基于GEP的线性指数函数型程序不变量动态发现方法

不变量是用来描述程序运行时保持不变性质的逻辑断言.根据关系数据理论,程序不变量可分函数依赖型和非函数依赖型程序不变量.着眼于函数依赖型程序不变量,借助GEP的函数发现特点和Daikon对线性程序不变量的发现能力,重点对线性指数函数型程序不变量动态发现方法进行研究,通过实验证明了GEP对线性指数形式的函数有较高的发现效率,可以扩展Daikon在线性指数函数型程序不变量方面的预置形式以达到从程序轨迹数据中发现该类程序不变量的目的.     

一种基于GEP的程序不变量动态发现方法

利用GEP(基因表达式编程)获取最优解的函数发现能力和数学理论的精确计算能力获得较客观的程序不变量的预置形式,能够进行目前技术没有处理的函数型程序不变量的发现生成工作.在函数型程序不变量范围内,有效地克服了目前程序不变量发现技术中存在的两个缺点,即计算盲目性与程序不变量形式预置的主观性.整个工作可以理解为是对目前程序不变量发现技术的一个扩展,它拓广了原有技术可发现的程序不变量种类,增大了从程序运行轨迹数据中发现更多不变量的可能性.     

函数型累积Logistic回归模型研究与应用

该文针对响应变量为有序多分类标量数据，协变量为函数型数据构建函数型累积Logistic回归模型，并在贝叶斯分析框架下构造Gibbs抽样算法解决参数估计问题.具体解决流程为：首先，通过潜变量连接有序响应变量与函数协变量间的关系，同时对回归系数函数和回归函数型自变量选取主成分基函数进行展开，设置潜变量模型误差项服从Logistic分布.再利用Polya-Gamma变换解决模型似然函数的复杂性，并求得回归系数展开系数的后验分布从而构建Gibbs抽样算法.最后将该方法应用与模拟数据和实际空气质量指数(AQI)的分析，结果显示能较好地对模拟数据和空气质量指数(AQI)污染状况进行分类.     

一种新的近似目标函数优化方法

本文提出了一种新的优化方法,适用于变量较少、具有p次方形式、无法求导的复杂的目标函数.给出了由误差函数求出近似误差函数和近似目标函数,并以求近似目标函数的最优值来替代求目标函数最优值的详细算法.列出了本算法对于10种试验函数的计算实例.计算结果与其他方法的比较证明了本算法的有效性.最后讨论了本算法的某些局限性.     

求无约束连续全局优化问题的单参数填充函数法

填充函数法是一种求解多维多模态函数全局极小点的有效方法.由于已有填充函数存在指数项和较多参数而导致数值实验效果不理想.为此,提出了一个新的单参数填充函数,该函数形式简单且满足定义中的所有条件.基于此填充函数设计了相应的算法,数值实验表明该算法有效可行.     

核电厂DCS系统逻辑算法在线维护技术研究

在核电厂DCS系统中,算法程序主要完成系统的业务功能,它的可靠性正确性对于整个系统的安全运行具有重要意义。在DCS系统中,算法程序作为主控程序的一部分运行。为了让算法程序运行的每一步均可见,就要对算法产生的所有变量进行维护,其中监控算法程序的内部变量是监控整个算法的关键环节。针对核电厂安全级DCS系统的算法软件安全性需求及内部变量对外不可见的特性,设计了一套算法程序内部变量维护的方法。利用该方法一方面可以实现对整个算法程序运行全过程所有环节的维护功能;另一方面屏蔽了操作人员在处理算法过程中主观因素的介入。这一方法能有效提升用户使用体验,具有可观的经济效益。     

数值求导算法研究

基于导数的定义, 研究了2个求导算法,设计了计算任意函数导数的通用程序, 并指出了沿指数曲线逼近0点可以有效提高计算精度.     

基于贝叶斯估计的空间函数型自回归模型及其应用

目的 为了研究函数型数据中响应变量的空间相关性,根据现有研究方法,对具有空间依赖性的函数型数据进行研究,并提出其模型的贝叶斯估计方法。方法 以典型空间自回归模型为基础,根据函数响应变量的空间依赖性,假设响应变量和解释变量间存在内生关系,生成空间函数型自回归模型,通过主成分分析将模型中函数型部分变为离散型,然后在给定先验情况下计算模型中参数的完全条件后验分布,使用贝叶斯MCMC方法进行估计。结果 使用联合Gibbs采样和随机游动的Metropolis-Hastings算法对模型中参数进行估计,通过模拟研究发现：不同参数下模型的函数型系数以及其他参数的估计偏差和均方误差较小,由此验证了贝叶斯估计方法的有效性,同时将空间函数型模型用于重庆市主城区新房平均价格的实证分析,结果表明所提出模型的贝叶斯估计方法是有效的。结论 使用贝叶斯估计方法对模型中参数进行估计,在不同情况下函数型解释变量的估计效果一直都比较好,并且随着样本量的增大,其估计效果也越来越好,可以认为使用贝叶斯估计方法对空间函数型自回归模型进行估计是有效且可行的,同时通过实证分析说明重庆市主城区新房平均价格具有空间自相关性,而且会受到...     

非线性不等式约束优化问题的指数型精确罚函数算法

针对非线性不等式约束优化问题,通过增加一个变量构造了一种新的指数型罚函数,进而证明了该罚函数的光滑性和精确性.进一步,设计了一种求解非线性不等式约束优化问题的精确罚函数算法.数值计算的结果表明了该算法的可行性.     

具对数非线性项的Kirchhoff型黏弹性波动方程解的爆破性质

考虑一类具有变指数的对数非线性项的Kirchhoff型黏弹性波动方程.首先,给出该问题的能量恒等式;其次,通过构造辅助函数并利用H9lder不等式和Gagliardo-Nirenberg不等式,在对数非线性项中含有变指数的情形下,得到方程解在有限时间内爆破的结果.     

图搜索问题算法推导及形式化证明

用非形式化方法解决图搜索问题规模受限,对于一些复杂问题难以保证其正确性.传统的形式化方法推导图搜索问题难以理解且不易于形式化证明,现有形式化方法对这类问题的解决方案较少,在保证可靠性和正确性方面有欠缺.该文通过对图搜索问题的深入研究,开发出一种针对解决图搜索算法的新方法.首先刻画问题的规约,利用循环不变式的递归定义技术给出了开发图搜索问题循环不变式的新策略,在此基础上得到Apla抽象算法程序,并对该算法程序进行了形式化证明,再将已验证的Apla算法程序自动生成C++可执行程序,实现了从抽象的形式规约推演出具体的面向计算机的程序代码的程序精化完整过程.以拓扑排序和广度优先遍历为例对所提方法进行实验,实验结果验证了所提方法的有效性,不仅可以推导和证明已知算法,而且对未知算法的推导也有指导性作用.     

不变矩构造方法的研究

在7个经典不变矩基础上，总结出基不变矩的一般构造规律，提出了一种新的推导不变矩的重要方法——三角函数分解法，导出了多个新的不变矩表达式，提出了不变矩空间的概念，讨论了不变矩在图像反转变换下的特性．利用扩充后的基不变矩特征序列就可以更准确地对图像进行分类和识别．     

二叉树排序非递归算法推导及形式化证明

非线性数据结构递归问题非递归算法的循环不变式的开发一直是形式化开发的难点.研究二叉树类非递归算法的推导及形式化证明方法,对二叉树排序算法进行推导,得出非递归Apla(Abstract Programming Language)算法及其精确而简单的循环不变式,然后用Dijkstra-Gries标准程序证明法证明算法的正确性,最后使用PAR平台C++程序自动生成系统自动生成C++代码.实例的实验结果简化了算法程序的推导和证明过程,对递归问题非递归算法的循环不变式的探测具有一定的借鉴意义,而且对非线性数据结构算法程序的推导及形式化证明具有指导意义.     

2类数列问题循环不变式开发策略研究与应用

该文通过对组合数学中Catalan数列问题和Fibonacci数列问题进行深入研究,利用归纳推理、组合数学中的加法和乘法原理等方法得到问题求解函数,使用变量记录算法求解过程中子问题的解,并约束循环变量的变化范围,获得问题求解算法的循环不变式,由此得到了2类数列问题循环不变式的统一开发策略.以二叉树的形态数问题和阶梯问题为例,利用所提策略开发循环不变式,并基于循环不变式展示了这2类数列问题算法程序的形式化推导过程.     

用daikon发现循环不变式

随着软件行业的深入发展,软件存在的问题与日俱增,程序正确性受到了广泛的关注,形式化方法是解决程序正确性的基本途径,而发现程序循环不变式是证明程序正确性的关键。本文介绍了循环不变式的基本概念以及计算不变式的基本方法;用JAVA重写了Siemens的replace C程序,并以JAVA和C两种语言的replace程序为例,对不变式动态探测工具daikon进行了深入的实验研究,试验结果揭示了daikon在探测循环语句不变式方面的不足,依此提出了改进daikon探测循环不变式的措施。     

硬化土模型在FLAC3D 中的二次开发

为了对岩土工程领域相关问题提供数值参考,将硬化土模型与强大的非线性计算功能FLAC3D数值分析软件结合。基于拉格朗日有限差分方法,详细地推导了HS模型在FLAC3D中的增量迭代计算格式,并且给出了更新剪切屈服面应力的算法。在FLAC3D提供的二次开发程序接口基础上,利用VC++程序语言实现了计算过程,并将HS模型编译成动态链接库文件进行加载和调用。最后,通过模型计算与试验实测进行比较,验证了二次开发程序的正确性与合理性。     

混合算法在04公桥规徐变系数曲线拟合中应用

采用混合算法将04公桥规附录F中给出的混凝土徐变系数幂函数表达式拟合为指数函数表达式,从而得到了徐变计算的递推式.即首先用遗传模拟退火算法对徐变系数曲线进行初步拟合,估计传统非线性迭代计算中参数的初值;再通过基于Levenberg-Marquardt法和Gauss-Newton法的非线性最小二乘法对徐变系数进行精确的拟合;最后通过结果分析确定了指数函数表达式的最终形式.混合算法解决了应用单一算法在拟合徐变系数曲线上的局限性,有着良好的通用性、鲁棒性和精度,拟合结果可直接应用于采用递推法计算混凝土徐变的有限元程序中.     

非完整系统的第一积分与积分不变量

研究了高阶非完整系统的积分不变量的构造，证明由已知的第一积分可以得到相应的积分不变量；同时，讨论了一阶非完整系统，得到以往所得积分不变量的一个等价形式。