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CCF 2020-2021中國計算機科學技術發展報告（簡體書）
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目次
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《中國計算機科學技術發展報告》(以下簡稱《發展報告》)全面展示了中國計算機科學技術領域近一年的發展情況，所涉及的內容涵蓋計算技術的諸多重要領域，包括體系結構、計算機視覺、理論計算機科學、信息系統、網絡與數據通信等方向，並從碳中和體系結構、視覺-語言交互技術、生物信息學組合優化、新一代知識圖譜信息系統、Sketch 驅動的網絡測量等多角度闡述了不斷創新的主題，詳細介紹了相應研究方向的現狀、國內研究進展、國內外研究進展對比、發展趨勢以及各自的創新見解等。通過《發展報告》，我們能更完整地認識到我們在新時期所面臨的挑戰和機遇，也能更清晰地展望各學科發展趨勢。
同時，我國計算機科學技術不僅在現有方向不斷發展、深化，也在新興方向上不斷湧現。《發展報告》中反映了這一喜人趨勢，也提出了新興方向上的新問題。因此，相關領域人士對計算技術發展中的新問題、前沿技術的思考，也至關重要。
同時，我國計算機科學技術不僅在現有方向不斷發展、深化，也在新興方向上不斷湧現。《發展報告》中反映了這一喜人趨勢，也提出了新興方向上的新問題。因此，相關領域人士對計算技術發展中的新問題、前沿技術的思考，也至關重要。
名人/編輯推薦
彙集年度前瞻性計算機科學技術研究發展成果，剖析當下，展望未來
目次
目 錄 前言碳中和體系結構關鍵技術與系統研究發展報告 …………… CCF 體系結構專業委員會
1 引言 ………………………… 2
2 面向體系結構的碳足跡量化模型 …………………………………………………… 3
2. 1 綜述 …………………………………… 4
2. 2 案例分析 …………………………………………… 14
2. 3 願景、 趨勢與挑戰 …………………………………………………………… 18
3 領域獨特的低碳體系結構研究進展 ……………… 20
3. 1 綜述 …………………………… 20
3. 2 案例分析 ……………………………………… 26
3. 3 願景、 趨勢與挑戰 ……………………… 29
4 面向碳中和的基礎系統軟件與裝備研究進展 …… 30
4. 1 綜述 …………………………………………… 30
4. 2 案例分析 ………………………………… 36
4. 3 願景、 趨勢與挑………………43
5 結束語 ……………………………………………… 45
參考文獻 ……………………………………………………… 46 作者簡介 ……………… 58
智能感知的邊緣計算芯片的研究進展與發展趨勢 ………… CCF 集成電路設計專業組
1 引言 ………………… 60
2 國際研究現狀 ……………………… 62
2. 1 一體化處理的感算共融架構 ……………………… 62
2. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………………… 64
2. 3 深度神經網絡加速器架構 ………………… 67
3 國內研究現狀 ……………………… 72
3. 1 一體化處理的感算共融架構 …………………… 72
3. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………… 73
3. 3 深度神經網絡加速器架構 ………………… 73
4 國內外研究進展比較 ………………………… 75
4. 1 一體化處理的感算共融架構
4. 2 簡化優化的深度神經網絡 …………………………… 75
4. 3 深度神經網絡加速器架構 …………… 76
5 發展趨勢與展望 ………………………………… 77
5. 1 一體化處理的感算共融架構 ……………………… 77
5. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………………… 78
5. 3 深度神經網絡加速器架構 …………………… 78
6 結束語 ………………………………………… 79
致謝 …………………………………………… 79
參考文獻 ………………………………………………… 79
作者簡介 …………………………………………… 85 眾測理論與方法的研究進展與趨勢 ……… CCF 容錯計算專業委員會
1 引言 ……………………………………………………… 88
1.1 眾測背景 ……………………………………………… 88
1. 2 眾測的基本工作流程與服務模式…………… 90
1. 3 本文內容和組織結構 …………………… 92
2 國內外研究現狀 …………………………………… 93
2.1 眾測的激勵機制 ………………………………………… 93
2. 2 眾測的協同機制 ……………………………… 98
2. 3 眾測的信任機制 ……………………………… 103
2. 4 眾測的質量評估技術 ………………………… 106
2. 5 眾測的測試適應性技術 ………………………… 109
2. 6 眾測服務平臺 ……………………………………… 115
3 發展趨勢與展望 ………………………………… 119
3. 1 眾測的共性理論 ………………………………… 119
3. 2 可信眾測 ……………………………………… 120
3. 3 眾測的新領域與新技術 …………… 122
4 結束語 ………………………… 124
致謝 ……………………………… 124
參考文獻 ………………………………… 125
作者簡介 ………………………………………… 138
安全攸關系統的領域建模與形式化驗證方法的研究進展與趨勢 ………………………………… CCF 抗惡劣環境計算機專業委員會
1 安全攸關軟件系統的領域建模方法 ………… 142
1. 1 安全攸關軟件系統的領域建模研究進展 ………… 142
1. 2 國外安全攸關軟件的建模應用進展 …………… 145
2 安全攸關軟件系統的形式化驗證方法 …………………………………………… 149
2. 1 操作系統的形式化驗證方法 ……………………………………………… 149
2. 2 CPU 的形式化驗證方法 …………………………………………………… 150
2. 3 編譯器的形式化驗證方法 ………………………………………………… 151
2. 4 安全攸關任務軟件模型的形式化驗證方法 ……………………………… 153
2. 5 未來研究方向 ……………………………………………………………… 154
3 領域模型和形式化驗證方法在航空領域的應用和需求 ………………………… 155
3. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 155
3. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 156
3. 3 充分利用現有成果的建議 ………………………………………………… 157
4 領域模型和形式化驗證方法在航天領域的應用和需求 ………………………… 158
4. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 159
4. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 162
5 領域模型和形式化驗證方法在航海領域的應用和需求 ………………………… 164
5. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 164
5. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 167
6 結束語 ……………………………………………………………………………… 168
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 168
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 175
視覺-語言交互技術的研究進展與發展趨勢 ……………… CCF 計算機視覺專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 179
2 國內外研究現狀 …………………………………………………………………… 181
2. 1 方法研究進展 ……………………………………………………………… 181
2. 2 應用研究現狀 ……………………………………………………………… 197
3 國內研究進展 ……………………………………………………………………… 230
4 發展趨勢與展望 …………………………………………………………………… 232
5 結束語 ……………………………………………………………………………… 233
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 233
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 250
中國計算機教育發展報告 …………………………………………… CCF 教育專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 252
1. 1 本科學位教育 ……………………………………………………………… 252
1. 2 研究生學位教育 …………………………………………………………… 254
1. 3 從外延發展轉向內涵式發展 ……………………………………………… 256
2 計算機類專業教育 ………………………………………………………………… 258
2. 1 依據 “標準” 培養人才 …………………………………………………… 258
2. 2 校企協同提高人才培養質量和水平 ……………………………………… 261
2. 3 依據認證培養學生能力 …………………………………………………… 264
2. 4 教材建設 …………………………………………………………………… 267
2. 5 課程建設 …………………………………………………………………… 269
3 計算機學科建設與研究生教育 …………………………………………………… 275
3. 1 基本情況 …………………………………………………………………… 275
3. 2 研究生教育的整體情況 …………………………………………………… 277
3. 3 博士教育 …………………………………………………………………… 278
3. 4 工學碩士教育 ……………………………………………………………… 282
3. 5 工程碩士教育 ……………………………………………………………… 286
4 社會團體及教學研究與交流 ……………………………………………………… 288
4. 1 主要教育組織 ……………………………………………………………… 288
4. 2 廣泛的教育教學研究與交流 ……………………………………………… 293
致謝 …………………………………………………………………………………… 295
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 295
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 299
Sketch 驅動的網絡被動測量研究進展與趨勢 ………… CCF 網絡與數據通信專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 302
2 基於 Sketch 的網絡被動測量框架 ………………………………………………… 303
2. 1 網絡被動測量面臨的挑戰 ………………………………………………… 303
2. 2 網絡測量任務的性能要求 ………………………………………………… 304
2. 3 基於 Sketch 的網絡測量方法 ……………………………………………… 305
3 網絡被動測量系統的配置優化 …………………………………………………… 306
3. 1 測量環境準備 ……………………………………………………………… 306
3. 2 測量數據準備 ……………………………………………………………… 309
4 Sketch 數據結構的設計和優化 …………………………………………………… 311
4. 1 哈希策略 …………………………………………………………………… 311
4. 2 計數器級優化 ……………………………………………………………… 313
4. 3 Sketch 級優化………………………………………………………………… 320
5 網絡測量後處理階段的優化 ……………………………………………………… 323
5. 1 Sketch 壓縮及合併技術……………………………………………………… 323
5.
1 引言 ………………………… 2
2 面向體系結構的碳足跡量化模型 …………………………………………………… 3
2. 1 綜述 …………………………………… 4
2. 2 案例分析 …………………………………………… 14
2. 3 願景、 趨勢與挑戰 …………………………………………………………… 18
3 領域獨特的低碳體系結構研究進展 ……………… 20
3. 1 綜述 …………………………… 20
3. 2 案例分析 ……………………………………… 26
3. 3 願景、 趨勢與挑戰 ……………………… 29
4 面向碳中和的基礎系統軟件與裝備研究進展 …… 30
4. 1 綜述 …………………………………………… 30
4. 2 案例分析 ………………………………… 36
4. 3 願景、 趨勢與挑………………43
5 結束語 ……………………………………………… 45
參考文獻 ……………………………………………………… 46 作者簡介 ……………… 58
智能感知的邊緣計算芯片的研究進展與發展趨勢 ………… CCF 集成電路設計專業組
1 引言 ………………… 60
2 國際研究現狀 ……………………… 62
2. 1 一體化處理的感算共融架構 ……………………… 62
2. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………………… 64
2. 3 深度神經網絡加速器架構 ………………… 67
3 國內研究現狀 ……………………… 72
3. 1 一體化處理的感算共融架構 …………………… 72
3. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………… 73
3. 3 深度神經網絡加速器架構 ………………… 73
4 國內外研究進展比較 ………………………… 75
4. 1 一體化處理的感算共融架構
4. 2 簡化優化的深度神經網絡 …………………………… 75
4. 3 深度神經網絡加速器架構 …………… 76
5 發展趨勢與展望 ………………………………… 77
5. 1 一體化處理的感算共融架構 ……………………… 77
5. 2 簡化優化的深度神經網絡 ……………………… 78
5. 3 深度神經網絡加速器架構 …………………… 78
6 結束語 ………………………………………… 79
致謝 …………………………………………… 79
參考文獻 ………………………………………………… 79
作者簡介 …………………………………………… 85 眾測理論與方法的研究進展與趨勢 ……… CCF 容錯計算專業委員會
1 引言 ……………………………………………………… 88
1.1 眾測背景 ……………………………………………… 88
1. 2 眾測的基本工作流程與服務模式…………… 90
1. 3 本文內容和組織結構 …………………… 92
2 國內外研究現狀 …………………………………… 93
2.1 眾測的激勵機制 ………………………………………… 93
2. 2 眾測的協同機制 ……………………………… 98
2. 3 眾測的信任機制 ……………………………… 103
2. 4 眾測的質量評估技術 ………………………… 106
2. 5 眾測的測試適應性技術 ………………………… 109
2. 6 眾測服務平臺 ……………………………………… 115
3 發展趨勢與展望 ………………………………… 119
3. 1 眾測的共性理論 ………………………………… 119
3. 2 可信眾測 ……………………………………… 120
3. 3 眾測的新領域與新技術 …………… 122
4 結束語 ………………………… 124
致謝 ……………………………… 124
參考文獻 ………………………………… 125
作者簡介 ………………………………………… 138
安全攸關系統的領域建模與形式化驗證方法的研究進展與趨勢 ………………………………… CCF 抗惡劣環境計算機專業委員會
1 安全攸關軟件系統的領域建模方法 ………… 142
1. 1 安全攸關軟件系統的領域建模研究進展 ………… 142
1. 2 國外安全攸關軟件的建模應用進展 …………… 145
2 安全攸關軟件系統的形式化驗證方法 …………………………………………… 149
2. 1 操作系統的形式化驗證方法 ……………………………………………… 149
2. 2 CPU 的形式化驗證方法 …………………………………………………… 150
2. 3 編譯器的形式化驗證方法 ………………………………………………… 151
2. 4 安全攸關任務軟件模型的形式化驗證方法 ……………………………… 153
2. 5 未來研究方向 ……………………………………………………………… 154
3 領域模型和形式化驗證方法在航空領域的應用和需求 ………………………… 155
3. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 155
3. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 156
3. 3 充分利用現有成果的建議 ………………………………………………… 157
4 領域模型和形式化驗證方法在航天領域的應用和需求 ………………………… 158
4. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 159
4. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 162
5 領域模型和形式化驗證方法在航海領域的應用和需求 ………………………… 164
5. 1 應用現狀與成果 …………………………………………………………… 164
5. 2 領域未來需求及建議 ……………………………………………………… 167
6 結束語 ……………………………………………………………………………… 168
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 168
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 175
視覺-語言交互技術的研究進展與發展趨勢 ……………… CCF 計算機視覺專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 179
2 國內外研究現狀 …………………………………………………………………… 181
2. 1 方法研究進展 ……………………………………………………………… 181
2. 2 應用研究現狀 ……………………………………………………………… 197
3 國內研究進展 ……………………………………………………………………… 230
4 發展趨勢與展望 …………………………………………………………………… 232
5 結束語 ……………………………………………………………………………… 233
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 233
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 250
中國計算機教育發展報告 …………………………………………… CCF 教育專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 252
1. 1 本科學位教育 ……………………………………………………………… 252
1. 2 研究生學位教育 …………………………………………………………… 254
1. 3 從外延發展轉向內涵式發展 ……………………………………………… 256
2 計算機類專業教育 ………………………………………………………………… 258
2. 1 依據 “標準” 培養人才 …………………………………………………… 258
2. 2 校企協同提高人才培養質量和水平 ……………………………………… 261
2. 3 依據認證培養學生能力 …………………………………………………… 264
2. 4 教材建設 …………………………………………………………………… 267
2. 5 課程建設 …………………………………………………………………… 269
3 計算機學科建設與研究生教育 …………………………………………………… 275
3. 1 基本情況 …………………………………………………………………… 275
3. 2 研究生教育的整體情況 …………………………………………………… 277
3. 3 博士教育 …………………………………………………………………… 278
3. 4 工學碩士教育 ……………………………………………………………… 282
3. 5 工程碩士教育 ……………………………………………………………… 286
4 社會團體及教學研究與交流 ……………………………………………………… 288
4. 1 主要教育組織 ……………………………………………………………… 288
4. 2 廣泛的教育教學研究與交流 ……………………………………………… 293
致謝 …………………………………………………………………………………… 295
參考文獻 ……………………………………………………………………………… 295
作者簡介 ……………………………………………………………………………… 299
Sketch 驅動的網絡被動測量研究進展與趨勢 ………… CCF 網絡與數據通信專業委員會
1 引言 ………………………………………………………………………………… 302
2 基於 Sketch 的網絡被動測量框架 ………………………………………………… 303
2. 1 網絡被動測量面臨的挑戰 ………………………………………………… 303
2. 2 網絡測量任務的性能要求 ………………………………………………… 304
2. 3 基於 Sketch 的網絡測量方法 ……………………………………………… 305
3 網絡被動測量系統的配置優化 …………………………………………………… 306
3. 1 測量環境準備 ……………………………………………………………… 306
3. 2 測量數據準備 ……………………………………………………………… 309
4 Sketch 數據結構的設計和優化 …………………………………………………… 311
4. 1 哈希策略 …………………………………………………………………… 311
4. 2 計數器級優化 ……………………………………………………………… 313
4. 3 Sketch 級優化………………………………………………………………… 320
5 網絡測量後處理階段的優化 ……………………………………………………… 323
5. 1 Sketch 壓縮及合併技術……………………………………………………… 323
5.
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