员 ) 面 上 / 青 年 基 金 项 目 多 项 此 外, 还 持 续 得 到 了 百 度 联 想 华 为 高 通 等 产 业 公 司 的 支 持 2015 年 底 可 用 经 费 3000 余 万 元,2015 年 收 入 2000 余 万 元 在 科 奖 励 方 面, 实 验 室 本 年 度 作 为 项 目 完 单 位 获 得 国 家 自 然 科 学 二 等 奖 1 项 ( 第 一 完 人 为 陈 熙 霖 究 员 ) 作 为 项 目 参 单 位 获 得 国 家 科 技 步 奖 二 等 奖 1 项 ( 完 人 刘 群 究 员 ) 此 外 何 清 究 员 获 得 中 国 人 工 智 能 学 会 吴 文 俊 人 工 智 能 科 学 技 术 创 新 奖 二 等 奖 山 世 光 究 员 获 得 中 国 计 算 机 学 会 优 秀 青 年 科 学 家 奖 在 实 验 室 管 理 方 面, 实 验 室 召 开 了 学 术 委 员 会 学 术 规 划 会 室 务 会 和 学 术 年 会, 批 准 了 7 项 重 点 实 验 室 开 放 课 题 在 公 共 经 费 使 用 方 面, 形 了 透 明 的 制 度, 通 过 为 导 师 缴 纳 学 生 培 养 费 支 持 博 士 生 学 术 交 流 按 学 术 论 文 行 经 费 拨 付 等 方 式, 尽 可 能 为 究 人 员 提 供 稳 定 的 支 持 自 创 新 科 技 强 国 106

113 中 科 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 科 基 地 中 科 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 2015 年 度, 中 科 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 继 续 坚 持 已 有 定 位 : 推 动 网 络 数 据 学 科 发, 突 破 ZB 级 网 络 数 据 感 知 传 输 存 储 管 理 分 析 体 系 架 构, 究 网 络 数 据 界 的 溯 源 定 位 预 测 控 制 方 法, 支 撑 安 全 大 数 据 情 报 大 数 据 金 融 大 数 据 商 业 媒 体 消 费 大 数 据 等 系 列 应 用 在 基 础 究 大 项 目 争 取 学 术 交 流 和 推 动 大 数 据 究 发 等 方 面 都 取 得 了 获 得 北 京 市 科 学 技 术 技 术 发 明 类 二 等 奖 具 体 包 括 : 在 基 础 究 方 面, 围 绕 着 网 络 数 据 究, 发 表 论 文 近 50 篇, 译 著 1 部, 其 中, 发 表 在 PNAS 等 A 类 期 刊 上 的 论 文 有 5 篇, 发 表 在 WWW SIGIR 等 A 类 会 议 上 的 论 文 有 篇 同 时 我 们 组 织 了 大 数 据 分 析 的 国 际 workshop, 撰 写 了 一 系 列 大 数 据 相 关 的 前 瞻 性 论 文, 完 了 大 数 据 学 科 的 布 局 推 在 重 项 目 争 取 方 面, 获 得 国 家 自 然 科 学 杰 出 青 年 基 金 项 目 web 信 息 检 索 数 据 挖 掘 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 5 项, 国 家 863 计 划 子 课 题 3 项 在 重 大 项 目 方 面, 完 了 国 家 973 计 划 项 目 网 络 大 数 据 计 算 的 基 础 理 论 及 其 应 用 究 完 中 期 评 估 项 目 首 席 科 学 家 华 云 生 教 授 持 了 此 次 会 议 科 技 部 基 础 司 重 大 项 目 处 的 副 处 长 李 非 莅 临 会 议 并 致 辞 参 加 会 议 的 还 有 中 科 院 前 沿 局 技 术 科 学 处 处 长 孔 明 辉, 项 目 特 邀 专 家 李 国 杰 院 士 梅 宏 院 士,973 项 目 责 任 专 家 戴 国 忠 究 员 唐 常 杰 教 授 彭 群 生 教 授, 项 目 专 家 李 学 龙 究 员 李 忠 诚 究 员 刘 志 勇 究 员 过 敏 意 教 授 周 傲 英 教 授, 以 及 各 课 题 负 责 人 和 学 术 骨 干 共 计 50 余 人 会 议 期 间, 各 个 课 题 负 责 人 向 专 家 组 汇 报 了 课 题 和 遇 到 的 问 题 挑 战, 会 专 家 对 各 个 课 题 的 行 了 讨 论, 明 确 了 项 目 的 究 方 向, 并 对 实 施 方 案 等 提 出 了 建 设 性 意 见 在 推 动 大 数 据 学 科 产 业 发 方 面, 牵 头 组 织 了 的 国 内 规 模 最 大 最 具 影 响 的 大 数 据 领 域 技 术 盛 会 2015 中 国 大 数 据 技 术 学 术 大 会 (Big 107 科

114 科 2015 科 年 报 Data Technology Conference 2015,BDTC 2015) 本 次 大 会 历 时 3 天, 共 包 含 大 数 据 大 赛, 大 数 据 生 态 系 统 大 数 据 基 础 设 施 大 数 据 政 策 法 规 和 标 准 化 数 据 库 技 术 实 践 大 数 据 人 工 智 能 大 数 据 推 荐 系 统 大 数 据 安 全 等 技 术 论 坛, 金 融 业 大 数 据 工 业 制 造 业 大 数 据 交 通 旅 游 大 数 据 互 联 网 大 数 据 等 行 业 应 用 论 坛 为 迎 接 大 数 据 云 计 算 互 联 网 + 等 新 兴 产 业 浪 潮, 促 大 数 据 专 业 人 才 的 培 养, 推 大 众 创 业 万 众 创 新, 举 办 了 中 国 好 创 意 CCF 全 国 青 年 大 数 据 创 新 大 赛 此 次 大 赛 通 过 打 造 一 个 集 数 据 共 享 管 理 建 模 分 析 于 一 体 的 在 线 大 数 据 云 平 台, 汇 聚 企 事 业 单 位 和 政 府 机 构 的 大 数 据 资 源 大 数 据 分 析 处 理 的 实 际 应 用 需 求 据 悉, 比 赛 将 分 为 大 数 据 创 新 程 序 大 赛 和 大 数 据 创 意 应 用 大 赛 两 部 分, 分 别 由 企 业 和 政 府 提 供 数 据 和 题 目, 参 赛 者 们 可 以 通 过 众 包 模 式, 针 对 问 题 设 计 高 效 算 法 提 出 创 意 方 案 或 发 应 用 原 型 系 统 在 学 术 交 流 方 面, 举 办 了 第 三 届 数 据 科 学 大 数 据 分 析 workshop, 本 届 Workshop 内 容 涵 盖 了 : 大 数 据 的 采 集 表 示 索 引 存 储 管 理 ; 大 数 据 处 理 预 处 理 ; 大 数 据 挖 掘 理 解 的 模 型 算 法 和 方 法 ; 大 数 据 知 识 发 现 语 义 挖 掘 ; 大 数 据 可 视 化 分 析 组 织 ; 网 络 大 数 据 内 容 挖 掘 ; 基 于 网 络 大 数 据 的 社 会 计 算 ; 大 数 据 挖 掘 的 工 业 和 科 学 应 用 本 届 Workshop 共 收 到 论 文 35 篇, 录 用 11 篇 所 有 被 录 用 文 章 的 作 者 都 到 场 做 了 报 告, 每 个 报 告 包 括 提 问 的 30 分 钟 都 很 充 实 参 加 本 届 Workshop 的 学 者 学 生 共 有 50 多 人, 大 家 在 交 流 讨 论 中 畅 所 欲 言, 开 阔 了 学 术 视 野, 拓 宽 了 究 思 路 正 气 大 气 骨 气 108

115 学 术 报 告 学 术 活 动 计 算 所 非 常 重 视 对 外 合 作 交 流, 鼓 励 科 人 员 既 走 出 去, 参 加 各 类 学 术 会 议, 又 请 来, 每 年 邀 请 国 内 外 知 名 学 者 到 计 算 所 来 交 流 讨 论 2015 年 度 参 加 各 类 国 际 学 术 会 议 并 作 报 告 111 人 次 ; 邀 请 国 内 外 知 名 学 者 来 所 作 学 术 报 告 86 人 次, 举 办 4 场 国 际 学 术 会 议, 提 升 了 计 算 所 在 相 关 学 科 领 域 的 学 术 影 响 力 学 术 报 告 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 1 Shi-Yan Hu 2 房 佑 寒 3 杨 超 4 张 永 乐 5 唐 光 明 6 Shao-Shan Liu Smart Home Cybersecurity: Threat and Defense in a Cyberphysical System Bayesian Sampling Using Stochastic Gradient Thermostats 新 型 基 准 测 试 程 序 HPCG 在 天 河 2 上 的 算 法 设 计 性 能 优 化 An Effort to Prevent Catastrophic Failures and Detect Performance Problems in Distributed Systems Bit-Slice Arithmetic Logic Unit and Multiplier for a 32-bit Rapid Single-Flux- Quantum Microprocessor Fast Big Data Analytics with Spark on Tachyon Michigan Technological University Purdue University 中 科 院 软 件 所 University of Toronto Kyoto University University of California, Berkeley 王 元 陶 The Little Engine that Could 英 特 尔 中 国 究 院 曹 政 大 规 模 互 连 网 络 究 中 的 热 点 问 题 中 科 院 计 算 所 程 明 明 Efficient Image Scene Analysis and Applications 南 开 大 学 学 术 活 动

116 学 术 活 动 2015 科 年 报 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 10 胡 伟 武 君 子 先 器 识 而 后 文 章 兼 谈 如 何 做 博 士 论 文 中 科 院 计 算 所 韩 伟 力 移 动 终 端 感 知 安 全 管 控 复 旦 大 学 翟 祥 13 Chang-Wen Chen 14 樊 莉 亚 15 Wei Chen 16 ErykDutkiewicz 17 方 更 法 18 Xiao-Song Ma 19 魏 朝 晖 Statistical Methods for Integration and Analysis of Opinionated Text Data Assessing Photo Quality with Geo- Context and Crowdsourced Photos OS4M: Achieving Global Load Balance of MapReduce Workload by Scheduling at the Operation Level Combinatorial Learning for Combinatorial Optimizations --- A Trilogy Research Challenges of Dynamic Spectrum Sharing for 5G Networks The Next Generation Mobile Networks and LTE over Unlicensed Bands Framework for Automatic Extraction of Parallel Benchmarks from HPC Applications An Introduction to PSD-rank and its Applications University of Illinois at Urbana- Champaign University at Buffalo, the State University of New York IBM 中 国 究 院 微 软 亚 洲 究 院 Macquarie University Macquarie University Qatar Computing Research Institute Nanyang Technological University 陈 天 石 体 系 结 构 机 器 学 习 的 交 叉 领 域 究 中 科 院 计 算 所 郑 伟 诗 视 频 监 控 下 的 交 互 行 为 分 析 究 中 山 大 学 Pin-Yan Lu 23 Wei Chen 24 Periklis A. Papakonstantinou 25 邢 国 良 Approximate Counting via Correlation Decay 开 源, 开 放, 面 向 未 来 的 IBM HPC 之 路 - 关 于 IBM 未 来 几 年 HPC 技 术 发 的 思 路 和 构 想 Big Data as a Powerful Source of Randomness 基 于 智 能 手 机 的 非 打 扰 移 动 健 康 监 测 系 统 : 以 生 物 钟 监 测 为 例 微 软 亚 洲 究 院 IBM 清 华 大 学 Michigan Technological University

117 学 术 报 告 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 26 Xiao-Yi Lu 27 孙 贤 和 28 Nei Kato 29 Qin MA 30 Hai-Bin Ling 31 Michel Dubois 32 Jiong-Dong Wang 33 DileepBhandarkar 34 Qi Tian 35 Jie Wu 36 Gang Zhou 37 Benjamin C. Lee 38 Xin-Yu Zhang 39 MattanErez 40 Xuan Zhang Accelerating Big Data Processing through HPC Technologies and Techniques Parallelism for High Performance Data Processing: A Rethinking D2D: Research Trend and Future Perspective Development and Application of Bioinformatic Tools Driven by Genomic and Transcriptomic Data High-order Tensor Analysis for Groupwise Correspondence and Its Applications in Computer Vision Synchronization, Coherence and Event Ordering in Multiprocessors Big Media Data: Search and Management A Journey Through History From Mainframes to Smartphones Discriminative Visual Representations for Image Search and Classification Algorithmic Crowdsourcing: Current Status and Future Perspective Reducing Smartphone Application Delay & Energy Consumption through Storage I/O Optimization Economic Mechanisms for Managing Risk in Datacenters Millimeter-wave Wireless Networking and Sensing: A Unified Perspective Adapt or Die: One Architect's Perspective on Memory Technology Designing Micro-Robotic "Brain": a System-on-Chip (SoC) Approach 41 Sun-Yuan Kung Visualization of Big Data The Ohio State University Illinois Institute of Technology Tohoku University Georgia State University Temple University University of Southern California 微 软 亚 洲 究 院 美 国 高 通 公 司 University of Texas at San Antoni Temple University College of William and Mary Duke University University of Wisconsin- Madison University of Texas at Austin Washington University in St. Louis Princeton University 学 术 活 动

118 学 术 活 动 2015 科 年 报 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 42 Zhu Han Resource Allocation for Full-Duplex Communication and Networks University of Houston 李 秋 明 美 丽 的 数 据 效 率 发 现 说 服 财 新 传 媒 Rose Hu 45 Chen Ding 46 Terrence Mak Towards Spectrum Efficient, Energy Efficient and QoE Aware 5G Wireless Systems Theory and Practice of Multicore Cache Optimization Dynamic Programming Networks for on-chip Communications 47 罗 杰 波 Big data, Better life 48 Yu-Chen Zhang 49 Qu Gang 50 Ran Duan 51 Tao Qin Distributed Estimation of Generalized Matrix Rank: Efficient Algorithms and Lower Bounds Challenges and Opportunities for the Design of Secure, Trusted and Energy Efficient Systems Approximate and Exact Algorithms for Maximum Weight Matching Cloud Computing Pricing: Algorithms and Mechanisms 52 陈 勇 高 性 能 计 算 和 科 学 大 数 据 问 题 的 一 些 探 讨 53 John Leidel Goblin-Core-64 RISC-V Extension for Data Intensive Computing 54 宁 振 波 诊 断 分 类 号 脉 中 国 制 造 55 李 凯 新 一 代 计 算 系 统 的 思 考 56 张 晓 东 Impact of Big Data on Access Performance Utah State University University of Rochester University of Southampton University of Rochester University of California University of Maryland 清 华 大 学 微 软 亚 洲 究 院 Texas Tech University Texas Tech University 中 航 工 业 301 究 所 Princeton University The Ohio State University 史 元 春 人 机 交 互 技 术 最 新 清 华 大 学 陈 益 强 可 穿 戴 计 算 E-Health 中 科 院 计 算 所 Run-Yao Duan On Zero-error Communication via Quantum Channels in the Presence of Noiseless Feedback University of Technology Sydney 李 德 毅 脑 认 知 的 形 式 化 北 京 邮 电 大 学

119 学 术 报 告 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 61 李 建 Learning Arbitrary Statistical Mixtures of Discrete Distributions 清 华 大 学 刘 青 山 Face Detection and Alignment 南 京 信 息 工 程 大 学 陶 大 程 Multi-view Learning 64 徐 东 65 刘 威 66 Jim K. Omura 67 Hai-Wu HE SVM Based Approaches for Visual Domain Adaptation Learning to Hash by Discrete Optimization Data Storage and Management Applications of Information Technology in United States Healthcare Toward BigData Network Security for CSTNET University of Technology, Sydney Nanyang Technological University 滴 滴 快 滴 究 院 DataFascia Corporation 中 科 院 网 络 中 心 赵 地 基 于 GPU 计 算 的 并 行 深 度 学 习 中 科 院 网 络 中 心 段 海 新 70 梁 伟 谁 动 了 我 的 饼 干 Web Cookie 的 完 整 性 和 现 实 威 胁 1. 选 择 云 服 务, 何 去 何 从 ;2. 云 测 试 之 SPECvirt 71 施 巍 松 Toward Energy-Efficient Computing 72 孙 贤 和 73 DimitrisGizopoulos 74 John Kim 75 魏 朝 晖 76 Christos Faloutsos Utilizing Concurrency in Data Access:Thinking from a data-centric view Microarchitecture-Level Reliability Assessment for CPUs and GPUs Security Vulnerability of Processor- Interconnect in NUMA Architecture Assessing the Dimension of an Unknown Quantum System in a Device-Independent Manner Mining Large Graphs: Patterns, Anomalies, and Fraud Detection 清 华 大 学 中 国 电 信 究 院 Wayne State University Illinois Institute of Technology University of Athens Korea Advanced Institute of Science and Technology Centre for Quantum Technologies in Singapore Carnegie Mellon University 学 术 活 动

120 学 术 活 动 2015 科 年 报 序 号 报 告 人 报 告 题 目 报 告 人 单 位 报 告 日 期 77 Jie Wu 78 何 炳 胜 79 赵 伟 80 钟 林 81 凌 少 平 82 周 源 源 83 Juan Carlos San Miguel Dual-Centric Data Center Network Architectures When HPC Meets Big Data: Emerging HPC Technologies for High- Performance Data Management Systems 从 物 网 到 物 联 网 及 更 远 -From Net of Things to Internet of Things and Beyond Base stations are interesting computer systems Redefining Cancer Genomics with Population and Evolutionary Genetics The Gap between Research and Practice Self-reconfigurable Cameras for Multisensor Target Tracking in Video Temple University Nanyang Technological University 澳 门 大 学 Rice University 中 科 院 北 京 基 因 组 所 University of California, San Diego Universidad Autónoma de Madrid ( 西 班 牙 马 德 里 自 治 学 府 ) 诸 葛 海 Dimensions on Summarisation 中 科 院 计 算 所 高 飞 量 子 密 码 简 介 北 京 邮 电 大 学 张 姗 姗 How Far are We from Solving Pedestrian Detection? MPI für Informatik ( 德 国 马 克 斯 - 普 朗 克 计 算 机 科 学 究 所 ) 人 人 是 才 人 人 幸 福 114

121 重 学 术 会 议 重 学 术 会 议 大 数 据 "Big Data in China" 中 澳 论 坛 8 月 10 日, 网 络 数 据 实 验 室 承 办 了 在 Big Data Summit 2015 上 组 织 Big Data in China 论 坛 本 次 论 坛 有 幸 邀 请 到 李 国 杰 高 文 梅 宏 怀 鹏 鄂 维 南 等 院 士 担 任 顾 问 论 坛 还 邀 请 了 CCF 大 数 据 专 家 委 员 会 委 员 清 华 大 学 朱 文 武 教 授 北 京 大 学 袁 晓 如 教 授 美 国 罗 格 斯 新 泽 西 州 立 大 学 熊 辉 教 授 等 国 内 外 大 数 据 领 域 的 专 家 学 者 作 特 色 报 告 同 时, 来 自 华 为 的 张 宝 峰 委 员 阿 里 巴 巴 的 闵 万 里 博 士 蚂 蚁 金 服 的 陈 继 东 委 员 等 国 内 IT 互 联 网 龙 头 企 业 的 代 表 以 Showcase 的 形 式 向 参 会 人 员 介 绍 了 他 们 在 大 数 据 领 域 的 规 划 措 施, 以 及 开 的 具 体 究 工 作 论 坛 于 8 月 10 日 下 午 在 悉 尼 希 尔 顿 酒 店 举 行, 由 论 坛 共 同 席 朱 文 武 教 授 靳 小 龙 副 究 员 持 清 华 大 学 朱 文 武 教 授 重 点 介 绍 了 网 络 - 物 理 - 人 类 (CPH) 大 数 据 计 算 的 概 念 挑 战 和 科 学 问 题 方 法 和 途 径, 并 使 用 网 络 社 会 数 据 的 例 子 来 说 明 如 何 行 社 交 媒 体 大 数 据 计 算 美 国 罗 格 斯 新 泽 西 州 立 大 学 熊 辉 教 授 分 享 了 他 们 针 对 动 态 的 商 业 环 境 中 顺 序 模 式 应 用 分 析 所 提 出 的 新 方 法 北 京 大 学 袁 晓 如 教 授 的 报 告 介 绍 了 不 同 类 型 城 市 数 据 的 可 视 化 案 例, 包 括 出 租 车 的 全 球 定 位 系 统 数 据 车 辆 识 别 数 据 地 铁 IC 卡 数 据 社 会 媒 体 数 据, 并 示 如 何 集 不 同 的 数 据 集 来 行 高 级 可 视 化 分 析 清 华 大 学 唐 杰 副 教 授 以 AMiner.org 为 例 介 绍 了 几 个 重 的 异 构 图 挖 掘 算 法, 包 括 节 点 题 建 模 路 径 相 似 性 度 量 信 息 子 图 挖 掘 发 现 关 联 规 则 等 靳 小 龙 副 究 员 在 论 坛 上 介 绍 了 中 科 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 在 处 理 大 数 据 的 数 据 复 杂 性 计 算 复 杂 性 和 系 统 复 杂 性 方 面 取 得 的 在 论 坛 的 Showcase 部 分, 华 为 的 张 宝 峰 委 员 分 享 了 电 信 行 业 中 解 决 实 际 问 题 的 经 验 和 见 解 阿 里 巴 巴 的 闵 万 里 博 士 讨 论 了 电 子 商 务 中 的 几 个 应 用 案 例, 并 强 调 数 据 挖 掘 技 术 在 这 些 应 用 案 例 中 的 重 作 用 蚂 蚁 金 服 的 陈 继 东 博 士 介 绍 了 基 于 大 数 据 的 支 付 宝 网 络 安 全 和 欺 诈 风 险 管 理 尽 管 论 坛 KDD 2015 的 讨 会 和 短 期 课 程 同 时 行, 但 仍 然 吸 引 了 一 百 多 位 听 众 参 会 并 讲 者 们 积 极 互 动, 还 就 大 数 据 如 何 促 中 国 互 联 网 + 国 家 战 略, 面 对 大 数 据 往 往 掌 握 在 企 业 界 手 中 的 现 实, 企 业 界 学 术 界 如 何 合 作 等 议 题 行 了 热 烈 讨 论 会 的 国 外 专 家 分 享 了 他 们 的 丰 富 经 验, 也 给 出 了 宝 贵 建 议 通 信 计 算 机 科 学 技 术 融 合 第 二 届 全 球 华 人 学 术 讨 会 数 据 的 爆 炸 式 增 长 求 数 据 传 输 存 储 和 处 理 能 力 分 别 提 升 1000 倍 以 上, 为 了 实 现 绿 色 发, 信 息 系 统 的 性 能 功 耗 也 提 升 1000 倍 以 上, 只 有 高 效 融 合 的 3C 技 术 才 能 应 对 这 样 的 挑 战 115 学 术 活 动

122 学 术 活 动 2015 科 年 报 在 大 数 据 和 互 联 网 + 应 用 的 牵 引 下, 计 算 通 信 和 控 制 技 术 必 将 入 3C 融 合 的 时 代 什 么 理 论 可 以 指 导 3C 融 合? 3C 融 合 的 突 破 口 在 哪 里? 为 了 促 通 信 和 计 算 机 领 域 科 人 员 的 交 流 合 作, 同 时 为 推 国 际 合 作 交 流 的 程, 由 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 办, 中 科 院 计 算 所 无 线 通 信 技 术 究 中 心 承 办 的 通 信 计 算 机 科 学 技 术 融 合 第 二 届 全 球 华 人 学 术 讨 年 会 于 2015 年 10 月 日 在 北 京 香 山 饭 店 功 举 办 此 次 会 议 的 举 办 受 到 中 国 工 程 院 北 京 市 科 学 技 术 委 员 会 和 北 京 市 自 然 科 学 基 金 委 员 会 等 领 导 部 门 的 大 力 支 持 本 次 讨 会 以 3C 融 合 为 题, 旨 在 开 放 式 地 探 讨 3C 融 合 和 虚 拟 云 服 务 下 的 未 来 移 动 通 信 网 络 体 系 架 构, 以 及 支 撑 这 种 体 系 架 构 的 3C 融 合 高 通 量 计 算 和 通 信 的 关 键 技 术 系 统 装 备 等 会 议 中, 国 内 外 通 信 计 算 机 领 域 的 知 名 专 家 学 者 就 3C 融 合 行 了 深 入 的 技 术 交 流, 探 讨 了 3C 融 合 对 互 联 网 + 大 数 据 等 应 用 和 未 来 5G 空 天 地 一 体 化 等 系 统 发 的 深 远 作 用, 对 3C 融 合 提 出 了 指 导 性 意 见 本 次 会 期 两 天, 会 议 包 括 大 数 据 时 代 的 未 来 网 络 体 系 架 构 3C 融 合 的 空 天 地 一 体 化 网 络 面 向 移 动 通 信 的 3C 融 合 关 键 技 术 三 大 部 分, 会 专 家 开 放 式 地 探 讨 了 在 3C 融 合 时 代, 未 来 的 地 面 空 间 移 动 通 信 网 络 如 何 融 合 计 算 机 网 络 高 通 量 计 算 等 前 沿 技 术, 寻 求 3C 融 合 的 发 新 路 2015 年 10 月 15 日 上 午 会 议 正 式 开 始, 会 议 由 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 无 线 中 心 副 任 周 一 青 究 员 持 大 会 席 李 国 杰 院 士 和 北 京 市 自 然 科 学 基 金 委 办 公 室 江 南 副 任 分 别 致 辞, 欢 迎 各 位 领 导 专 家 莅 临, 并 希 望 通 过 此 次 会 议 的 交 流 讨 论, 碰 撞 通 信 思 维 计 算 机 思 维, 探 索 移 动 通 信 的 科 学 前 沿 技 术, 为 首 都 发 树 立 品 牌 标 杆, 建 设 全 球 科 技 创 新 中 心 第 三 届 中 国 计 算 机 学 会 大 数 据 学 术 会 议 2015 年 10 月 20 日 至 21 日, 中 国 计 算 机 学 会 (CCF) 办 的 第 三 届 大 数 据 学 术 会 议 在 合 肥 隆 重 召 开 会 议 由 CCF 大 数 据 专 家 委 员 会 ( 大 专 委 ) 中 国 科 学 技 术 大 学 及 安 徽 大 学 联 合 承 办, 安 徽 大 数 据 应 用 协 同 创 新 中 心 协 办, 中 国 科 学 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 参 组 织 大 专 委 任 中 国 工 程 院 李 国 杰 院 士 香 港 中 文 大 学 副 校 长 华 云 生 教 授 担 任 大 会 名 誉 席, 中 国 科 学 技 术 大 学 陈 国 良 院 士 上 海 交 通 大 学 副 校 长 梅 宏 院 士 担 任 大 会 共 同 席, 中 国 科 学 技 术 大 学 陈 恩 116

123 重 学 术 会 议 红 教 授 清 华 大 学 王 建 民 教 授 国 防 科 学 技 术 大 学 肖 侬 教 授 兰 州 大 学 胡 斌 教 授 担 任 大 会 程 序 委 员 会 共 同 席 大 会 开 幕 式 于 20 日 上 午 举 行, 由 中 国 科 学 技 术 大 学 计 算 机 学 院 副 院 长 陈 恩 红 教 授 持 开 幕 式 上, 中 国 科 学 技 术 大 学 周 先 意 副 校 长 代 表 承 办 单 位 致 辞 安 徽 大 学 王 群 京 副 校 长 在 致 辞 中 对 各 位 参 会 嘉 宾 和 代 表 表 示 诚 挚 谢 意 欢 迎 CCF 大 数 据 专 家 委 员 会 秘 书 长 中 国 科 学 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 任 程 学 旗 在 代 表 CCF 和 大 专 委 致 辞 时 表 示, 大 专 委 自 立 以 来, 在 推 动 大 数 据 学 科 方 向 的 建 设 发, 构 建 面 向 大 数 据 产 学 用 的 学 术 交 流 技 术 合 作 数 据 共 享 平 台, 以 及 为 政 府 相 关 部 门 提 供 战 略 性 意 见 建 议 方 面 做 了 大 量 工 作, 每 年 一 度 大 数 据 白 皮 书 的 发 布 等 活 动, 在 学 术 产 业 界, 以 及 政 府 决 策 部 门 产 生 了 重 的 影 响 第 三 届 数 据 科 学 大 数 据 分 析 Workshop(DSBDA-2015) 2015 年 11 月 14 日, 由 中 国 科 学 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 在 数 据 挖 掘 领 域 的 国 际 顶 级 会 议 ICDM-2015 上 组 织 的 第 三 届 数 据 科 学 大 数 据 分 析 Workshop(DSBDA-2015) 在 美 国 大 西 洋 城 召 开 本 届 Workshop 内 容 涵 盖 了 : 大 数 据 的 采 集 表 示 索 引 存 储 管 理 ; 大 数 据 处 理 预 处 理 ; 大 数 据 挖 掘 理 解 的 模 型 算 法 和 方 法 ; 大 数 据 知 识 发 现 语 义 挖 掘 ; 大 数 据 可 视 化 分 析 组 织 ; 网 络 大 数 据 内 容 挖 掘 ; 基 于 网 络 大 数 据 的 社 会 计 算 ; 大 数 据 挖 掘 的 工 业 和 科 学 应 用 本 届 Workshop 共 收 到 论 文 35 篇, 录 用 11 篇 所 有 被 录 用 文 章 的 作 者 都 到 场 做 了 报 告, 每 个 报 告 包 括 提 问 的 30 分 钟 都 很 充 实 参 加 本 届 Workshop 的 学 者 学 生 共 有 50 多 人, 大 家 在 交 流 讨 论 中 畅 所 欲 言, 开 阔 了 学 术 视 野, 拓 宽 了 究 思 路 第 二 届 中 韩 大 数 据 论 坛 在 韩 国 大 邱 召 开 第 二 届 中 韩 大 数 据 论 坛 于 2015 年 10 月 学 术 活 动

124 学 术 活 动 2015 科 年 报 日 在 韩 国 大 邱 召 开 本 届 论 坛 由 中 国 计 算 机 学 会 大 数 据 专 家 委 员 会 韩 中 科 学 技 术 合 作 中 心 韩 国 WATEF(World Association for Triple Helix & Future Strategy Studies) 韩 国 数 据 科 学 学 会 (KADS) 韩 国 生 命 工 学 究 院 (KRIBB) 韩 国 信 息 化 振 兴 院 (NIA) 共 同 办 来 自 中 国 科 学 院 计 算 机 网 络 信 息 中 心 沈 烁 委 员 中 国 科 学 院 网 络 数 据 科 学 技 术 重 点 实 验 室 靳 小 龙 委 员 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 生 物 信 息 究 组 孙 世 伟 副 究 员 贵 阳 大 数 据 交 易 所 执 行 总 裁 王 叁 寿 等 以 及 韩 国 蔚 山 科 学 技 术 院 韩 国 安 全 性 评 价 究 所 韩 国 生 命 工 学 究 院 国 立 群 山 大 学 韩 国 首 尔 大 学 韩 国 三 星 集 团 的 专 家 学 者 和 企 业 高 管 参 会 并 作 特 色 题 报 告 从 优 秀 到 卓 越 118

125 授 权 发 明 专 利 列 表 知 识 产 权 2015 年, 计 算 所 申 请 新 专 利 145 件, 获 得 新 授 权 专 利 79 件, 软 件 登 记 49 项, 获 得 国 家 知 识 产 权 局 中 国 专 利 优 秀 奖 1 项, 在 专 利 布 局 和 组 合 申 请 方 面 加 强 规 划 和 深 度 挖 掘, 改 变 单 点 申 请 的 局 面, 在 智 能 加 速 芯 片 方 向 形 13 项 专 利 组 合 申 请 在 标 准 制 定 方 面, 全 年 导 制 定 3 项 通 信 行 业 标 准 导 2 项 信 息 编 码 国 家 标 准 参 3 项 定 位 技 术 国 家 标 准 2015 年 继 续 在 知 识 产 权 转 移 转 化 方 面 狠 下 功 夫, 苦 练 内 功, 深 入 推 专 利 价 值 分 析 和 分 级 分 类 管 理 工 作, 通 过 专 利 评 价 评 级, 科 学 合 理 判 断 专 利 使 用 价 值, 找 出 适 合 市 场 需 求 体 的 专 利, 为 促 专 利 转 移 转 化 行 有 益 尝 试 今 年 计 算 所 牵 头 承 担 了 中 科 院 科 技 促 发 局 的 STS 项 目 中 科 院 专 利 价 值 分 析 试 点 工 作, 联 合 长 春 应 化 所 大 连 化 物 所 微 电 子 所 等 试 点 所, 探 索 专 利 价 值 分 析 在 知 识 产 权 管 理 和 技 术 转 移 中 的 示 范 作 用 ; 同 时 抓 住 新 的 科 技 促 发 法 颁 布 的 契 机, 加 大 专 利 转 移 转 化 的 力 度, 结 合 专 利 价 值 分 析 结, 功 转 让 9 件 专 利, 获 得 180 万 的 收 益 此 外, 今 年 还 参 了 中 科 院 科 技 促 发 局 的 STS 项 目 中 科 院 知 识 产 权 管 理 规 范 贯 标 试 点 工 作, 通 过 该 工 作 使 究 所 的 知 识 产 权 工 作 更 加 规 范 和 高 效 授 权 发 明 专 利 列 表 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 1 ZL 基 于 信 息 关 联 的 网 络 安 全 态 势 感 知 系 统 及 其 方 法 席 荣 荣 金 舒 原 吴 董 昭 2 ZL 一 种 用 于 多 根 共 享 系 统 的 I/O 重 映 射 方 法 和 装 置 刘 小 丽 曹 政 张 佩 珩 安 学 军 孙 凝 晖 王 苏 勇 刘 飞 龙 3 ZL 基 于 设 备 能 力 的 多 终 端 数 据 同 步 方 法 和 系 统 马 久 跃 刘 立 坤 严 得 辰 李 旭 4 ZL 一 种 三 维 人 体 运 动 的 实 时 在 线 获 取 方 法 及 其 系 统 夏 时 洪 费 心 宇 苏 乐 知 识 产 权 119

126 知 识 产 权 2015 科 年 报 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 5 ZL X 6 ZL ZL 基 于 DS 推 理 的 无 线 传 感 器 网 络 多 目 标 跟 踪 数 据 关 联 方 法 一 种 动 态 断 点 的 自 动 生 方 法 及 系 统 一 种 迭 代 式 概 念 属 性 名 称 自 动 获 取 方 法 和 系 统 孙 荣 丽 王 睿 张 磊 崔 莉 李 丰 霍 玮 陈 聪 明 李 龙 衷 璐 洁 冯 晓 兵 曹 存 根 汪 平 仄 8 ZL 基 于 TPM 的 本 地 验 证 式 启 动 方 法 高 云 伟 薛 栋 梁 孙 毓 忠 9 ZL ZL ZL ZL X 13 ZL ZL 一 种 基 于 指 纹 特 征 的 通 用 用 户 注 册 认 证 方 法 及 系 统 基 于 二 维 宏 观 流 模 型 描 述 交 通 流 行 为 的 方 法 及 模 拟 系 统 一 种 无 反 馈 的 优 化 码 率 的 分 布 式 视 频 编 解 码 方 法 及 其 系 统 一 种 安 全 加 密 协 处 理 器 及 无 线 传 感 器 网 络 节 点 芯 片 一 种 面 向 增 量 式 翻 译 的 结 构 化 语 言 模 型 构 建 方 法 及 系 统 一 种 面 向 中 文 搜 索 引 擎 混 杂 语 言 的 查 询 纠 错 方 法 及 系 统 史 红 周 何 遥 费 德 林 毛 天 露 王 华 王 兆 其 纪 雯 陈 益 强 王 义 赵 泽 崔 莉 于 恒 米 海 涛 刘 群 程 舒 杨 熊 锦 华 公 帅 颛 悦 张 程 学 旗 15 ZL 移 动 通 信 终 端 及 其 实 现 方 法 黄 亮 石 晶 林 16 ZL ZL ZL ZL ZL ZL 多 汇 聚 节 点 无 线 传 感 器 网 络 组 网 方 法 及 其 系 统 基 于 物 理 脉 冲 耦 合 的 无 线 传 感 器 网 络 时 间 同 步 方 法 一 种 无 反 馈 的 分 布 式 视 频 编 解 码 方 法 及 其 系 统 基 于 TPM/VTPM 的 可 信 程 序 列 表 生 方 法 及 系 统 一 种 基 于 端 口 偏 射 的 云 路 由 数 据 处 理 方 法 及 系 统 一 种 机 群 文 件 系 统 客 户 端 存 储 资 源 延 迟 分 配 方 法 和 系 统 张 招 亮 张 乐 黄 庭 培 李 栋 崔 莉 洪 学 海 徐 勇 军 安 竹 林 林 伟 纪 雯 陈 益 强 高 云 伟 薛 栋 梁 孙 毓 忠 李 彦 君 张 国 清 张 军 伟 刘 超 齐 颖 郑 彩 平 刘 振 军 120

127 授 权 发 明 专 利 列 表 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 22 ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL ZL 一 种 LTE 基 站 侧 系 统 信 息 管 理 和 发 送 的 方 法 和 装 置 一 种 基 于 多 源 实 测 数 据 的 火 焰 建 模 方 法 及 其 系 统 一 种 面 向 微 博 客 平 台 的 社 交 朋 友 圈 的 挖 掘 方 法 及 系 统 一 种 基 于 业 务 满 意 度 的 无 线 资 源 分 配 方 法 系 统 一 种 用 于 多 根 共 享 系 统 的 直 接 I/O 虚 拟 化 方 法 和 装 置 一 种 时 空 轨 迹 相 似 度 计 算 方 法 及 系 统 一 种 基 于 电 流 分 解 的 非 侵 入 式 负 载 监 测 方 法 及 系 统 基 于 网 络 中 间 点 的 网 页 响 应 时 间 被 动 测 量 方 法 及 系 统 一 种 分 布 式 文 件 系 统 客 户 端 缓 存 中 文 件 创 建 方 法 及 其 系 统 用 于 对 倒 排 索 引 行 压 缩 的 文 档 序 号 重 排 方 法 及 其 系 统 一 种 基 于 TPM 的 Linux 内 核 初 始 化 中 的 数 据 结 构 保 护 方 法 及 系 统 一 种 基 于 迟 滞 调 度 的 网 络 流 量 冲 突 避 免 方 法 及 系 统 一 种 基 于 授 权 方 式 的 元 数 据 的 处 理 方 法 和 系 统 一 种 用 于 视 频 会 议 的 眼 神 交 互 方 法 及 系 统 一 种 通 过 加 速 度 传 感 器 计 算 步 行 速 度 的 移 动 终 端 及 方 法 石 晶 林 李 毅 潇 钱 蔓 藜 韦 伟 杨 喜 宁 胡 金 龙 朱 登 明 沈 亮 魏 毅 王 兆 其 程 学 旗 李 静 远 贺 志 明 伍 大 勇 王 元 卓 王 煜 炜 唐 培 栋 张 杨 杨 刘 敏 曹 政 刘 小 丽 张 佩 珩 安 学 军 孙 凝 晖 王 苏 勇 刘 飞 龙 叶 剑 朱 珍 民 张 筱 旋 王 冠 男 姚 昱 旻 杜 静 刘 晶 杰 徐 志 伟 聂 磊 徐 翔 张 广 兴 谢 高 岗 张 军 伟 齐 颖 刘 振 军 史 亮 王 斌 卫 冰 洁 李 锐 张 帅 张 冠 元 薛 栋 梁 高 云 伟 杨 鹏 斐 旭 升 孙 毓 忠 李 彦 君 张 国 清 郭 庆 萍 张 欢 冯 硕 马 一 力 刘 培 峰 尹 苓 琳 陈 益 强 纪 雯 吴 琳 徐 勇 军 安 竹 林 黄 晁 37 ZL 一 种 个 性 化 论 文 推 荐 方 法 及 其 系 统 程 学 旗 郭 嘉 丰 薛 欢 廖 华 明 曹 雷 121 知 识 产 权

128 知 识 产 权 2015 科 年 报 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 38 ZL ZL X 40 ZL ZL ZL 一 种 基 于 加 密 模 糊 关 键 字 的 机 会 网 络 路 由 方 法 及 系 统 一 种 业 务 流 程 间 交 互 冲 突 的 半 自 动 修 正 方 法 及 其 系 统 一 种 跨 虚 拟 化 数 据 中 心 的 虚 拟 机 在 线 迁 移 方 法 一 种 按 键 行 为 的 特 征 数 据 的 处 理 装 置 及 处 理 方 法 一 种 单 SOC 芯 片 及 单 SOC 芯 片 多 工 作 模 式 的 复 用 方 法 王 飞 吴 琳 徐 勇 军 安 竹 林 黄 晁 公 帅 熊 锦 华 刘 志 勇 杨 鹏 斐 杨 坤 宋 莹 赵 霞 孙 毓 忠 陈 振 宇 王 双 全 陈 益 强 唐 焱 吴 少 校 苏 孟 豪 43 ZL 虚 拟 机 间 安 全 通 信 方 法 高 云 伟 邬 小 龙 孙 毓 忠 44 ZL 一 种 人 机 交 互 戒 指 张 博 宁 钱 跃 良 陈 益 强 王 向 东 45 ZL ZL 一 种 多 维 度 用 电 行 为 的 感 知 方 法 及 系 统 一 种 基 于 PCIe 数 据 交 换 的 通 信 方 法 及 系 统 刘 晶 杰 徐 志 伟 聂 磊 孙 凝 晖 曹 政 刘 小 丽 安 学 军 张 佩 珩 47 ZL 文 本 情 感 倾 向 性 分 析 方 法 吴 琼 谭 松 波 程 学 旗 48 ZL 网 络 安 全 协 同 联 动 系 统 及 方 法 49 ZL 微 博 客 数 据 采 集 方 法 及 系 统 云 晓 春 张 永 铮 孙 建 亮 臧 天 宁 程 学 旗 房 伟 伟 李 静 远 陈 根 宝 邢 国 亮 张 凯 金 波 方 滨 兴 50 ZL ZL ZL X 53 ZL ZL 用 于 检 测 LTE 系 统 基 站 发 射 天 线 数 量 的 方 法 及 装 置 一 种 离 散 事 件 网 络 模 拟 环 境 的 时 钟 同 步 方 法 一 种 获 取 无 线 台 管 理 连 接 标 识 的 方 法 用 于 更 新 动 态 场 景 的 Voronoi 图 的 方 法 及 设 备 面 向 高 速 铁 路 的 LTE 通 信 系 统 中 的 切 换 方 法 及 系 统 苏 泳 涛 黄 守 俊 何 莹 姚 彦 斌 石 晶 林 林 思 明 王 景 飞 程 学 旗 张 冬 周 洲 仪 李 金 明 王 元 卓 田 霖 杨 育 波 孙 毅 周 继 华 方 巍 毛 天 露 蒋 浩 李 杨 王 兆 其 李 娟 田 霖 周 一 青 石 晶 林 122

129 授 权 发 明 专 利 列 表 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 55 ZL ZL 基 于 开 放 知 识 库 的 短 文 本 语 义 概 念 自 动 化 扩 方 法 及 系 统 GPS 软 件 接 收 机 中 的 跟 踪 环 路 信 号 处 理 方 法 及 装 置 程 学 旗 刘 盛 华 肖 永 磊 王 元 卓 刘 悦 姚 相 振 崔 绍 龙 方 金 云 57 ZL 查 询 多 意 图 识 别 方 法 和 系 统 58 ZL 获 取 对 象 级 访 存 行 为 的 方 法 及 装 置 59 ZL 一 种 视 频 质 量 客 观 评 价 方 法 程 学 旗 熊 锦 华 程 舒 杨 廖 华 明 王 元 卓 公 帅 陈 荔 城 包 云 岗 崔 泽 汉 黄 永 兵 陈 明 宇 黄 庆 明 许 倩 倩 苏 荔 秦 磊 蒋 树 强 60 ZL ZL 面 向 网 络 流 式 数 据 的 事 件 实 时 过 滤 方 法 和 系 统 基 于 错 误 模 式 挖 掘 的 中 文 搜 索 引 擎 查 询 纠 错 方 法 及 系 统 程 学 旗 刘 盛 华 邱 文 一 王 元 卓 刘 悦 莫 溢 黄 坤 熊 锦 华 程 舒 杨 程 学 旗 公 帅 颛 悦 张 廖 华 明 62 ZL 一 种 语 音 浏 览 方 法 及 浏 览 器 63 ZL 一 种 频 率 资 源 分 配 方 法 邓 铸 辉 陈 启 华 王 向 东 钱 跃 良 林 守 勋 周 一 青 刘 航 田 霖 陈 海 华 石 晶 林 64 ZL 一 种 手 机 蠕 虫 检 测 方 法 卢 维 清 崔 翔 翟 立 东 廖 鹏 65 ZL X 66 ZL ZL ZL ZL 面 向 领 域 的 暗 网 资 源 采 集 方 法 和 系 统 CoMP 上 行 链 路 中 时 间 提 前 调 整 参 考 节 点 选 取 的 方 法 及 装 置 一 种 短 文 本 数 据 的 事 件 演 化 分 析 方 法 用 于 搜 索 引 擎 的 色 情 用 户 查 询 识 别 方 法 及 设 备 协 作 式 缓 存 集 群 中 面 向 视 频 点 播 服 务 的 协 作 式 缓 存 方 法 及 系 统 熊 锦 华 林 海 伦 程 学 旗 张 永 超 廖 华 明 周 一 青 陈 海 华 石 晶 林 史 岗 程 学 旗 刘 盛 华 李 福 鑫 王 元 卓 刘 悦 程 学 旗 熊 锦 华 公 帅 张 廖 华 明 王 元 卓 石 刘 张 军 伟 刘 振 军 韩 晓 明 许 鲁 70 ZL 两 阶 段 协 作 多 播 方 法 及 系 统 周 一 青 刘 航 田 霖 陈 海 华 石 晶 林 71 ZL X 一 种 用 于 OFDM 系 统 的 多 普 勒 变 化 率 估 计 方 法 系 统 周 一 青 侯 占 伟 田 霖 王 妮 娜 苏 泳 涛 石 晶 林 知 识 产 权 123

130 知 识 产 权 2015 科 年 报 序 号 授 权 号 专 利 名 称 发 明 / 设 计 人 72 ZL ZL 一 种 块 级 快 照 系 统 及 基 于 该 系 统 的 用 户 读 写 方 法 大 规 模 群 体 表 演 动 画 合 方 法 及 设 备 许 鲁 郭 高 峰 赵 猛 吕 蕾 毛 天 露 王 兆 其 74 ZL 一 种 识 别 动 态 特 征 应 用 流 量 的 方 法 郑 红 霞 张 广 兴 杨 建 华 75 ZL 一 种 服 务 器 风 扇 功 耗 测 量 方 法 76 ZL 一 种 虚 拟 机 功 耗 测 量 方 法 江 志 雄 陆 春 阳 姜 志 颖 侯 锐 江 志 雄 陆 春 阳 马 崇 亚 姜 志 颖 77 ZL ZL X 79 ZL 一 种 基 于 关 键 词 的 文 本 情 感 分 类 器 的 训 练 方 法 和 分 类 方 法 一 种 用 于 宽 带 无 线 通 信 数 字 基 带 处 理 器 的 原 型 验 证 平 台 一 种 块 设 备 异 步 数 据 迁 移 方 法 和 系 统 谭 松 波 程 学 旗 石 晶 林 高 明 晋 韩 娟 史 岗 马 英 矫 李 辉 王 秋 菊 任 为 陈 洋 许 鲁 刘 昌 正 气 大 气 骨 气 124

131 软 件 登 记 列 表 软 件 登 记 列 表 序 号 登 记 号 软 件 名 称 SR Redmine 统 计 报 表 系 统 SR 互 联 网 公 开 数 据 采 集 质 量 巡 查 系 统 SR 融 合 用 户 反 馈 的 交 互 式 语 音 识 别 系 统 SR 天 倪 云 博 士 云 端 学 习 机 软 件 SR 天 倪 云 计 算 平 台 软 件 SR 天 玑 微 博 监 测 演 化 分 析 软 件 SR 天 玑 大 规 模 图 数 据 存 储 查 询 引 擎 系 统 SR 大 规 模 图 像 检 索 软 件 系 统 SR ICTBase 大 规 模 分 布 式 数 据 在 线 分 析 软 件 系 统 SR 微 魔 镜 微 博 预 测 预 警 系 统 SR 颅 面 部 解 剖 形 态 3D 透 视 显 示 系 统 SR 地 市 级 的 突 发 事 件 态 势 推 演 软 件 系 统 SR 城 市 人 口 全 生 命 周 期 数 据 挖 掘 系 统 SR 残 疾 人 远 程 维 权 服 务 平 台 软 件 SR 千 核 万 线 程 模 拟 器 系 统 SR 天 玑 网 络 数 据 引 擎 配 置 管 理 分 系 统 SR 天 玑 网 络 数 据 引 擎 系 统 SR 新 闻 列 表 页 发 现 软 件 SR 基 于 包 装 器 的 通 用 信 息 抽 取 软 件 SR 分 布 式 JavaScript/Ajax 网 页 解 析 软 件 SR 多 记 录 页 面 自 动 信 息 抽 取 软 件 SR 博 客 采 集 软 件 SR 模 版 自 动 生 软 件 SR 单 记 录 页 面 自 动 信 息 抽 取 软 件 SR 新 闻 采 集 软 件 125 知 识 产 权

132 知 识 产 权 2015 科 年 报 序 号 登 记 号 软 件 名 称 SR 基 于 模 板 的 通 用 信 息 抽 取 软 件 SR 天 玑 网 络 数 据 引 擎 多 通 道 采 集 分 系 统 SR 论 坛 采 集 软 件 SR 天 玑 大 规 模 数 据 检 索 系 统 SR ECFS 机 群 文 件 系 统 SR 安 全 车 联 网 V2X 系 统 仿 真 平 台 - 同 步 DSRC 通 信 仿 真 子 系 统 SR 安 全 车 联 网 V2X 系 统 仿 真 平 台 -LTE 通 信 仿 真 子 系 统 SR 安 全 车 联 网 V2X 系 统 仿 真 平 台 - 异 步 DSRC 通 信 仿 真 子 系 统 SR 集 体 人 类 行 为 虚 拟 现 实 仿 真 软 件 系 统 SR 蛋 白 质 质 谱 分 析 的 交 联 鉴 定 软 件 SR 单 粒 子 效 应 防 护 效 分 析 软 件 SR 基 于 电 视 内 容 实 时 监 测 的 节 目 智 能 导 视 SR 基 于 电 视 内 容 实 时 监 测 的 导 视 服 务 平 台 系 统 SR 知 识 产 权 管 理 系 统 SR 专 利 价 值 评 估 系 统 SR 安 卓 移 动 平 台 常 见 功 耗 设 置 系 统 SR 安 卓 移 动 平 台 处 理 器 和 全 球 定 位 系 统 功 耗 测 量 软 件 SR 安 卓 移 动 平 台 功 耗 分 析 软 件 SR 安 卓 移 动 平 台 功 耗 分 析 系 统 环 境 参 数 检 测 系 统 SR 安 卓 移 动 平 台 功 耗 相 关 组 件 测 试 系 统 SR 迁 移 学 习 系 统 SR 天 玑 互 联 网 社 交 网 络 热 词 挖 掘 和 词 义 扩 系 统 SR 基 于 LDA 的 子 话 题 生 及 其 关 键 词 词 组 生 系 统 SR 高 随 机 性 能 R6 虚 拟 化 软 件 126

133 标 准 列 表 标 准 列 表 序 号 标 准 号 中 文 名 称 标 准 范 围 1 YD/T IPv6 路 由 协 议 适 用 于 低 功 耗 有 损 网 络 的 IPv6 多 播 路 由 协 议 行 业 标 准 2 YD/T IPv6 技 术 求 代 理 移 动 IPv6 路 由 优 化 行 业 标 准 T-YD IPv6 技 术 求 基 于 代 理 移 动 IPv6 的 组 播 行 业 标 准 4 GB/T GB/T GB/T GB/T GB/T 信 息 技 术 先 音 视 频 编 码 第 11 部 分 : 同 步 文 本 信 息 技 术 先 音 视 频 编 码 第 12 部 分 : 综 合 场 景 信 息 技 术 实 时 定 位 系 统 第 1 部 分 : 应 用 程 序 接 口 信 息 技 术 自 动 识 别 和 数 据 采 集 技 术 词 汇 第 5 部 分 : 定 位 系 统 信 息 技 术 自 动 识 别 和 数 据 采 集 技 术 词 汇 实 时 定 位 系 统 性 能 测 试 方 法 国 家 标 准 国 家 标 准 国 家 标 准 国 家 标 准 国 家 标 准 127 知 识 产 权

134 知 识 产 权 2015 科 年 报 代 表 性 论 文 列 表 会 议 论 文 : CCF A 类 : 1. Jiuyue Ma, Xiufeng Sui, Ninghui Sun, Yupeng Li, Zhihao Yu, Bowen Huang, TianiXu, Zhicheng Yao, Yun Chen, Haibin Wang, Lixing Zhang, YungangBao, Supporting Differentiated Services in Computers via Programmable Architecture for Resourcing-on-Demand (PARD), ASPLOS, Daofu Liu, Tianshi Chen, Shaoli Liu, Jinhong Zhou, Shengyuan Zhou, Olivier Temam, XiaobingFeng, Xuehai Zhou, and Yunji Chen, PuDianNao: A Polyvalent Machine Learning Accelerator, ASPLOS, Zidong Du, Daniel D Ben-Dayan Rubin, Yunji Chen, Liqiang He, Tianshi Chen, Lei Zhang, Chengyong Wu, and Olivier Temam, Neuromorphic Accelerators: A Comparison Between Neuroscience and Machine-Learning Approaches, MICRO, Jianbo Dong, et al. "Venice: Exploring server architectures for effective resource sharing." IEEE International Symposium on High Performance Computer Architecture Li, Zhenyu, et al. "User Behavior Characterization of a Large-scale Mobile Live Streaming System." Proceedings of the 24th International Conference on World Wide Web Companion. International World Wide Web Conferences Steering Committee, Xiang Yuan, Chenggang Wu*, Zhenjiang Wang, Jianjun Li, Pen-Chung Yew, Jeff Huang, XiaobingFeng, YanyanLan, Yunji Chen and Yong Guan: Reproducing Concurrency Bugs Using Local Clocks. ICSE, Zidong Du, Robert Fasthuber, Tianshi Chen, Paolo Ienne, Ling Li, Tao Luo, XiaobingFeng, Yunji Chen, and Olivier Temam, ShiDianNao: Shifting Vision Processing Closer to the Sensor,ISCA, Shimin Chen, Qin Jin, "Persistent B+ Trees in Non-Volatile Main Memory". VLDB

135 代 表 性 论 文 列 表 9. PengBao, Hua-Wei Shen, Xiaolong Jin, Xue-Qi Cheng. Modeling and predicting popularity dynamics of Microblogs using self-excited Hawkes processes, WWW Zheng Lin, Weiping Wang, Xiaolong Jin, Dan Meng. A Word Vector and Matrix Factorization Based Method for Opinion Lexicon Extraction, WWW Long Xia, Jun Xu, YanyanLan, JiafengGuo and Xueqi Cheng. Learning Maximal Marginal Relevance Model via Directly Optimizing Diversity Evaluation Measures, SIGIR Pengfei Wang, JiafengGuo, YanyanLan, Jun Xu and Xueqi Cheng. Learning Hierarchical Representation Model for Next Basket Recommendation, SIGIR Ji Wan, Pengcheng Wu, Steven C. H. Hoi, Peilin Zhao, Xingyu Gao, Dayong Wang, Yongdong Zhang, Jintao Li, Online Learning to Rank for Content-Based Image Retrieval, IJCAI 2015, Buenos Aires, Argentina, July 25-31, 2015, Pages: Wu Liu, Tao Mei, Yongdong Zhang, Cherry Che, Jiebo Luo, Multi-task deep visualsemantic embedding for video thumbnail selection, CVPR 2015, Boston, Massachusetts, United States, June 8-10, 2015, Pages: Lei Zhang, Yongdong Zhang, Richang Hong, Qi Tian, Full-Space Local Topology Extraction for Cross-Modal Retrieval, IEEE Trans. Image Processing, CCF B 类 : 16. 周 建 二,Demystifying and Mitigating TCP Stalls at the Server Side,CoNEXT 周 安 福,Signpost: Scalable MU-MIMO Signaling with Zero CSI Feedback,Mobihoc The ACM international Symposium on mobile Ad Hoc Networking and Computing. 18. Ying Wang, Yinhe Han, Cheng Wang, Huawei Li, Xiaowei Li, RADAR: A Case forretention- Aware DRAM Assembly and Repair in Future FGR DRAM Memory, Proc. IEEE/ACM Design, Automation Conference (DAC), Ying Wang, Yinhe Han, Lei Zhang, Huawei Li, Xiaowei Li, ProPRAM: Exploiting the Transparent Logic Resources in Non-Volatile Memory for Near Data Processing, Proc. IEEE/ACM Design, Automation Conference (DAC) 知 识 产 权 129

136 知 识 产 权 2015 科 年 报 20. Jiachao Deng, Yuntan Fang, Zidong Du, Ying Wang, Huawei Li, Olivier Temam, Paolo Ienne, David Novo, Xiaowei Li, Yunji Chen, Chengyong Wu, Retraining based Timing Error Mitigation for Hardware Neural Networks, Proc. Design Automation and Test in Europe (DATE) Mengran Fan, HaipengJia, Yunquan Zhang, XiaojingAn, and Ting Cao. Optimizing image sharpening algorithm on gpu. 44th International Conference on Parallel Processing (ICPP) Yongqing Wang, Huawei Shen, Shenghua Liu, Xueqi Cheng. Learning user-specific latent influence and susceptibility from information cascades. Proceedings of the 29th AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2015). 23. Xinke Chen, Guangfei Zhang, Huandong Wang, Ruiyang Wu, Peng Wu, Longbing Zhang, MRP: Mix Real Cores and Pseudo Cores for FPGA based Chip-multiprocessor Simulation, Proc. Of Design, Automation & Test in Europe Conference& Exhibition (DATE), 姚 二 林, 谭 光 明,Bit Flipping Errors in High Performance Linpack at Exascale and Beyond, International Conference on Parallel Processing, 闫 洁, 谭 光 明, 孙 凝 晖,Study on Partitioning Real-world Directed Graphs of Skewed Degree Distribution,International Conference on Parallel Processing, 谭 光 明, 张 春 明, 王 文 迪, 张 佩 珩,SuperDragon: A Heterogeneous Parallel System for Accelerating 3D Reconstruction of Cryo-Electron Microscopy Images,ACM Transactions on Reconfigurable Technology and Systems, Zhiguo Liu; Ziyuan Zhu; Jinglin Shi; Jinbao Liu; Shiqiang Li, "A low power buffer-aided vector register file for LTE baseband signal processing," in Computer Design (ICCD) Tong Man, Huawei Shen, Junming Huang, Xueqi Cheng. Context-adaptive matrix factorization for multi-context recommendation. Proceedings of the 24th ACM International Conference on Information and Knowledge Management (CIKM 2015), October 2015, Melbourne, Australia. 29. Xiaochun Zhang, Qi Guo, Yunji Chen, Weiwu Hu, HERMES: A Fast Cross-ISA Binary Translator with Post-Optimization, Proc. Of 13th IEEE/ACM International Symposium on Code Generation and Optimization(GGO), 2015, San Francisco, USA, February 07-11, 2015, pp:

137 代 表 性 论 文 列 表 CCF C 类 : 30. 侯 陈 达,EasiPCC: Popularity-aware Collaborative Caching for Web Requests in Low- Duty-Cycle Sensor Networks,ACM International Conference on Modeling, Analysis and Simulation of Wireless and Mobile Systems, 谢 开 斌,Low Cost IoT Software Development---Ingredient Transformation and Interconnection,IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, 李 勐,EasiCrawl: A Sleep-aware Schedule Method for Crawling IoT Sensors,IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, 骆 裕 龙, 谭 光 明, 莫 则 尧, 孙 凝 晖,FAST: A Fast Stencil Auto tuning Framework Based On An Optimal-solution Space Model,International Conference on Supercomputing, 赵 喜 全,Implementation of short read mapping algorithm in OpenCL on the Xeon Phi coprocessor,high Performance Computing and Communications, 王 元 戎, 李 强 强, 谭 光 明,Application Taxonomy via Algorithmic Commonality for Domainspecific Architecture Desgin,IEEE International Conference on High Performance Computing, Hongwei Wang; Ziyuan Zhu; Jinglin Shi; Yongtao Su, "An accurate ACOSSO metamodeling technique for processor architecture design space exploration," in Design Automation Conference (ASP-DAC), Jiangnan Lin; Kai Xie; Yongtao Su; Yiqing Zhou; Yanbin Yao; Jinglin Shi, "Parallelized generation of ZC/ZC-DFT sequences in vector DSP," in Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), Ling Liu; Garcia, V.; Lin Tian; Zhengang Pan; Jinglin Shi, "Joint clustering and inter-cell resource allocation for CoMP in ultra dense cellular networks," in Communications (ICC), GuoweiZhai; Lin Tian; Yiqing Zhou; Xiaodong Wang; Jinglin Shi, "Real-time guaranteed TDD protocol processing for centralized super base station architecture," in Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 知 识 产 权

138 知 识 产 权 2015 科 年 报 40. Hang Liu; YiqingZhou;LinTian; Jinglin Shi, " How can vehicular communication reduce the rear-end collision probability on highway," in Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 2015). 41. Chang Liu; Yi Wan; Lin Tian; Yiqing Zhou; Jinglin Shi, " Base station sleeping control with energy-stability tradeoff in centralized radio access networks," in Global Telecommunications Conference (GLOBECOM 2015). 42. 韩 锐, "SARP: Producing Approximate Results with Small Correctness Losses for Cloud Interactive Services," ACM International Conference on Computing Frontiers 2015 (CF 2015). 其 它 : 43. 刘 小 丽, 曹 政, 臧 大 伟, 安 仲 奇, 吴 冬 冬, 李 强, 王, 安 学 军, 孙 凝 晖, 面 向 移 动 化 部 署 的 高 性 能 计 算 机 设 计, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会,2015 年 44. 邵 恩, 元 国 军, 郇 志 轩, 曹 政, 面 向 大 规 模 计 算 集 群 的 多 轨 分 割 网 络, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会, 2015 年 45. 臧 大 伟, 曹 政, 刘 小 丽, 孙 凝 晖, 层 次 化 能 耗 优 化 的 数 据 中 心 光 电 混 合 网 络 架 构, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会,2015 年 46. 肖 俊 敏, 代 俊 凯, 刘 欢, 尤 海 航, 一 种 求 解 对 称 正 定 方 程 的 混 沌 异 步 并 行 迭 代 算 法, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会,2015 年 47. 郑 华 杰, 魏 征, 邢 晶, 霍 志 刚, 张 佩 珩, 面 向 DNA 序 列 数 据 的 压 缩 技 术 究, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会, 2015 年 48. 王 迎 瑞, 任 江 勇, 田 荣, 异 构 系 统 的 高 效 协 同 : 基 于 SPH 方 法 的 一 般 性 讨 论, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会, 2015 年 49. 李 文 明, 面 向 高 通 量 应 用 的 高 密 度 片 上 网 络 实 现 机 制, 全 国 高 性 能 计 算 学 术 年 会,2015 年 50. Yanbin Yao; Yongtao Su; Jinglin Shi; Jiangnan Lin, "A low-complexity soft QAM demapper based on first-order linear approximation," in Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2015 IEEE 26th Annual International Symposium on, pp , Aug Sept

139 代 表 性 论 文 列 表 期 刊 论 文 : CCF A 类 : 1. Tianshi Chen, Shijin Zhang, Shaoli Liu, Zidong Du, Tao Luo, Yuan Gao, Junjie Liu, Dongsheng Wang, Chengyong Wu, Ninghui Sun, Yunji Chen, Olivier Temam: A Small-Footprint Accelerator for Large-Scale Neural Networks. TOCS. 33(2): 6 (2015) ( 大 陆 首 篇 ). 2. Robin WentaoOuyang, Lance Kaplan, Alice Toniolo, Mani Srivastava, and Timothy J. Norman Parallel and streaming truth discovery in large-scale quantitative crowdsourcing, IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems (TPDS). 3. 谭 光 明, 张 春 明, 汤 文, 孙 凝 晖, Accelerating Irregular Computation in Massive Short Reads Mapping on FPGA Co-processor,IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 谭 光 明, 闫 洁,Graphine: Programming Graph-Parallel Computation of Large Natural Graphs on Multicore Cluster,IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, Guihai Yan, Faqiang Sun, Huawei Li, Xiaowei Li, CoreRank: Redeeming Imperfect Silicon by Dynamically Quantifying Core-level Healthy Condition of Manycore Processors, TC, Jun Ma, Guihai Yan, Yinhe Han, Xiaowei Li, An Analytical Framework for Estimating Scaleout and Scale-up Power Efficiency of Heterogeneous Manycores, TC, 03 April Tianshi Chen, Qi Guo, Olivier Temam, Yue Wu, Yungang Bao, Zhiwei Xu, Yunji Chen: Statistical Performance Comparisons of Computers. TC, 64(5): (2015). 8. Lei Liu, Yong Li (VMware, US), Chen Ding (Rochester, US), Hao Yang, Chengyong Wu, Rethinking Memory Management in Modern Operating System: Horizontal, Vertical or Random?, TC, Chao Wang, Xi Li, Junneng Zhang, Peng Chen, Yunji Chen, Xuehai Zhou, Ray C. C. Cheung: Architecture Support for Task Out-of-Order Execution in MPSoCs. TC, 64(5): (2015). 133 知 识 产 权

140 知 识 产 权 2015 科 年 报 10. Jiacheng Zhao, Huimin Cui, Jingling Xue, XiaobingFeng, Predicting Cross-Core Performance Interference on Multicore Processors with Regression Analysis, TPDS, no.99, pp (1). 11. Jun Ma, Guihai Yan, Yinhe Han, Xiaowei Li, EcoUp: Towards Economical Datacenter Upgrading, TPDS, Shaoli Liu, Tianshi Chen, Ling Li, Xi Li, Mingzhe Zhang, Chao Wang, Haibo Meng, Xuehai Zhou, Yunji Chen: FreeRider: Non-Local Adaptive Network-on-Chip Routing with Packet- Carried Propagation of Congestion Information. TPDS, 26(8): (2015). 13. Yanfeng Zhang, Shimin Chen, Qiang Wang, Ge Yu, i2mapreduce: Incremental MapReduce for Mining Evolving Big Data. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering(TKDE),Volume 27, Number 7, pp , Manos Athanassoulis, Shimin Chen, Anastasia Ailamaki, Phillip B. Gibbons, RaduStoica, Online Updates on Data Warehouses via Judicious Use of Solid-State Storage. ACM Transaction on Database Systems (TODS), Volume 40, Number 1, March Jian Wang, Huawei Li, Tao Lv, Tiancheng Wang, Xiaowei Li, and SandipKundu, Abstraction- Guided Simulation Using Markov Analysis for Functional Verification, TCAD, Yanhong Zhou, Tiancheng Wang, Huawei Li, Tao Lv, Xiaowei Li,, Functional Test Generation for Hard-to-reach States Using Path Constraint Solving, TCAD, Ying Wang, Lei Zhang, Yinhe Han, Huawei Li, Xiaowei Li, Economizing TSV resources in3d Network-on-Chip design, IEEE Transactions on Very Large Scaled Integration Systems (TVLSI), Vol. 23, No.3, 2015, pp Ying Wang, Lei Zhang, Yinhe Han, Huawei Li, Xiaowei Li, Data Remapping for Static NUCA in Degradable Chip Multiprocessors, IEEE Transactions on Very Large Scaled IntegrationSystems (TVLSI), Vol. 23, No.5, 2015, pp Hang Lu, Binzhang Fu, Ying Wang, Yinhe Han, Guihai Yan, Xiaowei Li, RISO: Enforce Noninterfered Performance With Relaxed Network-on-Chip Isolation in Many-Core Cloud Processors, IEEE Transactions on Very Large Scaled IntegrationSystems (TVLSI), Vol. 23, No.12, pp

141 代 表 性 论 文 列 表 20. Ying Wang, Yinhe Han, Huawei Li, Xiaowei Li, VANUCA: Enabling Near-Threshold Voltage Operation in Large-Capacity Cache, TVLSI, Ying Wang, Yinhe Han, Huawei Li, Xiaowei Li, PSI Conscious Write Scheduling: Architectural Support for Reliable Power Delivery in 3D Die-Stacked PCM, TVLSI, ShiGang Li, ChangJun Hu, JunChao Zhang, and YunQuan Zhang. Auto- matic tuning of sparse matrix-vector multiplication on multicore clusters. Science China Information Sciences, 58(9):1 14, Shenghua Liu, Xueqi Cheng, Fuxin Li, Fangtao Li. TASC: Topic-Adaptive Sentiment Classification on Dynamic Tweets. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, 27(6): , Zheng Lin, Xiaolong Jin, XuekeXu, Yuanzhuo Wang, Xueqi Cheng, Weiping Wang, Dan Meng. An Unsupervised Cross-Lingual Topic Model Framework for Sentiment Analysis. IEEE/ ACM Transactions on Audio, Speech, and Language Processing, Robin Wentao Ouyang, Lance Kaplan, Alice Toniolo, Mani Srivastava, and Timothy J. Norman. Truth, ability, and perception: aggregating crowd sourced quantitative claims. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE) 26. Shihong Xia, Congyi Wang, Jinxiang Chai, Jessica Hodgins. Real-time Style Transfer for Unlabeled Heterogeneous Human Motion. ACM SIGGRAPH 2015/ACM Transactions on Graphics Volume 34, Issue 4,Pages, 119:1-119:10 CCF B 类 : 27. 李 振 宇,Video Delivery Performance of a Large-Scale VoD System and the Implications on Content Delivery,IEEE Transactions on Multimedia,17,6,2015, Kun Zhang, Yan Fu, Wen-FengZeng, Kun He, Hao Chi, Chao Liu, Yan-Chang Li, Yuan Gao, Ping Xu, Si-Min He, A Note on the False Discovery Rate of Novel Peptides in Proteogenomics, Bioinformatics, 31(20), 2015, 知 识 产 权

142 知 识 产 权 2015 科 年 报 29. Jianhui Huang, Shengling Wang, Xiuzhen Cheng, Jingping Bi. Big-Data Routing in D2D Communications with Cognitive Radio Capability, IEEE Wireless communications. ( 国 际 顶 级 杂 志 ) (SCI 一 区 ) (IF: 5.381) (SCI/EI index). CCF C 类 30. [1] 周 安 福,Cross-layer design with optimal dynamic gateway selection for wireless mesh networks,computer Comunications,2015, 其 它 : 31. 王 子 健,Monitoring Algal Blooms using Active Learning Camera Sensor Networks, International Journal of Sensor Networks,19,2,2015,91-103, 非 ccf 认 定 类 型 32. 王 子 健,Data-Driven Soft Sensor Modeling for Algal Blooms Monitoring,IEEE SENSORS JOURNAL,15,1,2015, , 非 ccf 认 定 类 型 33. 陈 浩,EasiDSlT: A Two-layer Data Association Method for Multitarget Tracking in Wireless Sensor Networks,IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,62,1,2015, , 非 ccf 认 定 类 型 34. 胡 伟 武, 靳 国 杰, 汪 文 祥, 张 晓 春, 王 焕 东, 龙 芯 指 令 系 统 融 合 技 术,2015, 45(4), 吴 瑞 阳, 汪 文 祥, 王 焕 东, 胡 伟 武, 龙 芯 GS464E 处 理 器 核 架 构 设 计, 中 国 科 学 : 信 息 科 学,2015,45(4): Jianhuihuang, Xiuzhen Cheng, Jingping Bi, Biao Chen. Wireless Relay Selection in Pocket Switched Networks Based on Spatial Regularity of Human Mobility, Sensors, 2016, 16(1), 94. (IF:2.245) (SCI/EI index) 37. Fei Wang, YongjunXu, Hanwen Zhang, Yujun Zhang and Liehuang Zhu, 2FLIP: A Two-Factor Lightweight Privacy Preserving Authentication Scheme for VANET, IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol.99, pp.1-18, (SCI,IF:1.978) 136

143 代 表 性 论 文 列 表 38. Chao Li, YongJunXu, ChaoNongXu, ZhuLin An, BoYuDiao, XiaoWeiLi, DTMAC: A Delay Tolerant MAC Protocol for Underwater Wireless Sensor Networks. IEEE sensors journal, vol.99, pp.1-11, (SCI,IF:1. 768) 39. BoYuDiao,, YongjunXu, ZhuLin An, Fei Wang, Chao Li, Improving Both Energy and Time Efficiency of DepthBased Routing for Underwater, INTERNATIONAL JOURNAL OF DISTRIBUTE Sensor Networks 40. 张 秀 霞, 刘 闯, 谭 光 明,A Reliable Distributed Convolutional Neural Network for Biology Image Segmentation,Cluster, Cloud and Grid Computing, 印 度,15 届,2015 年, 谭 光 明, 姚 二 林,Detection of soft errors in LU decomposition with partialpivotingusing algorithm-based fault tolerance,international Journal of High Performance Computing Applications,2015 年, 苏 勇, 王, 樊 志 国, 曹 政,HyperFatTree: A Large-scale Tree-based Network with Low-radix Switches,International Journal of Parallel Programming,30 期,2015 年, 臧 大 伟, 曹 政, 王, 刘 小 丽, 孙 凝 晖, 基 于 AWGR 的 OCS / EPS 数 据 中 心 光 电 混 合 网 络, 计 算 机 学 报, 30 期,1-13,2015 年 44. 王, 曹 政, 刘 小 丽, 苏 勇, 李 强, 孙 凝 晖, 基 于 单 根 I/O 虚 拟 化 的 多 根 I/O 资 源 池 化 方 法, 计 算 机 究 发,1 期,52 卷,2015 年, 臧 大 伟, 曹 政, 刘 小 丽,PROP: Using PCIe-based RDMA to Accelerate Rack-Scale Communications in Data Centers,IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems,2015 年 46. Roberto Proietti, 曹 政,A Scalable, Low-latency, High-throughput, Flat Optical Interconnect Architecture based on Arrayed Waveguide Grating Routers,IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology (JLT),4 期,33 卷,2015 年 47. 刘 炳 涛, 王 达, 一 种 缓 存 数 据 流 信 息 的 处 理 器 前 端 设 计, 计 算 机 究 发,56 卷,1 期, 朱 亚 涛, 王 达,EOFDM: 一 种 面 向 众 核 架 构 的 最 低 能 耗 搜 索 方 法, 计 算 机 究 发,56 卷,1 期, 知 识 产 权

144 知 识 产 权 2015 科 年 报 49. 张 洋, 王 达, 众 核 片 上 网 络 的 层 次 化 全 局 自 适 应 路 由 机 制, 计 算 机 究 发,51 卷,1 卷, Shan Lu Sheng-Bo Fan Bing Yang, Yu-Xin Li, Jia-Ming Meng, Long Wu, Pin Li, Kun Zhang, Mei- Jun Zhang, Yan Fu, JincaiLuo, Rui-Xiang Sun, Si-Min He &Meng-Qiu Dong, Mapping native disulfide bonds at a proteome scale, Nature Methods,12(4), 2015, Hao Chi, Kun He, Bing Yang, Zhen Chen, Rui-Xiang Sun, Sheng-Bo Fan, Kun Zhang, Chao Liu, Zuo-Fei Yuan, Quan-Hui Wang, Si-Qi Liu, Meng-Qiu Dong, Si-Min He, pfind Alioth: A novel unrestricted database search algorithm to improve the interpretation of high-resolution MS/ MS data, Journal of Proteomics, 125, 2015, Renmin Han, LiansanWang, Zhiyong Liu, Fei Sun, Fa Zhang. A novel fully automatic scheme for fiducial marker-based alignment in electron tomography. Journal of Structural Biology, 2015, 192(3): Ziying Zhou, Yugang Li, Fa Zhang, Xiaohua Wan. FASART: An iterative reconstruction algorithm with inter-iteration adaptive NAD filter.bio-medical Materials and Engineering. 26(s1), S1409-S1415, Fa Zhang, Jingrong Zhang, Albert Lawrence, FeiRen, Xuan Wang, Zhiyong Liu, Xiaohua Wan. BSIRT: A Block-Iterative SIRT Parallel Algorithm Using Curvilinear Projection Model. IEEE Transactions on Nanobioscience.IEEE Transactions on Nanobioscience. 4(2), , Fa Zhang, Yu Chen, FeiRen, Xuan Wang, Zhiyong Liu and Xiaohua Wan. A Two-phase Improved Correlation Method for Automatic Particle Selection in Cryo-EM. IEEE-ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics Hongwei Wang; Ziyuan Zhu; Jinglin Shi; Yongtao Su, "Sensitivity Analysis Based Predictive Modeling for MPSoC Performance and Energy Estimation," in VLSI Design (VLSID), th International Conference on, pp , 3-7 Jan Qian Sun; Lin Tian; Yiqing Zhou; Jinglin Shi; Xiaodong Wang, "Energy efficient incentive resource allocation in D2D cooperative communications," in Communications (ICC), 2015 IEEE International Conference on, pp , 8-12 June Ling Liu; Yiqing Zhou; Lin Tian; Jinglin Shi, "CPC-based backward-compatible network access for LTE cognitive radio cellular networks," in Communications Magazine, IEEE, vol.53, no.7, pp.93-99, July

145 代 表 性 论 文 列 表 59. ManliQian; Hardjawana, W.; Jinglin Shi; Vucetic, B., "Baseband Processing Units Virtualization for Cloud Radio Access Networks," in Wireless Communications Letters, IEEE, vol.4, no.2, pp , April ManliQian; Yuanyuan Wang; Yiqing Zhou; Lin Tian; Jinglin Shi, " A Super Base Station based Centralized Network Architecture for 5G Mobile Communication Systems," in Digital Communications and Networks, MingjinGao.; He (Henry) Chen.; Yonghui Li.; zhouyiqing.; Jinglin Shi, " Switch-Delay Aware Computing Resource Allocation in Virtualized Base," in China Communication, Yao Yuao; Dalin Zhang; Qing Wang; Jinglin Shi, " Research on the extension of SCTP protocol on the heterogeneous wireless network," in Journal of Communication, Yao Yuao; Dalin Zhang; Qing Wang; JinglinShi,"A Multi-flow Network Fairness Selection Scheme Based on Weighted Bigraph Model," in Telecommunications and Networking, 杜 红 艳, 周 一 青, 田 霖, 一 种 基 于 模 糊 控 制 的 负 载 均 衡 决 策 机 制, 高 技 术 通 讯, 已 录 用, 孙 茜, 田 霖, 周 一 青, 石 晶 林, 基 于 NFV SDN 的 未 来 接 入 网 虚 拟 化 关 键 技 术, 电 信 通 信 技, 邀 稿, 2015 科 为 国 分 忧 创 新 民 造 福 139 知 识 产 权

146 学 位 论 文 2015 科 年 报 学 位 论 文 2015 年 计 算 所 有 177 人 取 得 硕 士 学 位 81 人 取 得 博 士 学 位 2009 级 博 士 生 崔 振 完 的 题 为 稀 疏 流 形 表 示 及 其 在 人 脸 识 别 中 的 应 用 究 博 士 学 位 论 文 荣 获 2015 年 中 科 院 优 秀 博 士 学 位 论 文 奖 2015 年 计 算 所 博 士 毕 业 生 53% 入 学 术 界, 其 中 33% 毕 业 生 入 科 单 位 工 作 硕 士 毕 业 生 入 企 业 工 作 的 比 例 为 78%, 其 中 去 国 内 企 业 和 外 资 企 业 工 作 的 比 例 为 2.9:1 优 博 论 文 摘 作 者 姓 名 : 崔 振 论 文 题 目 : 稀 疏 流 形 表 示 及 其 在 人 脸 识 别 中 的 应 用 究 作 者 简 介 : 崔 振, 男,1981 年 4 月 出 生,2009 年 9 月 师 从 中 国 科 学 院 计 算 技 术 究 所 陈 熙 霖 究 员, 于 2014 年 7 月 获 博 士 学 位 中 文 摘 随 着 信 息 电 子 技 术 的 快 速 发, 人 们 需 处 理 日 益 增 长 的 多 媒 体 资 源 数 据, 例 如 海 量 的 图 片 视 频 文 本 以 及 声 音 数 据 等 如 何 对 这 些 数 据 行 分 析 和 处 理, 以 便 从 中 提 取 用 户 所 需 的 有 价 值 的 信 息, 逐 渐 为 模 式 识 别 机 器 学 习 以 及 计 算 机 视 觉 等 领 域 的 究 者 们 所 共 同 关 注 的 问 题 不 同 于 传 统 的 少 量 样 本 的 处 理 任 务, 目 前 的 数 据 处 理 更 多 的 涉 及 到 同 一 题 含 义 下 大 量 样 本 的 学 140

147 优 博 论 文 摘 习, 即 从 孤 立 的 单 张 / 少 量 样 本 到 数 据 集 合 作 为 整 体 的 处 理, 例 如 对 监 控 摄 像 机 下 所 拍 摄 的 图 像 集 ( 视 频 片 段 可 以 看 作 它 的 特 例 ) 行 身 份 鉴 别 场 景 分 析 或 行 为 识 别 等 任 务 而 对 图 像 集 数 据 的 信 息 挖 掘 和 利 用 涉 及 到 两 个 基 本 问 题 :1) 如 何 建 模 图 像 集, 以 便 从 图 像 集 中 提 取 有 效 的 特 征 表 示 ;2) 如 何 建 模 图 像 集 之 间 的 关 系, 并 设 计 合 理 有 效 的 距 离 度 量 方 法 本 文 正 是 围 绕 上 述 这 两 个 基 本 问 题, 从 视 频 人 脸 识 别 这 一 特 定 任 务 出 发, 一 方 面 利 用 图 像 集 自 身 的 冗 余 性 相 关 性 以 及 自 相 似 性 等 特 点, 究 利 用 稀 疏 表 示 来 建 模 图 像 集 的 方 法 ; 另 一 方 面, 利 用 图 像 集 数 据 的 稠 密 性 和 非 线 性 等 特 点, 从 流 形 的 角 度 探 讨 和 究 图 像 集 之 间 的 关 系, 以 设 计 图 像 集 之 间 的 鲁 棒 距 离 度 量 方 法 本 文 的 究 工 作 具 体 包 括 : (1) 提 出 了 一 个 统 一 描 述 静 态 图 像 和 视 频 序 列 的 稀 疏 编 码 局 部 描 述 子 框 架, 并 一 步 提 出 了 监 督 情 况 下 的 多 尺 度 度 量 学 习 方 法 该 局 部 描 述 子 通 过 统 计 建 模 人 脸 图 像 / 视 频 序 列 在 空 间 / 时 空 体 区 域 上 的 特 征 表 示, 大 幅 度 缓 解 了 由 于 人 脸 图 像 欠 配 准 问 题 所 引 起 的 识 别 性 能 衰 退 现 象 同 时 通 过 对 原 始 特 征 的 过 完 备 稀 疏 表 示 增 强 了 其 相 应 特 征 的 描 述 能 力 在 该 框 架 下, 针 对 人 脸 图 像 包 含 多 个 区 域 描 述 子 的 问 题, 提 出 了 联 合 学 习 多 个 描 述 子 的 马 氏 距 离 方 法, 该 方 法 整 合 了 人 脸 图 像 的 全 局 性 信 息 在 真 实 环 境 下 的 人 脸 图 像 数 据 库 LFW 和 人 脸 视 频 数 据 库 YTF 上 的 实 验 表 明 了 它 们 的 有 效 性 (2) 提 出 了 一 种 基 于 稀 疏 自 编 码 机 的 局 部 描 述 子, 并 一 步 提 出 了 针 对 人 脸 确 认 任 务 的 自 编 码 预 测 机 方 法 基 于 上 述 (1) 中 的 局 部 描 述 子 框 架, 该 方 法 利 用 自 编 码 机 来 前 向 推 理 稀 疏 表 示 的 近 似 解, 以 加 快 特 征 提 取 的 速 度 在 逐 对 样 本 分 类 的 任 务 中, 自 编 码 预 测 机 尝 试 学 习 训 练 集 中 对 样 本 之 间 的 非 线 性 关 系 对 于 任 意 给 定 的 两 个 测 试 样 本, 利 用 该 预 测 机 对 每 个 样 本 的 预 测 值 来 决 定 这 对 样 本 之 间 的 距 离 该 方 法 在 LFW 和 YTF 数 据 库 上 严 格 协 议 下 分 别 达 到 了 90.17% 和 80.10% 的 识 别 率 (3) 提 出 了 一 种 图 像 集 联 合 稀 疏 表 示 的 模 型, 将 稀 疏 表 示 和 结 构 化 稀 疏 表 示 纳 入 到 一 个 框 架 下 该 模 型 从 两 个 层 次 上 建 模 图 像 集 的 稀 疏 表 示 : 第 一 个 是 采 用 L2,1 混 合 范 数 的 组 层 次 稀 疏 性, 它 假 设 每 一 个 图 像 集 能 用 少 量 若 干 个 注 册 图 像 集 重 构 ; 第 二 个 是 采 用 L1 范 数 的 原 子 层 次 稀 疏 性, 其 目 标 是 对 每 一 张 图 像 选 取 表 观 相 关 的 原 子 行 重 构 该 方 法 不 仅 利 用 了 测 试 图 像 集 的 整 体 性 还 有 效 地 利 用 了 注 册 图 像 集 ( 或 训 练 图 像 集 ) 的 分 组 结 构 特 性 在 三 个 公 开 的 视 频 人 脸 数 据 库 上 的 实 验 验 证 了 该 方 法 超 过 了 当 前 已 有 的 视 频 人 脸 识 别 方 法 (4) 提 出 了 一 种 建 模 数 据 集 之 间 关 系 的 无 监 督 流 形 对 齐 学 习 模 型 该 模 型 形 式 化 流 形 对 齐 为 包 含 流 形 表 观 特 征 匹 配 几 何 结 构 一 致 性 匹 配 以 及 结 构 保 持 三 个 特 性 的 混 合 整 数 规 划 模 型 这 个 模 型 具 有 三 个 特 点 :i) 完 全 无 监 督 的 流 形 匹 配, 不 需 预 先 指 定 任 何 对 应 性 ;ii) 同 时 处 理 流 形 结 构 的 发 现 和 对 齐 ;iii) 能 使 用 一 个 迭 代 投 影 算 法 来 发 现 两 流 形 间 的 对 应 点, 且 不 需 考 虑 所 有 的 置 换 情 况 本 文 所 提 出 的 迭 代 投 影 算 法 通 过 沿 着 增 广 的 凸 目 标 函 数 的 解 的 路 径 来 发 现 原 目 标 函 数 的 近 似 解, 并 且 在 理 论 上 证 明 了 该 算 法 是 收 敛 的 在 数 据 集 匹 配 人 脸 识 别 和 域 迁 移 学 习 等 不 同 任 务 中 的 实 验 表 明 了 该 方 法 的 有 效 性 以 及 应 用 于 实 际 问 题 的 可 行 性 141 学 位 论 文

148 学 位 论 文 2015 科 年 报 (5) 提 出 了 一 种 局 部 仿 射 凸 壳 约 束 的 自 适 应 流 形 距 离 计 算 方 法 该 方 法 借 助 于 构 建 非 邻 接 关 系 的 权 重 矩 阵 作 为 正 则 项 约 束, 而 转 化 流 形 距 离 为 流 形 上 局 部 仿 射 凸 壳 之 间 的 距 离 问 题, 避 免 了 先 前 方 法 在 计 算 流 形 距 离 时 需 预 先 划 分 流 形 为 若 干 个 线 性 子 模 型 的 问 题 以 及 由 此 引 起 的 流 形 距 离 计 算 偏 差 问 题 从 建 模 子 空 间 距 离 到 仿 射 凸 壳 最 近 点 的 距 离 的 角 度, 该 模 型 将 点 子 空 间 流 形 纳 入 到 一 个 统 一 的 流 形 距 离 框 架 下 在 两 个 挑 战 性 的 视 频 人 脸 数 据 库 YTF 和 YTC 上 的 实 验 验 证 了 该 方 法 相 比 于 已 有 的 图 像 集 距 离 计 算 方 法 是 更 具 有 竞 争 力 的 综 上 所 述, 本 文 针 对 稀 疏 表 示 和 流 形 学 习 理 论 及 其 应 用 开 了 广 泛 而 深 入 的 究 针 对 同 一 题 含 义 下 的 大 量 多 帧 图 像 这 一 问 题, 本 文 发 和 完 善 了 稀 疏 和 流 形 对 图 像 集 表 示 和 建 模 的 理 论, 提 出 了 一 系 列 基 于 图 像 集 的 建 模 和 分 类 方 法, 并 将 其 应 用 于 非 可 控 条 件 下 的 人 脸 识 别 任 务 本 文 所 提 出 的 图 像 集 建 模 方 法 不 仅 适 用 于 人 脸 识 别 问 题, 还 可 以 推 广 应 用 于 普 遍 的 模 式 分 类 问 题 一 流 人 才 一 流 管 理 一 流 一 流 效 益 142

149 143

150 科 年 报