信息科学

  • 基于页面替换代价的缓冲区管理算法

    刘靖宇;颜钰莹;曹兴旺;范小芹;武优西;

    由于闪存具有读写不对称、写前擦除、异地更新的特性而影响存储效率,基于闪存的固态硬盘通常嵌入DRAM作为缓冲区来提高性能。现有的闪存缓冲区管理算法为了减少闪存写操作次数,直接选择干净页面作为受害者页面驱逐出缓冲区,导致缓冲区的命中率降低。针对这一问题,提出了一种基于页面替换代价的缓冲区管理算法(page replacement cost-LRU,PRC-LRU),通过计算页面的访问频率和写回闪存的代价,选择替换代价最小的页面写回闪存,在减少闪存写入次数的同时稳定了缓冲区的命中率。实验结果证明,与现有方案相比,PRC-LRU最多可将缓冲区命中率提高26.4%,减少闪存写入次数,并且降低运行时间。

    2023年06期 v.55 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 716K]
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  • 基于图神经网络文档相似度的实体与关系层次匹配方法

    赵文彬;王佳琦;吴峰;任雁;安寅生;

    针对文本中深层语义难以计算的问题,提出了基于句法依存关系的多头图注意力实体关系联合抽取模型和融合层次类型的文档相似性匹配。首先通过多头图注意力网络对文本进行实体关系抽取,然后设计融合层次类型的词移距离相似性计算方法以及基于图相似的文档相似性计算模型,利用文档中的实体和关系构建图结构,根据图级特征进行相似性计算。最后,通过对比实验验证了所提方法在文档相似性计算、图相似度计算和图分类任务中的有效性。

    2023年06期 v.55 8-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 基于邻域容差熵选择集成分类算法

    董红瑶;申成奥;李丽红;

    针对不完备混合型信息系统的分类问题,融合粒计算和集成学习思想,引入邻域容差关系,提出基于邻域容差熵选择集成分类算法。首先根据样本中的缺失属性将不完备混合型数据集划分为不同的信息粒,并再次遍历数据集进行最大化信息粒,构成新的粒空间,用以BP神经网络为基分类器的集成算法在粒空间上训练最大化信息粒,构建新的基分类器;然后以每个信息粒的缺失属性作为条件计算出关于类别属性的邻域容差条件熵,各个信息粒的重要度通过邻域容差条件熵进行量化后,通过信息粒的大小、新训练出的基分类器预测准确率以及邻域容差条件熵重新定义各个基分类器的权重;最后根据预测样本对基分类器加权集成,预测分类结果,并与传统的集成分类算法进行对比分析。对于不完备混合型数据集,新提出的集成分类算法能有效提升分类准确率。

    2023年06期 v.55 15-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 235K]
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  • 融合多策略改进的哈里斯鹰优化算法

    曹泽轩;王晓峰;谢志新;莫淳惠;于卓;吴宇翔;

    针对哈里斯鹰优化算法收敛精度低、易于早熟收敛、全局搜索与局部开发不平衡的问题,提出一种融合多策略的哈里斯鹰优化算法。利用佳点集初始化种群,提高初始解的质量;通过重新设置算法的条件,平衡算法的探索与开发;引入麻雀搜索算法中发现者位置更新公式对探索阶段进行改进,提升算法的全局搜索能力;采用柯西变异和高斯变异对最优解进行扰动,有效避免算法陷入局部最优。通过对6个基准测试函数进行仿真实验,与其他智能优化算法及其他改进的哈里斯鹰算法进行对比分析,实验结果表明改进方法的寻优能力优于对比算法。

    2023年06期 v.55 22-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 339K]
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  • 基于半监督深度学习网络的水体分割方法

    吴宇鑫;陈知明;李建军;

    水体分割是遥感图像语义分割的一个重要应用方向,现有的深度学习语义分割方法,无法有效分割复杂的水体边界、难以将空间信息和语义信息统一。为了解决上述问题,提出一种针对水体分割的深度学习网络。网络引入了注意力感知机制,能够对特征图中重要的信息加权,提高了对水体边界轮廓的感知能力。为了解决网络上采样过程中语义信息和空间信息不平衡的问题,将不同尺度的特征图融合进行预测。采用半监督框架对网络进行训练,充分利用无标记图像的特征信息,增强了网络的分割性能。实验表明,提出的网络分割性能优于其他现有语义分割网络。

    2023年06期 v.55 29-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K]
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  • 基于CNN与LightGBM的入侵检测研究

    魏明军;闫旭文;纪占林;陈钊;

    网络入侵检测少数类样本不仅自身准确率和召回率低,而且还影响整体准确率和召回率。针对此问题,提出一种基于生成式对抗网络(GAN)、卷积神经网络与LightGBM相结合的算法。首先,使用降噪变分自动编码器改进GAN,以实现对不平衡数据集的处理。其次,使用卷积注意力机制改进残差卷积神经网络,更好地提取数据的关键特征。最后,利用LightGBM集成学习算法对处理后的数据集进行分类。实验结果表明,在NSL-KDD测试集上,改进后算法的准确率、召回率、精确率和F1值均有提高。该模型缓解了少数类样本对模型分类带来的负面影响,具有良好的分类性能。

    2023年06期 v.55 35-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 基于文本注意力机制优化的网络表示学习模型

    唐彦龙;冶忠林;赵海兴;仁青卓么;

    在经典网络表示学习框架上进行改进,提出了基于文本注意力机制优化的网络表示学习模型。首先学习上下文节点的平均嵌入,然后利用上下文节点的平均嵌入引入注意力机制,目标节点的嵌入由注意力和文本嵌入共同决定。在文本特征上添加注意力机制,旨在为文本特征中的词语学习不同的权重值,使得对模型有利的词语得到最大贡献,有效避免低频词、噪声词对模型的影响。在Citeseer (M10)、DBLP (V4)和SDBLP三个数据集上进行实验,结果表明,该模型的网络节点分类性能优于DeepWalk算法和同类别表示学习算法。在网络可视化分析中,所提算法有明显的聚类现象和聚类边界,获得了期望的结果。

    2023年06期 v.55 41-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 325K]
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  • 时域与频域自适应SVD融合去噪算法

    高磊;夏星;闵帆;

    时域方法在地震同相轴倾斜或弯曲时,难以保证去噪的有效性;频域方法在信号频带较宽时,会衰减过多信号。基于此,提出一种时域与频域自适应奇异值分解(singular value decomposition, SVD)融合去噪算法。该算法包含分解与融合技术:在分解技术中,根据奇异值二阶差分谱,在时域与频域中分别进行自适应去噪,得到两个分解矩阵;在融合技术中,提出了用于评估分解矩阵的一致度,利用融合策略得到融合矩阵,最后根据局部相似性调整得到去噪矩阵。在合成与野外数据集上与一些算法进行了对比实验,结果表明,所提算法能够更有效地压制噪声。

    2023年06期 v.55 48-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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  • 一种人工蜂群算法优化的邻域粗糙集特征选择方法

    季雨瑄;叶军;杨震宇;敖家欣;

    在邻域粗糙集模型中,由于计算邻域及正域的工作量较大,因此,对邻域决策表进行特征选择或降维具有较高的时间复杂度。特别是随着邻域决策表维数的增多,计算工作量呈指数级增加。针对此类问题,引入人工蜂群算法进行优化。首先,给出了一种邻域粗糙集分辨矩阵特征重要性度量方法;其次,以邻域分辨矩阵特征重要度为启发因子构造了适应度函数,新的适应度函数增加了启发信息;最后,设计了一种人工蜂群算法优化的特征选择算法。UCI数据集对比实验结果与分析表明,与原有的邻域特征选择算法相比,新算法减少了迭代次数,加快了收敛速度,并且能够有效寻找到最小特征子集。

    2023年06期 v.55 55-62+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 基于EMD距离度量的小样本矿物图像分类

    杜睿山;张轶楠;孟令东;张桐;

    在复杂的地质勘探条件下准确完成矿物识别是一项重要的任务。基于数据驱动的深度学习模型能精确识别各类岩石矿物,但需要构建庞大且完备的数据集,在实际情况下难以应用。针对此问题,结合小样本学习、度量学习以及元学习训练策略,使用EMD距离度量计算图像之间的结构距离,构建一种适应于小样本矿物的图像分类模型。核心思想在于利用图块级别度量并引入交叉参考权重机制,有效减少同类差异大和背景杂乱带来的影响,优于图与图判定分类的模型。在mini-ImageNet数据集上,5-way 1-shot和5-way 5-shot设置的分类准确率分别提高至55.91%、67.58%;将算法应用于小样本黏土矿物数据集上,5-way 5-shot设置的分类准确率为92.65%。实验结果表明,利用度量学习方法的分类精度高于其他小样本学习方法。

    2023年06期 v.55 63-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 基于RGCN的阻塞性睡眠呼吸暂停预测研究

    张恩铭;袁玥;滕飞;姚远;张海波;

    阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea, OSA)预测对于睡眠健康预警至关重要。然而传统方法往往忽略各生理信号的空间和时间依赖性。提出一种基于循环图卷积网络(recurrent graph convolutional network, RGCN)的深度学习框架来挖掘呼吸生理信号间的时空特征。此方法利用图结构对呼吸生理信号数据的关联性进行建模。第一阶段构造了时空循环卷积块,利用图卷积和循环卷积对信号的空间特征和时间特征进行提取,对睡眠呼吸信号进行预测。第二阶段基于卷积操作对预测后的呼吸信号进行OSA事件分类。实验结果表明,RGCN模型捕获了呼吸信号的时空相关性,呼吸信号预测最低MAE和RMSE分别达到1.061 3和2.994 1,利用预测的呼吸信号进行OSA事件预测的F1达到了89.7%,与其他方法相比效果有明显提升。

    2023年06期 v.55 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 282K]
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  • 推荐算法背景下兴趣社区挖掘算法

    吴日铭;韩益亮;郭凯阳;刘凯;

    针对传统的网络拓扑构建方法难以很好描述推荐平台中网络用户的情况,提出了一种基于用户“围观”行为的网络构建方法,对构建的网络进行分析。由于传统的标签传播算法易发生标签入侵和算法结果不稳定,改进标签传播算法的标签更新规则,提出一种适用于挖掘推荐网络社区的标签传播算法。利用短视频推荐平台数据集,对所提算法进行了实验论证。结果表明,所提算法挖掘的社区内部兴趣相似度显著高于整个网络中的兴趣相似度,有较高的兴趣内聚性。

    2023年06期 v.55 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 591K]
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  • 中智模糊半概念知识提取研究

    毛华;郑博雅;胥德华;张植明;杨兰珍;

    在中智模糊形式背景下,将三支中智模糊概念与经典半概念相结合,提出面向属性的中智模糊半算子与面向对象的中智模糊半算子,进一步得到面向属性的中智模糊半概念与面向对象的中智模糊半概念。在此基础上,讨论了它们在形式概念分析理论中的核心结构——格,并得到构造其格结构的算法。通过实际案例说明了中智模糊半概念的应用价值,为知识提取提供了一种新方法。

    2023年06期 v.55 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 郑州大学学报(理学版)第55卷(2023年)总目次

    本刊编辑部;

    <正>~~

    2023年06期 v.55 91-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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  • 《郑州大学学报(理学版)》征稿简则

    <正>《郑州大学学报(理学版)》(原刊名《郑州大学学报(自然科学版)》)是郑州大学主办的自然科学综合性学术刊物(双月刊,国内外公开发行),中文核心期刊,主要刊登信息与计算机科学、数学、物理学、化学、生物工程科学、材料科学、电气工程科学等自然科学的基础研究及应用研究方面的学术论文。1要求及注意事项1.1来稿应具有创新性、科学性、准确性和可读性。稿件必须包括(按顺序):题名、作者姓名、作者单位(具体到院系)及省份、城市邮政编码、中英文摘要(100~300字)、关键词(3~8个)、中图分类号、文献标志码、

    2023年06期 v.55 95页 [查看摘要][在线阅读][下载 40K]
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