美NSF發(fā)布計算和通信基礎核心項目指南

2018年7月5 日，美國國家科學基金會 (NSF)發(fā)布計算與通信基礎 (CCF) 核心項目指南，旨在支持變革性研究和教育項目，尋求在算法設計和分析、計算和通信理論、基于新興技術的計算和通信模型以及計算機和軟件的架構與設計方面的進步。每年將為至多 250 項小型和中型項目提供 1 億美元支持；每個小型項目的預算為 50 萬美元，為期 3 年；每個中型項目的預算為 50 至 120 萬美元不等，為期 4 年。CCF支持如下所述四類核心計劃。

1.算法基礎 (AF) 計劃

AF 計劃支持算法理論方面的潛在變革性項目，其特點是伴有嚴格分析的算法創(chuàng)新。AF 鼓勵針對計算機科學和工程核心問題的算法研究，以及對算法和計算復雜性進行嚴格分析的新技術。AF 計劃支持針對問題固有困難的理論研究，以確定計算正式模型的復雜性度量，從而了解資源受限計算的基本限制，并獲得在這些限制內運行的有效算法。AF 計劃還鼓勵除傳統(tǒng)時間和空間測量之外的資源研究 (例如通信和能源)，以及資源使用和解決方案質量之間的權衡研究 (例如運行時間與近似誤差) 。除了傳統(tǒng)的連續(xù)計算范例之外，AF 計劃還支持在并行和分布式模型中設計和分析新算法的研究，以及捕獲大規(guī)模數(shù)據(jù)集計算基本方面的計算模型和算法。

在優(yōu)化、加密、計算幾何、博弈論、社交網絡以及數(shù)字、符號和代數(shù)計算等領域中，算法設計和分析以及問題復雜性分析的新技術都屬于 AF 計劃的范圍。AF 計劃還支持在應用研究領域所需的算法研究。支持對數(shù)據(jù)庫、機器學習、數(shù)據(jù)挖掘、機器人、計算機視覺、網絡、通信、操作系統(tǒng)、計算機存儲器模型、編程語言、編譯器和機器抽象等領域產生的問題進行算法研究。

2 通信和信息基礎 (CIF) 計劃

CIF 計劃支持解決通信和信息處理系統(tǒng)中信息獲取、傳輸和處理理論基礎的潛在變革性研究；通信理論、信息理論和信號處理方面的基礎研究；網絡方面的基礎研究，包括網絡信息理論和較低層的跨層研究。CIF 計劃還鼓勵探索針對擴大信號處理和信息理論范圍的新范例，以及針對復雜系統(tǒng)中的信號/信息處理研究，因為信號處理和信息理論可以被其他領域更廣泛和全面地看待，例如機器學習和數(shù)據(jù)科學領域。

3 新興技術基礎 (FET) 計劃

FET 計劃旨在通過計算和生物系統(tǒng)、納米科學和工程、量子信息科學以及其他新興領域的交叉研究，實現(xiàn)所有領域的重大創(chuàng)新，包括理論、算法、軟件、硬件和計算和通信系統(tǒng)架構。FET 計劃尋求以下研究領域的潛在變革項目：

(1) 生物系統(tǒng)科學與工程

探索生物學和計算機科學的交叉點，特別關注促進對生物系統(tǒng)中計算和通信過程理解的活動，以便重建或使用它們作為創(chuàng)新計算與通信系統(tǒng)的模型或示范；

(2) 量子信息科學

探索量子計算、量子通信以及其他基于量子的相關方法來處理、交流和使用信息；

(3) 用于計算和通信的納米技術

探索將納米技術用于破壞性系統(tǒng)架構、電路微架構以及附屬設備和互連技術，旨在為通用計算系統(tǒng)實現(xiàn)最高水平的計算能效；用于與革命性設備概念相關的架構和電路，將極大地擴展節(jié)能計算的實際工程極限；

(4) 神經形態(tài)計算和架構

探索受人類大腦啟發(fā)的硬件架構，特別是那些能夠協(xié)同使用材料和設備技術的硬件架構以及它們的高效實施。

4 軟件和硬件基礎 (SHF) 計劃

SHF 計劃通過新穎的方法、強大的理論、高級工具和持久的原則，支持計算機硬件和軟件的設計、驗證、操作、利用和評估方面的潛在變革性研究。這些進步可以提供形式方法、語言、邏輯、新穎軟件和/或硬件工件，或算法以實現(xiàn)新的或增強的功能、驗證、可用性和規(guī)模。

SHF 計劃支持軟件科學和工程的方方面面，尋求改變需求、軟件設計和發(fā)展以及軟件密集型系統(tǒng)之間關系的變革性思想。SHF 支持側重于軟件的程序分析和綜合、組合性、可驗證性和適應性的研究項目，以及軟件生命周期所有階段的軟件分析和測試技術研究。SHF 還尋求提高軟件工程能力自動化的研究，以實現(xiàn)軟件質量和可持續(xù)性的顯著進步。針對軟件和軟件創(chuàng)建理解的實證研究也在 SHF 計劃研究范圍內。

SHF 計劃支持對軟件和硬件系統(tǒng)的規(guī)范、開發(fā)和驗證的正式和半正式方法的基礎研究；從基礎到設計再到實現(xiàn)的所有編程語言研究；計算機體系結構和計算機硬件和系統(tǒng)設計的基礎研究；處理器、連接器、存儲器和存儲架構的基礎和變革性研究；高性能計算的基礎研究，其可識別應用和受應用驅動和啟發(fā)，以及異構性感知和體系結構感知；設計自動化中所有主題的基礎研究。