CCF 2021-2022中国计算机科学技术发展报告_中国计算机学会_9787111725978

《CCF 2021-2022中国计算机科学技术发展报告》（以下简称《发展报告》）为中国计算机学会文集，由中国计算机学会（CCF）学术工作委员会组织和策划，由CCF各专业委员会和广大会员提供支持。经过CCF学术工作委员会组织评审后，本年度《发展报告》共收录了11篇高水平报告，书中既有经典方向上的新挑战和新进展，也有新兴方向上的新问题，充分体现了CCF对计算技术发展中的新问题和前沿技术的思考。

计算机及其相关网络基础设施已经成为人类信息社会的重要基石,计算技术发展水平也成为衡量国家发展水平和竞争力的重要指标。《中国计算机科学技术发展报告》(以下简称《发展报告》)记录和见证了中国计算机领域的发展,所涉及的内容涵盖计算技术的诸多重要领域,展现了我国计算技术及相关领域的研究进展,可以帮助我们更完整地认识新时期面临的挑战和机遇,并指引我们展望学科的发展趋势。
计算机科学与技术发展的突出特点是现有方向不断发展、深化,同时新兴方向不断涌现。本年度《发展报告》充分反映了这一趋势,书中既有经典方向上的新挑战和新进展,也有新兴方向上的新问题,充分体现了中国计算机学会对计算技术发展中的新问题和前沿技术的思考。
智能技术在这一两年得到了快速发展,尤其是以大模型为代表的视觉模型、语言模型、多模态模型均取得了性能上的突破,在各行各业产生了广泛的应用和讨论。尤其是以ChatGPT为代表的新一代技术,颠覆了人们对传统人工智能的认知,也正在深刻改变和影响计算机科学与技术学科的各个方向和社会生活的方方面面,对整个人工智能、计算机行业的发展都产生了深刻的影响。
本年度《发展报告》的组织和策划工作得到了中国计算机学会各专业委员会和广大会员的大力支持与积极响应,共收到23份反映不同方向进展的报告。中国计算机学会学术工作委员会组织评审,遴选出具有代表性的高水平报告共11份。在此,特别向本年度所有《发展报告》的执笔人表示感谢,也衷心感谢各专业委员会的主任和秘书长付出的辛苦劳动。中国计算机学会梅宏理事长、唐卫清秘书长等对《发展报告》的整理和出版给予了许多指导和支持,中国计算机学会学术工作委员会的各位委员在选题、组织、评审等方面做了大量的工作,学会秘书处协助处理了烦杂的事务性工作,在此一并表示感谢。

前言
持续学习的研究进展与趋势 CCF 大数据专家委员会
1 引言 2
1. 1 持续学习的背景介绍 2
1. 2 持续学习的设定 3
1. 3 本文的组织安排 4
2 研究现状 5
2. 1 基于回放的方法 5
2. 2 基于约束的方法 9
2. 3 基于结构的方法 12
3 国内外研究现状分析 15
3. 1 基于回放的研究现状 15
3. 2 基于约束的研究现状 16
3. 3 基于结构的研究现状 16
4 发展趋势与展望 17
5 结束语 18
致谢 18
参考文献 18
作者简介 23
图计算体系结构和系统软件关键技术研究进展与趋势
CCF 分布式计算与系统专业委员会
1 引言 26
1. 1 图计算大数据处理的关键使能技术和赋能手段 26
1. 2 基础理论与关键技术 27
2 国际研究现状 28
2. 1 面向图遍历类应用的体系结构和系统软件 28
2. 2 面向图挖掘类应用的体系结构和系统软件 33
2. 3 面向图学习类应用的体系结构和系统软件 40
3 国内研究现状 45
3. 1 面向图遍历类应用的体系结构和系统软件 45
3. 2 面向图挖掘类应用的体系结构和系统软件 50
3. 3 面向图学习类应用的体系结构和系统软件 52
4 国内外研究进展比较 58
4. 1 面向图遍历类应用的体系结构和系统 58
4. 2 面向图挖掘类应用的体系结构和系统 58
4. 3 面向图学习类应用的体系结构和系统 59
5 发展趋势与展望 59
6 结束语 61
参考文献 61
作者简介 72
无人集群网络技术研究进展与趋势 CCF 互联网专业委员会
1 引言 75
2 无人集群网络的概念及发展概况 76
2. 1 概念及能力需求 76
2. 2 无人集群网络的技术需求 77
2. 3 发展概况 78
3 无人集群网络的体系架构 84
3. 1 平面网络架构 84
3. 2 分层分簇网络架构 85
3. 3 分层联盟网络架构 86
3. 4 软件定义网络架构 87
4 无人集群网络链路层协议 89
4. 1 协议设计挑战 89
4. 2 竞争型 MAC 协议 89
4. 3 调度型 MAC 协议 92
4. 4 新型 MAC 协议 96
5 无人集群网络路由协议 98
5. 1 协议设计挑战 98
5. 2 现有路由协议的适用性研究进展 98
5. 3 针对无人集群网络设计的路由协议研究进展 102
6 无人集群网络群体协同规划优化机制 108
6. 1 二维地面场景中的 MEC 任务调度研究 108
6. 2 三维空间场景中的 UAV-MEC 任务调度研究 109
7 无人集群网络可靠传输与安全机制 111
7. 1 多路径传输协议 112
7. 2 安全机制 115
8 无人集群网络技术展望 118
8. 1 网络架构方面 118
8. 2 组网技术方面 119
8. 3 网络协议方面 119
8. 4 集群智能方面 120
8. 5 网络安全方面 120
参考文献 121
作者简介 132
深度认知网络的研究进展与趋势 CCF 计算机视觉专业委员会
1 引言 133
2 国内外研究现状 134
2. 1 注意机制建模 134
2. 2 记忆机制建模 139
2. 3 推理机制建模 143
3 国内外研究进展比较 147
4 发展趋势与展望 147
5 结束语 148
参考文献 149
作者简介 164
从区块链到 Web 3. 0: 研究现状与趋势 CCF 区块链专业委员会
1 引言 166
2 Web 3. 0 概述 168
2. 1 自主权回归用户的互联网基础设施 168
2. 2 安全可信的价值互联网 169
2. 3 用户与建设者共建共享的新型经济系统 169
3 区块链赋能 Web 3. 0 170
3. 1 基础层 171
3. 2 数据层 174
3. 3 网络层 179
3. 4 应用层 182
4 发展趋势与展望 185
4. 1 建设面向 Web 3. 0 的高质量分布式基础设施 186
4. 2 建立适用于 Web 3. 0 的分布式网络标准 186
4. 3 推动 Web 3. 0 技术的治理与发展 186
4. 4 推进 Web 3. 0 的相关立法和教育普及 187
5 结束语 188
参考文献 189
作者简介 194
存内计算研究进展与发展趋势 CCF 容错计算专业委员会 &CCF 集成电路设计专业委员会
1 引言 196
2 国外研究现状 197
2. 1 应用 197
2. 2 电路 201
2. 3 架构 207
2. 4 工具 210
3 国内研究现状 212
3. 1 应用 213
3. 2 电路 215
3. 3 架构 220
3. 4 工具 222
4 国内外研究现状比较 223
4. 1 应用 223
4. 2 电路 224
4. 3 架构 226
4. 4 工具 227
5 发展趋势与展望 227
5. 1 发展趋势 227
5. 2 展望 232
6 结束语 233
参考文献 233
作者简介 250
数字孪生信息系统的研究进展与趋势
CCF 信息系统专业委员会 &CCF 虚拟现实与可视化技术专业委员会
1 引言 254
1. 1 数字孪生信息系统介绍 254
1. 2 数字孪生信息系统的关键技术 254
Ⅶ 目录
1. 3 数字孪生信息系统的应用现状 255
2 国内外研究现状 256
2. 1 模型与建模方法 256
2. 2 数据的采集与传输 258
2. 3 数据的管理 259
2. 4 数据和模型双驱动的管理控制 261
2. 5 虚拟现实与可视化交互 263
2. 6 数字孪生信息系统安全 268
3 国内外研究比较 270
3. 1 模型与建模方法 270
3. 2 数据的采集与传输 271
3. 3 数据的管理 271
3. 4 数据和模型双驱动的管理控制 272
3. 5 虚拟现实与可视化交互 272
3. 6 数字孪生信息系统安全 273
4 典型数字孪生信息系统的应用 273
4. 1 数字孪生城市 273
4. 2 数字孪生交通 276
4. 3 数字孪生医疗 278
4. 4 工业数字孪生 281
5 发展趋势与展望 283
6 结束语 284
参考文献 285
作者简介 294
情感分析研究进展与趋势 CCF 自然语言处理专业委员会
1 引言 297
2 情感分析的任务体系 299
2. 1 基于输出形式的划分 299
2. 2 基于分析粒度的划分 300
3 情感分析领域的研究热点 301
4 细粒度情感分析 302
4. 1 属性抽取 303
4. 2 属性级情感要素抽取 304
4. 3 情感元组抽取 305
5 多模态情感分析 307
5. 1 文档/ 句子级多模态情感分析 307
5. 2 属性级多模态情感分析 308
5. 3 独白或对话场景多模态情感分析 309
6 可解释情感分析 312
6. 1 面向新闻文本的情绪溯因分析 312
6. 2 面向微博文本的情绪溯因分析 314
6. 3 面向对话场景的情绪溯因分析 314
6. 4 其他场景下的情绪溯因分析 315
7 情感分析的应用现状 315
8 未来研究趋势展望 317
9 结束语 318
参考文献 318
作者简介 329
类脑计算技术研究进展与发展趋势 CCF 体系结构专业委员会
1 引言 331
1. 1 人工智能的发展 331
1. 2 类脑计算 333
1. 3 本报告内容梗概 333
2 国际研究现状 334
2. 1 类脑计算模型和算法 334
2. 2 新型神经形态器件和阵列 337
2. 3 类脑处理器 340
2. 4 类脑处理器的工具链 342
2. 5 类脑计算技术的应用 344
2. 6 国际科研力量及专利成果对比 345
3 国内研究现状 347
3. 1 类脑计算模型和算法 347
3. 2 新型神经形态器件和阵列 349
3. 3 类脑处理器 350
3. 4 类脑处理器的工具链 357
3. 5 类脑计算技术的应用 359
3. 6 国内科研力量及专利成果对比 359
4 国内外研究情况对比 361
4. 1 从文献检索角度看国内外现状对比 361
4. 2 从实际应用角度看国内外现状对比 363
5 类脑计算技术的发展趋势 364
6 结束语 365
参考文献 365
作者简介 372
面向安全泛在计算的系统软件的研究进展与趋势
CCF 系统软件专业委员会 &CCF 软件工程专业委员会 &CCF 形式化方法专业委员会
1 引言 376
2 国际研究现状 377
2. 1 形式验证 377
2. 2 程序设计语言 387
2. 3 操作系统 391
2. 4 软件工程 394
3 国内研究进展 397
3. 1 学术界进展 397
3. 2 产业界进展 407
4 国内外研究进展比较 409
4. 1 形式验证 409
4. 2 程序设计语言 411
4. 3 操作系统 411
4. 4 软件工程 411
5 发展趋势与展望 412
5. 1 形式验证 412
5. 2 程序设计语言 414
5. 3 操作系统 416
5. 4 软件工程 417
6 结束语 418
致谢 419
参考文献 419
作者简介 451
元宇宙中的人机交互技术研究进展与趋势 CCF 人机交互专业委员会
1 引言 459
1. 1 元宇宙概述 459
1. 2 元宇宙中的人机交互技术 459
2 国内外研究现状 460
2. 1 拓展现实 460
2. 2 输入输出接口技术 465
2. 3 面向特定情境的交互技术 475
3 国内外研究进展比较 481
3. 1 拓展现实 481
3. 2 输入输出接口技术 483
3. 3 面向特定情境的交互技术 484
4 发展趋势与展望 487
4. 1 拓展现实 487
4. 2 输入输出接口技术 489
4. 3 面向特定情境的交互技术 491
5 结束语 493
参考文献 494
作者简介 501
关键词索引 505
作者索引 507

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