中國計算機科學技術(shù)發(fā)展報告2007

前言

近年來，信息技術(shù)發(fā)展速度驚人，已成為改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、振興國民經(jīng)濟的重要支柱。在我國，信息產(chǎn)業(yè)正以高于全國GDP三倍的速度快速增長，已成為經(jīng)濟發(fā)展中增長最快、最具活力的產(chǎn)業(yè)之一。然而，我國信息技術(shù)的科技自主創(chuàng)新能力薄弱、核心技術(shù)缺乏，導(dǎo)致我國信息高科技產(chǎn)品整體上仍以仿制為主，缺乏自己的創(chuàng)新特色。為了根本改變這一現(xiàn)狀，必須大力加強基礎(chǔ)研究，全面提高我國信息領(lǐng)域的創(chuàng)新能力?！笆晃濉逼陂g，信息領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的發(fā)展目標是借鑒國際信息技術(shù)的發(fā)展趨勢，結(jié)合我國的國情和發(fā)展狀況，著重從信息獲取、處理、傳輸、存儲、再現(xiàn)、安全、利用等方面開展系統(tǒng)深入的研究，為我國信息產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展奠定堅實的理論技術(shù)基礎(chǔ)。本報告匯總了2003年以來、關(guān)于可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)、可視媒體、大型應(yīng)用軟件、微處理芯片、新一代互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬計算環(huán)境、計算系統(tǒng)虛擬化、語義網(wǎng)格等主題的11個“973”項目，分別由活躍在各個方向上的科研人員撰寫項目進展報告，詳細介紹了對應(yīng)項目在理論研究和技術(shù)實現(xiàn)等方面取得的進展。這一報告是我國計算機科學技術(shù)發(fā)展歷程的一個記錄，從一定角度反映了我國計算機科學和技術(shù)工作者當前的研究進展，對學術(shù)研究有重要參考價值。它對進一步推動我國計算機科學技術(shù)的振興和發(fā)展，推動我國信息化進程將起到重要作用。同時，也可以作為廣大計算機科學技術(shù)人員了解當前計算機科學技術(shù)發(fā)展動態(tài)的一個渠道，適合本領(lǐng)域決策人員和科研人員參考。值此報告行將付梓之際，謹向為本報告貢獻稿件的所有專家學者表示感謝。報告中的觀點雖僅代表撰稿人的個人意見，但仍具有非常重要的參考價值。在內(nèi)容安排上，各個項目進展報告以立項時間為序。由于策劃組稿時間倉促，本報告在主題選擇、形式和內(nèi)容安排上一定存在可以進一步改進的地方，期望得到廣大專家和讀者的批評指正。

內(nèi)容概要

　　《中國計算機科學技術(shù)發(fā)展報告2007》是由中國計算機學會學術(shù)工作委員會組織編寫的、權(quán)威性的計算機科學技術(shù)年度發(fā)展報告。本報告匯總了2003年以來，關(guān)于可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)、可視媒體、大型應(yīng)用軟件、微處理芯片、新一代互聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬計算環(huán)境、計算系統(tǒng)虛擬化、語義網(wǎng)格等主題的11個“973”項目，分別由活躍在各個方向上的科研人員撰寫項目進展報告，詳細介紹了對應(yīng)項目在理論研究和技術(shù)實現(xiàn)等方面取得的進展。從一定角度反映了我國計算機科學和技術(shù)工作者當前的研究進展，對學術(shù)研究有重要參考價值?！　　吨袊嬎銠C科學技術(shù)發(fā)展報告2007》可作為廣大計算機科學技術(shù)人員了解當前計算機科學技術(shù)發(fā)展動態(tài)的一個渠道，適合本領(lǐng)域決策人員和科研人員來參考，并可作為高等院校碩士生、博士生的參考書。

書籍目錄

語義網(wǎng)格的基礎(chǔ)理論、模型與方法研究諸葛海等1 語義網(wǎng)格	2 核心科學問題	3 課題研究進展	3.1 語義資源空間模型的理論、模型與方法研究	3.2 語義網(wǎng)格的過程語義及其驗證理論與服務(wù)集成技術(shù)	3.3 基于語義網(wǎng)格的語義關(guān)聯(lián)存儲模型及管理和通信平臺	3.4 語義網(wǎng)格資源描述模型、形式化理論和支撐技術(shù)	3.5 語義網(wǎng)格環(huán)境下支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的知識供應(yīng)理論與技術(shù)	3.6 語義網(wǎng)格在中醫(yī)藥知識共享與服務(wù)中的應(yīng)用研究	3.7 基于語義的網(wǎng)絡(luò)信息檢索、集成與應(yīng)用	3.8 基于語義的資源服務(wù)協(xié)同和管理研究	4 總結(jié)代表論著新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)理論研究吳建平等1 新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨的主要矛盾和基本科學問題	1.1 下一代互聯(lián)網(wǎng)及其基本特征	1.2 新一代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展面臨的主要矛盾	1.3 四個基本的科學問題	參考文獻	2 新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論	2.1 互聯(lián)網(wǎng)和下一代互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)理論研究逐步受到人們的重視	2.2 新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的基本科學問題及內(nèi)在聯(lián)系	2.3 多維可擴展的新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)	2.4 多維可擴展的新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中的五個基本要素	2.5 基于IPv6真實地址的可信任新一代互聯(lián)網(wǎng)	參考文獻	3 新一代互聯(lián)網(wǎng)路由交換理論	3.1 引言	3.2 主要研究成果3.3 代表性成果1——基于ForCES的開放路由器體系結(jié)構(gòu)	3.4 代表性成果2——可擴展的交換設(shè)備模型	3.5 代表性成果3——域間路由優(yōu)化理論與技術(shù)	3.6 結(jié)論和下一步的工作	參考文獻	4 網(wǎng)絡(luò)動態(tài)行為和傳輸控制理論	4.1 引言4.2 主要研究成果	4.3 代表性成果1——高性能傳輸系統(tǒng)的性能分析與優(yōu)化設(shè)計	4.4 代表性成果2——超點檢測研究	4.5 結(jié)論和下一步的工作	參考文獻	5 可信任的互聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu)和安全監(jiān)控理論	5.1 引言	5.2 主要研究成果5.3 代表性成果1——真實IPv6源地址尋址體系結(jié)構(gòu)及驗證方法	5.4 代表性成果2——基于源地址認證的組播安全認證	5.5 結(jié)論和下一步的工作	參考文獻	6 新一代互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模型和服務(wù)管理理論	6.1 引言	6.2 主要研究成果	6.3 代表性成果——分布式環(huán)境中服務(wù)組合的迭代選擇算法	6.4 結(jié)論和下一步的工作	參考文獻	7 新一代網(wǎng)絡(luò)遠程實驗室DRAGONLab	7.1 引言	7.2 主要研究成果	7.3 代表性成果1——DRAGONLab網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)	7.4 代表性成果2——地址隨機化算法研究	7.5 結(jié)論和下一步的工作	參考文獻	8 總結(jié)與展望	現(xiàn)代設(shè)計大型應(yīng)用軟件的共性基礎(chǔ)孫家廣1 概述	2 研究工作主要進展	2.1 智能設(shè)計理論與方法研究	2.2 產(chǎn)品定制設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計研究	2.3 產(chǎn)品設(shè)計中的幾何計算理論與方法	2.4 從二維信息重構(gòu)相應(yīng)三維形體理論與方法研究	2.5 產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計理論與方法研究	2.6 協(xié)同設(shè)計大型應(yīng)用軟件體系結(jié)構(gòu)及形式化機理研究	3今后的研究工作	參考文獻	下一代互聯(lián)網(wǎng)信息存儲的組織模式和核心技術(shù)研究馮丹1 基于對象的海量存儲系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究	馮丹等1.1 引言	1.2 主動存儲對象模型	1.3 高可用性研究	1.4 高效元數(shù)據(jù)管理	1.5 結(jié)論	參考文獻	2 下一代網(wǎng)絡(luò)存儲的高速通道研究韓冀中賀勁韓承德2.1 引言	2.2 下一代網(wǎng)絡(luò)存儲的高速通道	2.3 分布式緩存的研究	2.4 輕量級通信協(xié)議及相關(guān)通信機制2.5 應(yīng)用加速引擎機制	2.6 總結(jié)與未來展望	參考文獻	3 海量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的研究曹強謝長生3.1 引言	3.2 海量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)	3.3 存儲系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)	3.4 數(shù)據(jù)的組織方式	3.5 存儲安全技術(shù)研究	3.6 原理性研究參考文獻4 P2P存儲系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究	楊智田敬代亞非4.1 引言	4.2 P2P存儲系統(tǒng)需要研究的關(guān)鍵問題	4.3 深入理解P2P環(huán)境的動態(tài)性	4.4 數(shù)據(jù)的持久性研究	4.5 數(shù)據(jù)的安全性研究	4.6 UPStore:一個開放的P2P存儲平臺	參考文獻5 網(wǎng)絡(luò)存儲對象化及其動態(tài)部署的核心技術(shù)研究	5.1 引言	5.2 總體思路及主要研究內(nèi)容	5.3 服務(wù)動態(tài)部署技術(shù)	5.4 虛擬存儲技術(shù)	5.5 數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)技術(shù)	5.6 未來工作	參考文獻6 大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的研究舒繼武6.1 引言6.2 主要研究內(nèi)容與進展6.3 進一步的工作參考文獻7 分布式存儲系統(tǒng)的應(yīng)用——多媒體網(wǎng)絡(luò)GIS及其關(guān)鍵技術(shù)的研究喻占武李忠民7.1 引言	7.2 基于雙重集群的網(wǎng)絡(luò)GIS體系結(jié)構(gòu)	7.3 按PB級處理能力設(shè)計大型GIS應(yīng)用系統(tǒng)	7.4 基于對象存儲的空間數(shù)據(jù)存儲模型	7.5 地形數(shù)據(jù)的分布策略	7.6 所取得的進展	7.7 總結(jié)	參考文獻	延長摩爾定律的微處理芯片新原理、新結(jié)構(gòu)與新方法研究李國杰胡偉武1 研究背景	2 主要研究內(nèi)容	2.1 可擴展、可重構(gòu)片上并行體系結(jié)構(gòu)及原型芯片設(shè)計2.2 片上并行系統(tǒng)的編程模型與支撐環(huán)境	2.3 低功耗體系結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計與功耗管理	2.4 高性能處理芯片的可靠性設(shè)計	2.5 高性能處理芯片的設(shè)計驗證與測試	3 研究進展	3.1 片上并行體系結(jié)構(gòu)研究進展	3.2 片上并行編程系統(tǒng)與支撐環(huán)境	3.3 低功耗體系結(jié)構(gòu)、電路設(shè)計與功耗管理	3.4 高性能處理芯片的可靠性設(shè)計	3.5 高性能處理芯片的設(shè)計驗證與測試	4 總結(jié)和未來工作參考文獻虛擬計算環(huán)境聚合與協(xié)同機理研究盧錫城1 研究背景	2 科學問題、概念模型與體系結(jié)構(gòu)	2.1 科學問題	2.2 概念模型	2.3 體系結(jié)構(gòu)	3 虛擬計算環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)	3.1 資源虛擬化	3.2 資源按需聚合	3.3 自主協(xié)同	3.4 可信保障	3.5 編程開發(fā)和運行環(huán)境	4 實驗與驗證	4.1 實驗床	4.2 應(yīng)用案例分析	5 相關(guān)工作比較	6 結(jié)論和進一步研究	參考文獻	海量信息的協(xié)同性和可生存性的理論與實踐研究李未1 緒論	1.1 引言	1.2 研究目標	1.3 工作基礎(chǔ)和條件	1.4 問題劃分	1.5 研究團隊	2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢	2.1 面向服務(wù)的網(wǎng)格計算和對等網(wǎng)計算	2.2 海量信息協(xié)同系統(tǒng)	2.3 分布式軟件系統(tǒng)可生存性研究	2.4 我國的相關(guān)研究工作	3 海量信息協(xié)同性和可生存性的信息科學特征研究	3.1 系統(tǒng)信息更新的基礎(chǔ)理論研究	3.2 海量信息傳輸?shù)挠^測試驗研究	3.3 海量信息計算的統(tǒng)計特征研究——RB模型的研究	3.4 小結(jié)	4 海量信息系統(tǒng)協(xié)同性隨機模型與可生存性復(fù)雜性分析	4.1 SpinGlasses理論與海量信息協(xié)同的算法和復(fù)雜性研究	4.2 海量信息系統(tǒng)協(xié)同性的隨機模型研究	4.3 海量信息系統(tǒng)可生存性的代數(shù)學研究	4.4 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下協(xié)同計算的形式化模型與行為研究	4.5 小結(jié)	5 實時協(xié)同可生存的海量信息系統(tǒng)的試驗與驗證平臺	5.1 海量協(xié)同服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)	5.2 基于內(nèi)容的海量協(xié)同服務(wù)	5.3 可生存的協(xié)同服務(wù)網(wǎng)絡(luò)	5.4 面向復(fù)雜協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的試驗平臺	5.5 小結(jié)	6 可生存的海量信息系統(tǒng)軟件設(shè)計理論	6.1 需求分析	6.2 研究模型與技術(shù)	6.3 小結(jié)	7 海量信息系統(tǒng)可生存性分析方法及軟件可生存性增強技術(shù)	7.1 軟件體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)分布	7.2 軟件運行狀態(tài)分析	7.3 可生存性增強技術(shù)	7.4 小結(jié)	8 海量信息系統(tǒng)軟件可生存性策略和測評方法研究	8.1 研究范圍	8.2 SAP模型與關(guān)鍵算法	8.3 可生存性策略研究	8.4 與國內(nèi)外同類研究工作相比的創(chuàng)新性	8.5 小結(jié)	可視媒體智能處理的研究進展胡事民1 可視媒體智能處理研究的科學意義	2 研究思路和研究內(nèi)容	2.1 可視媒體的認知特征	2.2 可視媒體的計算理論與方法	2.3 可視媒體的表示、分析與利用	2.4 基于內(nèi)容的可視媒體安全	2.5 可視媒體的交互與融合處理	2.6 可視媒體的高效計算與系統(tǒng)	3 研究成果及展望	3.1 項目研究工作的突出進展	3.2 項目隊伍建設(shè)和人才培養(yǎng)	3.3 科研獲獎情況	4 結(jié)束語	參考文獻	無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研究倪明選李明祿薛廣濤1 項目意義	1.1 國家需求	1.2 科學意義	2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢	2.1 國外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢	2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀	2.3 小結(jié)	3 關(guān)鍵科學問題與研究內(nèi)容	3.1 關(guān)鍵科學問題	3.2 主要研究內(nèi)容	3.3 課題設(shè)置	4 項目進展	4.1 項目進展	4.2 學術(shù)影響	4.3 小結(jié)	參考文獻	一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究張宏科1 前言	2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢	參考文獻3 科學問題、研究內(nèi)容和研究目標	3.1 關(guān)鍵科學問題	3.2 主要研究內(nèi)容	3.3 研究目標	4 研究方案和課題設(shè)置	4.1 學術(shù)思路	4.2 技術(shù)途徑	4.3 項目的創(chuàng)新點與特色	4.4 課題設(shè)置	5 研究基礎(chǔ)、工作條件和研究隊伍	5.1 總體情況	5.2 研究基礎(chǔ)	5.3 工作條件	5.4 研究隊伍	6 研究進展	6.1 原型系統(tǒng)	6.2 論文	6.3 特邀報告	6.4 專利	6.5 人才培養(yǎng)	計算系統(tǒng)虛擬化：挑戰(zhàn)與機遇金海廖小飛邵志遠1 引言2 虛擬化技術(shù)的發(fā)展與分類	2.1 發(fā)展歷程	2.2 虛擬化技術(shù)的分類	3 虛擬化的相關(guān)研究內(nèi)容	3.1 虛擬計算體系結(jié)構(gòu)	3.2 多計算系統(tǒng)的虛擬化	3.3 虛擬用戶使用環(huán)境	3.4 虛擬化系統(tǒng)的安全可信機制	3.5 虛擬計算系統(tǒng)的性能評測	3.6 虛擬化應(yīng)用	4 虛擬化研究進展	4.1 虛擬機基礎(chǔ)研究	4.2 虛擬機快速部署系統(tǒng)	4.3 虛擬工作環(huán)境	4.4 虛擬集群管理與維護	5 總結(jié)	參考文獻索引

章節(jié)摘錄

此外，以模型化為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)行為學研究也將為網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控提供一種新的解決方案。從統(tǒng)計角度分析網(wǎng)絡(luò)正常行為特征，進而建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流量正常行為基準模型；從時間序列模型和網(wǎng)絡(luò)流量的歷史數(shù)據(jù)資料，建立網(wǎng)絡(luò)行為的預(yù)測模型，然后基于這些模型來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)異常行為，進而過濾和定位可能的攻擊。如何有效地管理和控制這個已經(jīng)具備相當規(guī)模，并不斷發(fā)展的大尺度復(fù)雜巨系統(tǒng)？在理論上和技術(shù)上至今依舊沒有找到理想的解決方案。目前有關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理與控制的多數(shù)研究，在方法上沿襲了體系結(jié)構(gòu)設(shè)計中的思路，過分依賴于經(jīng)驗和直覺，沒有充分強調(diào)理論分析的重要性，缺乏具有普適性結(jié)論和定律的歸納與描述。固然，Intemet自身的復(fù)雜性使問題變得異常困難，但是，借助一定的成熟理論，或者發(fā)現(xiàn)新的方法，去透徹地認識和理解這個人工非線性復(fù)雜系統(tǒng)的動力學行為，并基于所得結(jié)論和適當?shù)哪Ｐ蛯唧w的管理控制機制、協(xié)議和算法逐漸加以完善和優(yōu)化，使互聯(lián)網(wǎng)向更及時、更高效、更健壯、更可管理的方向演進，應(yīng)該是研究充分管理與控制當前乃至新一代互聯(lián)網(wǎng)的科學指導(dǎo)思想。在既定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下，如何保障所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定而高效地依照預(yù)期運行，取決于是否能找到行之有效的流量管理措施和控制方法。因為模型的不完備和有效理論分析方法的欠缺，目前大多數(shù)研究采用不依賴模型的啟發(fā)式算法設(shè)計，配合典型仿真實驗加以驗證的方法，取得了一些局部性的研究成果，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和復(fù)雜性的日益擴大，此方法將會越來越力不從心，其所得結(jié)果的局限性也將越發(fā)明顯。為尋找可能的、較為徹底的解決方案，需要從體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議機制和算法實現(xiàn)等各個層次上強調(diào)模型和理論分析的重要性，抓住業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的時變性和控制作用的滯后性等網(wǎng)絡(luò)傳輸控制中的鮮明特征，提出合理的、可實踐的服務(wù)質(zhì)量（QoS）架構(gòu)，并依賴成熟且可行的理論方法設(shè)計能夠保證Qos實現(xiàn)的具體機制與算法，并使它們具有良好的動態(tài)自適應(yīng)特性，從而克服目前多數(shù)啟發(fā)式靜態(tài)和準動態(tài)算法適應(yīng)性差的缺陷。在算法性能的評價和驗證方面，僅僅依賴典型、有限、局部的仿真試驗往往無法得出系統(tǒng)、科學、可信的判斷，理論分析與證明的過程不可缺少，我們將網(wǎng)絡(luò)傳輸控制的研究中給予充分重視，從而避免目前一些僅依賴仿真驗證的典型算法在應(yīng)用環(huán)境發(fā)生變化時再一次通過試驗確定參數(shù)的尷尬局面。

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《中國計算機科學技術(shù)發(fā)展報告2007》由清華大學出版社出版。

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