中国计算机科学技术发展报告2007
2008-11
中国计算机学会 清华大学出版社 (2008-11出版)
中国计算机学会 编
490
无
近年来，信息技术发展速度惊人，已成为改造传统产业、振兴国民经济的重要支柱。在我国，信息产业正以高于全国GDP三倍的速度快速增长，已成为经济发展中增长最快、最具活力的产业之一。然而，我国信息技术的科技自主创新能力薄弱、核心技术缺乏，导致我国信息高科技产品整体上仍以仿制为主，缺乏自己的创新特色。为了根本改变这一现状，必须大力加强基础研究，全面提高我国信息领域的创新能力。“十一五”期间，信息领域基础研究的发展目标是借鉴国际信息技术的发展趋势，结合我国的国情和发展状况，着重从信息获取、处理、传输、存储、再现、安全、利用等方面开展系统深入的研究，为我国信息产业的跨越式发展奠定坚实的理论技术基础。本报告汇总了2003年以来、关于可信网络与普适服务、可视媒体、大型应用软件、微处理芯片、新一代互联网、无线传感网络、网络存储、虚拟计算环境、计算系统虚拟化、语义网格等主题的11个“973”项目，分别由活跃在各个方向上的科研人员撰写项目进展报告，详细介绍了对应项目在理论研究和技术实现等方面取得的进展。这一报告是我国计算机科学技术发展历程的一个记录，从一定角度反映了我国计算机科学和技术工作者当前的研究进展，对学术研究有重要参考价值。它对进一步推动我国计算机科学技术的振兴和发展，推动我国信息化进程将起到重要作用。同时，也可以作为广大计算机科学技术人员了解当前计算机科学技术发展动态的一个渠道，适合本领域决策人员和科研人员参考。值此报告行将付梓之际，谨向为本报告贡献稿件的所有专家学者表示感谢。报告中的观点虽仅代表撰稿人的个人意见，但仍具有非常重要的参考价值。在内容安排上，各个项目进展报告以立项时间为序。由于策划组稿时间仓促，本报告在主题选择、形式和内容安排上一定存在可以进一步改进的地方，期望得到广大专家和读者的批评指正。
《中国计算机科学技术发展报告2007》是由中国计算机学会学术工作委员会组织编写的、权威性的计算机科学技术年度发展报告。本报告汇总了2003年以来，关于可信网络与普适服务、可视媒体、大型应用软件、微处理芯片、新一代互联网、无线传感网络、网络存储、虚拟计算环境、计算系统虚拟化、语义网格等主题的11个“973”项目，分别由活跃在各个方向上的科研人员撰写项目进展报告，详细介绍了对应项目在理论研究和技术实现等方面取得的进展。从一定角度反映了我国计算机科学和技术工作者当前的研究进展，对学术研究有重要参考价值。 《中国计算机科学技术发展报告2007》可作为广大计算机科学技术人员了解当前计算机科学技术发展动态的一个渠道，适合本领域决策人员和科研人员来参考，并可作为高等院校硕士生、博士生的参考书。
语义网格的基础理论、模型与方法研究诸葛海等1 语义网格 2 核心科学问题 3 课题研究进展 3.1 语义资源空间模型的理论、模型与方法研究 3.2 语义网格的过程语义及其验证理论与服务集成技术 3.3 基于语义网格的语义关联存储模型及管理和通信平台 3.4 语义网格资源描述模型、形式化理论和支撑技术 3.5 语义网格环境下支持产品创新设计的知识供应理论与技术 3.6 语义网格在中医药知识共享与服务中的应用研究 3.7 基于语义的网络信息检索、集成与应用 3.8 基于语义的资源服务协同和管理研究 4 总结代表论著新一代互联网体系结构理论研究吴建平等1 新一代互联网发展面临的主要矛盾和基本科学问题 1.1 下一代互联网及其基本特征 1.2 新一代互联网络发展面临的主要矛盾 1.3 四个基本的科学问题 参考文献 2 新一代互联网体系结构基础理论 2.1 互联网和下一代互联网的基础理论研究逐步受到人们的重视 2.2 新一代互联网体系结构的基本科学问题及内在联系 2.3 多维可扩展的新一代互联网体系结构 2.4 多维可扩展的新一代互联网体系结构中的五个基本要素 2.5 基于IPv6真实地址的可信任新一代互联网 参考文献 3 新一代互联网路由交换理论 3.1 引言 3.2 主要研究成果3.3 代表性成果1——基于ForCES的开放路由器体系结构 3.4 代表性成果2——可扩展的交换设备模型 3.5 代表性成果3——域间路由优化理论与技术 3.6 结论和下一步的工作 参考文献 4 网络动态行为和传输控制理论 4.1 引言4.2 主要研究成果 4.3 代表性成果1——高性能传输系统的性能分析与优化设计 4.4 代表性成果2——超点检测研究 4.5 结论和下一步的工作 参考文献 5 可信任的互联网安全体系结构和安全监控理论 5.1 引言 5.2 主要研究成果5.3 代表性成果1——真实IPv6源地址寻址体系结构及验证方法 5.4 代表性成果2——基于源地址认证的组播安全认证 5.5 结论和下一步的工作 参考文献 6 新一代互联网服务模型和服务管理理论 6.1 引言 6.2 主要研究成果 6.3 代表性成果——分布式环境中服务组合的迭代选择算法 6.4 结论和下一步的工作 参考文献 7 新一代网络远程实验室DRAGONLab 7.1 引言 7.2 主要研究成果 7.3 代表性成果1——DRAGONLab网络数据共享平台的设计与实现 7.4 代表性成果2——地址随机化算法研究 7.5 结论和下一步的工作 参考文献 8 总结与展望 现代设计大型应用软件的共性基础孙家广1 概述 2 研究工作主要进展 2.1 智能设计理论与方法研究 2.2 产品定制设计与优化设计研究 2.3 产品设计中的几何计算理论与方法 2.4 从二维信息重构相应三维形体理论与方法研究 2.5 产品协同设计理论与方法研究 2.6 协同设计大型应用软件体系结构及形式化机理研究 3今后的研究工作 参考文献 下一代互联网信息存储的组织模式和核心技术研究冯丹1 基于对象的海量存储系统关键问题研究 冯丹等1.1 引言 1.2 主动存储对象模型 1.3 高可用性研究 1.4 高效元数据管理 1.5 结论 参考文献 2 下一代网络存储的高速通道研究韩冀中贺劲韩承德2.1 引言 2.2 下一代网络存储的高速通道 2.3 分布式缓存的研究 2.4 轻量级通信协议及相关通信机制2.5 应用加速引擎机制 2.6 总结与未来展望 参考文献 3 海量数据网络存储系统的研究曹强谢长生3.1 引言 3.2 海量数据网络存储系统总体结构 3.3 存储系统的软件结构 3.4 数据的组织方式 3.5 存储安全技术研究 3.6 原理性研究参考文献4 P2P存储系统关键问题研究 杨智田敬代亚非4.1 引言 4.2 P2P存储系统需要研究的关键问题 4.3 深入理解P2P环境的动态性 4.4 数据的持久性研究 4.5 数据的安全性研究 4.6 UPStore:一个开放的P2P存储平台 参考文献5 网络存储对象化及其动态部署的核心技术研究 5.1 引言 5.2 总体思路及主要研究内容 5.3 服务动态部署技术 5.4 虚拟存储技术 5.5 数据备份和恢复技术 5.6 未来工作 参考文献6 大规模网络存储系统服务质量的研究舒继武6.1 引言6.2 主要研究内容与进展6.3 进一步的工作参考文献7 分布式存储系统的应用——多媒体网络GIS及其关键技术的研究喻占武李忠民7.1 引言 7.2 基于双重集群的网络GIS体系结构 7.3 按PB级处理能力设计大型GIS应用系统 7.4 基于对象存储的空间数据存储模型 7.5 地形数据的分布策略 7.6 所取得的进展 7.7 总结 参考文献 延长摩尔定律的微处理芯片新原理、新结构与新方法研究李国杰胡伟武1 研究背景 2 主要研究内容 2.1 可扩展、可重构片上并行体系结构及原型芯片设计2.2 片上并行系统的编程模型与支撑环境 2.3 低功耗体系结构、电路设计与功耗管理 2.4 高性能处理芯片的可靠性设计 2.5 高性能处理芯片的设计验证与测试 3 研究进展 3.1 片上并行体系结构研究进展 3.2 片上并行编程系统与支撑环境 3.3 低功耗体系结构、电路设计与功耗管理 3.4 高性能处理芯片的可靠性设计 3.5 高性能处理芯片的设计验证与测试 4 总结和未来工作参考文献虚拟计算环境聚合与协同机理研究卢锡城1 研究背景 2 科学问题、概念模型与体系结构 2.1 科学问题 2.2 概念模型 2.3 体系结构 3 虚拟计算环境的关键技术 3.1 资源虚拟化 3.2 资源按需聚合 3.3 自主协同 3.4 可信保障 3.5 编程开发和运行环境 4 实验与验证 4.1 实验床 4.2 应用案例分析 5 相关工作比较 6 结论和进一步研究 参考文献 海量信息的协同性和可生存性的理论与实践研究李未1 绪论 1.1 引言 1.2 研究目标 1.3 工作基础和条件 1.4 问题划分 1.5 研究团队 2 国内外研究现状和发展趋势 2.1 面向服务的网格计算和对等网计算 2.2 海量信息协同系统 2.3 分布式软件系统可生存性研究 2.4 我国的相关研究工作 3 海量信息协同性和可生存性的信息科学特征研究 3.1 系统信息更新的基础理论研究 3.2 海量信息传输的观测试验研究 3.3 海量信息计算的统计特征研究——RB模型的研究 3.4 小结 4 海量信息系统协同性随机模型与可生存性复杂性分析 4.1 SpinGlasses理论与海量信息协同的算法和复杂性研究 4.2 海量信息系统协同性的随机模型研究 4.3 海量信息系统可生存性的代数学研究 4.4 网络环境下协同计算的形式化模型与行为研究 4.5 小结 5 实时协同可生存的海量信息系统的试验与验证平台 5.1 海量协同服务网络的体系结构 5.2 基于内容的海量协同服务 5.3 可生存的协同服务网络 5.4 面向复杂协同网络的试验平台 5.5 小结 6 可生存的海量信息系统软件设计理论 6.1 需求分析 6.2 研究模型与技术 6.3 小结 7 海量信息系统可生存性分析方法及软件可生存性增强技术 7.1 软件体系结构与服务分布 7.2 软件运行状态分析 7.3 可生存性增强技术 7.4 小结 8 海量信息系统软件可生存性策略和测评方法研究 8.1 研究范围 8.2 SAP模型与关键算法 8.3 可生存性策略研究 8.4 与国内外同类研究工作相比的创新性 8.5 小结 可视媒体智能处理的研究进展胡事民1 可视媒体智能处理研究的科学意义 2 研究思路和研究内容 2.1 可视媒体的认知特征 2.2 可视媒体的计算理论与方法 2.3 可视媒体的表示、分析与利用 2.4 基于内容的可视媒体安全 2.5 可视媒体的交互与融合处理 2.6 可视媒体的高效计算与系统 3 研究成果及展望 3.1 项目研究工作的突出进展 3.2 项目队伍建设和人才培养 3.3 科研获奖情况 4 结束语 参考文献 无线传感网络的基础理论及关键技术研究倪明选李明禄薛广涛1 项目意义 1.1 国家需求 1.2 科学意义 2 国内外研究现状和发展趋势 2.1 国外研究现状和发展趋势 2.2 国内研究现状 2.3 小结 3 关键科学问题与研究内容 3.1 关键科学问题 3.2 主要研究内容 3.3 课题设置 4 项目进展 4.1 项目进展 4.2 学术影响 4.3 小结 参考文献 一体化可信网络与普适服务体系基础研究张宏科1 前言 2 国内外研究现状和发展趋势 参考文献3 科学问题、研究内容和研究目标 3.1 关键科学问题 3.2 主要研究内容 3.3 研究目标 4 研究方案和课题设置 4.1 学术思路 4.2 技术途径 4.3 项目的创新点与特色 4.4 课题设置 5 研究基础、工作条件和研究队伍 5.1 总体情况 5.2 研究基础 5.3 工作条件 5.4 研究队伍 6 研究进展 6.1 原型系统 6.2 论文 6.3 特邀报告 6.4 专利 6.5 人才培养 计算系统虚拟化：挑战与机遇金海廖小飞邵志远1 引言2 虚拟化技术的发展与分类 2.1 发展历程 2.2 虚拟化技术的分类 3 虚拟化的相关研究内容 3.1 虚拟计算体系结构 3.2 多计算系统的虚拟化 3.3 虚拟用户使用环境 3.4 虚拟化系统的安全可信机制 3.5 虚拟计算系统的性能评测 3.6 虚拟化应用 4 虚拟化研究进展 4.1 虚拟机基础研究 4.2 虚拟机快速部署系统 4.3 虚拟工作环境 4.4 虚拟集群管理与维护 5 总结 参考文献索引
此外，以模型化为基础的网络行为学研究也将为网络实时监控提供一种新的解决方案。从统计角度分析网络正常行为特征，进而建立相应的网络流量正常行为基准模型；从时间序列模型和网络流量的历史数据资料，建立网络行为的预测模型，然后基于这些模型来监测网络异常行为，进而过滤和定位可能的攻击。如何有效地管理和控制这个已经具备相当规模，并不断发展的大尺度复杂巨系统？在理论上和技术上至今依旧没有找到理想的解决方案。目前有关网络管理与控制的多数研究，在方法上沿袭了体系结构设计中的思路，过分依赖于经验和直觉，没有充分强调理论分析的重要性，缺乏具有普适性结论和定律的归纳与描述。固然，Intemet自身的复杂性使问题变得异常困难，但是，借助一定的成熟理论，或者发现新的方法，去透彻地认识和理解这个人工非线性复杂系统的动力学行为，并基于所得结论和适当的模型对具体的管理控制机制、协议和算法逐渐加以完善和优化，使互联网向更及时、更高效、更健壮、更可管理的方向演进，应该是研究充分管理与控制当前乃至新一代互联网的科学指导思想。在既定的网络体系结构下，如何保障所构建的网络稳定而高效地依照预期运行，取决于是否能找到行之有效的流量管理措施和控制方法。因为模型的不完备和有效理论分析方法的欠缺，目前大多数研究采用不依赖模型的启发式算法设计，配合典型仿真实验加以验证的方法，取得了一些局部性的研究成果，但随着网络规模和复杂性的日益扩大，此方法将会越来越力不从心，其所得结果的局限性也将越发明显。为寻找可能的、较为彻底的解决方案，需要从体系结构、协议机制和算法实现等各个层次上强调模型和理论分析的重要性，抓住业务流量的突发性，网络状态的时变性和控制作用的滞后性等网络传输控制中的鲜明特征，提出合理的、可实践的服务质量（QoS）架构，并依赖成熟且可行的理论方法设计能够保证Qos实现的具体机制与算法，并使它们具有良好的动态自适应特性，从而克服目前多数启发式静态和准动态算法适应性差的缺陷。在算法性能的评价和验证方面，仅仅依赖典型、有限、局部的仿真试验往往无法得出系统、科学、可信的判断，理论分析与证明的过程不可缺少，我们将网络传输控制的研究中给予充分重视，从而避免目前一些仅依赖仿真验证的典型算法在应用环境发生变化时再一次通过试验确定参数的尴尬局面。
《中国计算机科学技术发展报告2007》由清华大学出版社出版。
无