前　　言

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前言

我們高興地向讀者推出本期“優(yōu)青專題”，展示在國家自然科學基金優(yōu)秀青年科學基金項目(“優(yōu)青基金”)資助下取得的部分成果.優(yōu)青基金是國家自然科學基金委員會從2012年起設立的一類人才項目，主要支持在基礎研究方面已取得較好成績的青年學者自主選擇研究方向開展創(chuàng)新研究，促進青年科學技術人才的快速成長，培養(yǎng)一批有望進入世界科技前沿的優(yōu)秀學術骨干.截止到我們組織這期專題的時候，計算機學科共有3批39位(包括4位女性)青年學者得到了優(yōu)青基金資助，研究方向幾乎涉及了計算機學科所有重要研究領域(盡管從數(shù)量上看分布還不夠均衡).優(yōu)青基金獲得者表現(xiàn)出很高的學術素養(yǎng)，令人欣喜不已，倍感我國科技事業(yè)后繼有人.

本專題得到優(yōu)青基金獲得者的積極響應和賜稿.經(jīng)過專家評審，我們選擇13篇文章在這里刊載.與其他專題有所不同，本專題的文章并未限定在某個特定研究領域，而是涉及計算機科學技術中比較寬泛的研究內(nèi)容，包括互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)中心、人工智能與模式識別、圖像處理、可靠性與容錯、大數(shù)據(jù)和知識庫技術等，既有對具體創(chuàng)新成果的介紹，也有對重要研究方向的分析和綜述，色彩紛呈.

互聯(lián)網(wǎng)性能測量技術在網(wǎng)絡的設計分析、部署、監(jiān)控、性能評價等方面均有重要應用.尹浩和李峰的“互聯(lián)網(wǎng)性能測量技術發(fā)展研究”一文，對互聯(lián)網(wǎng)性能測量技術的發(fā)展過程進行了系統(tǒng)梳理，劃分為“所見即所得”測量、路徑擬合的大規(guī)模分布式測量以及大數(shù)據(jù)驅動的QoE測量3個階段，詳細介紹和分析了各階段的技術特征，指出了互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡應用的高速發(fā)展對網(wǎng)絡性能測量技術帶來的挑戰(zhàn)問題.

無線傳感器網(wǎng)絡中的拓撲控制和路由選擇是影響網(wǎng)絡性能、能耗以及可靠性的關鍵因素.在無線傳感器網(wǎng)絡研究中引入虛擬骨干(virtual backbone)概念及其分析方法，可為網(wǎng)絡性能優(yōu)化提供重要的理論依據(jù).無線傳感器網(wǎng)絡的虛擬骨干可以抽象為圖論中的連通控制集，張昭在“無線傳感器網(wǎng)絡虛擬骨干近似算法綜述”中介紹了連通控制集及其各種變形的研究現(xiàn)狀及最新進展，從近似算法設計與分析的角度介紹了連通控制集的構造方法以及算法的近似度，對無線傳感器網(wǎng)絡虛擬骨干構造方法的研究進行了分析對比和歸類，簡要分析了幾個具有挑戰(zhàn)性的理論問題.

眾多共存的無線網(wǎng)絡協(xié)議會造成相互干擾，影響通信效率.無線網(wǎng)絡協(xié)議共存技術近年來成為工業(yè)界和學術界的一個研究熱點.何源和鄭霄龍的“2.4 GHz無線網(wǎng)絡共存技術研究進展”一文，回顧了無線網(wǎng)絡協(xié)議共存技術的研究和發(fā)展狀況，分析了共存問題的成因和影響，介紹了一些現(xiàn)有的關鍵共存技術，包括同質(zhì)干擾的避讓、容忍和并發(fā)傳輸，異質(zhì)干擾的檢測和識別，異質(zhì)干擾環(huán)境下的共存?zhèn)鬏數(shù)?作者還展望了物聯(lián)網(wǎng)時代廣泛互聯(lián)互通的前景.

隨著無線網(wǎng)絡及其應用的快速發(fā)展，無線頻譜資源日益顯得寶貴和緊缺.吳帆和鄭臻哲的“基于博弈論的頻譜動態(tài)管理研究”，利用博弈論的思想方法研究頻譜管理問題.文章分析了頻譜拍賣機制設計中需要考慮的重要問題，將異質(zhì)頻譜的重分配問題建模成組合拍賣模型，提出了高效的信道分配機制和定價策略，實現(xiàn)了防策略性和社會福利最大化.

數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡傳輸性能是影響數(shù)據(jù)中心整體性能的一個重要因素.郭得科等人在“數(shù)據(jù)中心內(nèi)Incast流量的網(wǎng)內(nèi)聚合研究”中提出，為減少通信傳輸?shù)拈_銷，應盡早對MapReduce等應用中incast和shuffle等產(chǎn)生的流量進行聚合，而不是僅在流量的接收端進行.作者將incast傳輸?shù)牧髁烤酆蠁栴}轉化為incast最小聚合樹的構建問題，給出了2種近似的incast聚合樹構造方法，力求最大化流間數(shù)據(jù)聚合的增益，實驗數(shù)據(jù)證明了該方法的有效性.

無限深度神經(jīng)網(wǎng)絡是一種具有反饋連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(recurrent neural network)，是大數(shù)據(jù)分析與理解、知識抽取的有力工具，近幾年獲得了廣泛的研究和應用.無限深度神經(jīng)網(wǎng)絡本質(zhì)上是一個動力學系統(tǒng)，網(wǎng)絡狀態(tài)隨時間演化，由于耦合了“時間參數(shù)”，更利于提取數(shù)據(jù)的時序特征并進行預測.張蕾和章毅的文章“大數(shù)據(jù)分析的無限深度神經(jīng)網(wǎng)絡方法”重點介紹了這種網(wǎng)絡的拓撲結構和學習算法，及其在語音識別和圖像理解中的應用實例.

情感計算是人機交互技術中的重要研究內(nèi)容，而情感識別是情感計算的基礎.生理信號比面部表情、語音語調(diào)、身體姿勢更難以偽裝，也能提供更豐富的信息，因此，基于生理信號的情緒識別有望達到更高的準確率.趙國朕等人的文章“基于生理大數(shù)據(jù)的情緒識別研究進展”，針對使用DEAP數(shù)據(jù)庫做情緒識別的各種方法進行了分析和比較，介紹了情緒識別在游戲開發(fā)等領域的應用，對未來的情緒研究給出了有價值的建議.

人類行為識別是計算機視覺領域一個具有挑戰(zhàn)性的研究方向，有重要的應用需求.相比于在圖像中識別靜態(tài)對象，人的行為識別需要分析感興趣的對象在圖像序列中的時空變化，因此行為表達及識別的復雜度更高.單言虎等人的文章“人的視覺行為識別研究回顧、現(xiàn)狀及展望”，通過對人的行為識別數(shù)據(jù)庫發(fā)展和演化的回顧，介紹了不同時期、不同技術條件下的研究重點和技術特征，直至當前大數(shù)據(jù)驅動的研究思路.作者還對今后行為識別的重要研究問題和發(fā)展方向進行了探討和展望.

視覺識別是人工智能和計算技術的重要研究領域，近年來發(fā)展迅速.蔣樹強等人的文章“面向智能交互的圖像識別技術綜述與展望”，從視覺識別、視覺描述和視覺問答3個角度對圖像識別技術進行了綜述和分析，對面向移動終端和機器人的視覺識別和交互應用進行了介紹.作者還對該領域的研究趨勢和有待研究的重要問題作了展望.

遙感影像變化檢測技術用于檢測同一地點在一段時間內(nèi)發(fā)生的變化，有重要的應用需求.公茂果等人的文章“合成孔徑雷達影像變化檢測研究進展”針對SAR影像變化檢測任務，介紹了檢測步驟及已有的方法，對多種新興熱點算法進行了歸納和總結.作者使用兩組數(shù)據(jù)集進行測試，定量比較了幾種方法的性能.最后對目前SAR影像變化檢測技術中需要進一步研究的內(nèi)容作了展望.

云計算系統(tǒng)中容錯技術是系統(tǒng)可靠運行的重要保障.隨著云計算技術和產(chǎn)品的逐漸普及，商業(yè)和開源云平臺數(shù)量繁多、種類各異，所提供的管理能力和方式也各不相同，給云計算系統(tǒng)容錯機制的設計帶來了困難.武義涵和黃罡等人提出了“一種基于模型的云計算容錯機制開發(fā)方法”，將容錯機制描述為一個自適應回路，采用基于模型的方法，把平臺相關部分和平臺無關部分進行分離，使得新的容錯機制可以跨平臺實現(xiàn)，提高了云計算系統(tǒng)容錯機制開發(fā)的效率.

隨著軟件規(guī)模及其應用范圍的擴大，軟件可靠性和安全性問題日益突出.空指針解引用是程序中常見的一類錯誤.段釗和田聰?shù)热说奈恼隆盎贑EGAR的C程序空指針解引用檢測”研究C語言程序空指針解引用檢測問題，提出了一種基于反例制導抽象精化CEGAR的C程序空指針解引用檢測方法，利用線性時序邏輯描述空指針解引用問題，通過抽象精化的方法檢測程序中是否含有空指針解引用錯誤.為了實現(xiàn)全自動檢測，作者還研究了相應的時序邏輯表達方法，自動從程序中針對所有的指針變量形成時序邏輯公式.實驗結果證明了作者所提方法的有效性.

互聯(lián)網(wǎng)和Web上產(chǎn)生了眾多大規(guī)模知識庫，包含的知識紛繁復雜.知識庫實體對齊技術旨在構建更大規(guī)模的統(tǒng)一知識庫，幫助機器充分理解和利用底層數(shù)據(jù).莊嚴和李國良等人的文章“知識庫實體對齊技術綜述”介紹了知識庫實體對齊問題的背景和基本概念，從對齊算法、特征匹配技術和分區(qū)索引技術3個方面分析和總結了多種知識庫實體對齊技術，對未來重點的研究內(nèi)容和發(fā)展方向進行了探討和展望.

由于組稿時間比較倉促，我們不能保證這些文章代表了優(yōu)青基金獲得者的最高水平；同時，因為編者學術水平有限，紕漏在所難免.但是我們?nèi)匀幌Ｍㄟ^這次努力，為計算機科學技術領域的研究人員、開發(fā)人員和研究生提供一些有益的啟發(fā)和參考.我們衷心感謝《計算機研究與發(fā)展》編委會和編輯部提供了這次寶貴機會，感謝編輯部工作人員做了大量聯(lián)系和送審工作，感謝各位作者和審稿專家的辛勤工作和大力支持！

劉克(國家自然科學基金委員會信息科學部)劉志勇(中國科學院計算技術研究所)