可满足性模理论综述

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作者 唐傲 王晓峰 何飞 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2024年第3期400-415,共16页

可满足性模理论(SMT)是指判定一阶逻辑公式在特定背景理论下的可满足性问题。基于一阶逻辑的SMT相比SAT描述能力更强、抽象能力更高,能处理更加复杂的问题。SMT求解器在各个领域都有应用,已经成为重要的形式化验证引擎。目前,SMT已被广... 可满足性模理论(SMT)是指判定一阶逻辑公式在特定背景理论下的可满足性问题。基于一阶逻辑的SMT相比SAT描述能力更强、抽象能力更高,能处理更加复杂的问题。SMT求解器在各个领域都有应用,已经成为重要的形式化验证引擎。目前,SMT已被广泛应用在人工智能、硬件RTL验证、自动化推理和软件工程等领域。根据近些年SMT的发展,首先阐述SMT基本知识和常见的背景理论;然后分析总结Eager方法、Lazy方法和DPLL(T)方法的实现流程,并进一步介绍主流求解器Z3、CVC5和MathSAT5的实现过程;接着介绍SMT的扩展问题#SMT、SMT应用在深度神经网络的SMTlayer方法和量子SMT求解器;最后对SMT的发展进行展望,并讨论其面临的挑战。 展开更多

关键词 一阶逻辑 可满足性模理论 Lazy方法 DPLL(T) SMT求解器 #SMT

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基于可满足性模理论求解器的程序路径验证方法 被引量：2

2

作者 任胜兵 吴斌 +1 位作者 张健威 王志健 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第10期2806-2810,共5页

针对程序中因存在路径条数过多或复杂循环路径而导致路径验证时的路径搜索空间过大,直接影响验证的效率和准确率的问题,提出一种基于可满足性模理论(SMT)求解器的程序路径验证方法。首先利用决策树的方法对复杂循环路径提取不变式,构造... 针对程序中因存在路径条数过多或复杂循环路径而导致路径验证时的路径搜索空间过大,直接影响验证的效率和准确率的问题,提出一种基于可满足性模理论(SMT)求解器的程序路径验证方法。首先利用决策树的方法对复杂循环路径提取不变式,构造无循环控制流图(NLCFG);然后通过基本路径法对控制流图(CFG)进行遍历,提取基本路径信息;最后利用SMT求解器作为约束求解器,将路径验证问题转化为约束求解问题来进行处理。与同样基于SMT求解器的路径验证工具CBMC和FSoft-SMT相比,该方法在对测试集程序的验证时间上比CBMC降低了25%以上,比FSoft-SMT降低了15%以上;在验证精度上,该方法有明显的提升。实验结果表明,方法可以有效解决路径搜索空间过大的问题,同时提高路径验证的效率和准确率。 展开更多

关键词 路径验证 控制流图 决策树 基本路径 可满足性模理论求解器

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基于可满足性模理论的虚拟网映射问题求解

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作者 余建军 吴春明 《计算机应用与软件》 北大核心 2023年第2期138-143,共6页

针对物理网络不支持路径分割且物理节点不支持重复映射的虚拟网映射问题,建立以物理网络资源消耗量最小化为目标的整数线性规划模型;基于可满足性模理论,构建这类虚拟网映射问题的SMT公式,并采用SMT求解器求解最优解。实验表明,所提方... 针对物理网络不支持路径分割且物理节点不支持重复映射的虚拟网映射问题,建立以物理网络资源消耗量最小化为目标的整数线性规划模型;基于可满足性模理论,构建这类虚拟网映射问题的SMT公式,并采用SMT求解器求解最优解。实验表明,所提方法能有效提高虚拟网络构建请求的接受率和物理网络提供商的长期收益。 展开更多

关键词 虚拟网映射 可满足性模理论 SMT公式 最优解

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基于可满足性模理论的多处理机通信延迟优化任务调度方法 被引量：7

4

作者 姜松岩 廖晓鹃 陈光柱 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第1期185-191,共7页

在一组相同处理器上调度带有通信延迟的任务图以实现其最短的执行时间,这在并行计算的调度理论和实践中具有重要的意义。针对具有通信延迟的任务图调度问题,提出一种基于可满足性模理论(SMT)的改进SMT方法。首先,将处理器映射约束和任... 在一组相同处理器上调度带有通信延迟的任务图以实现其最短的执行时间,这在并行计算的调度理论和实践中具有重要的意义。针对具有通信延迟的任务图调度问题,提出一种基于可满足性模理论(SMT)的改进SMT方法。首先,将处理器映射约束和任务执行顺序等约束条件进行编码,将任务图调度问题转化为SMT问题;然后,调用SMT求解器对可行解空间进行搜索,以确定问题最优解。在约束编码阶段,使用整型变量表示任务和处理器的映射关系,从而降低处理器约束编码的复杂程度;在求解器调用阶段,通过添加独立任务的约束条件减小求解器的搜索空间,进一步提升最优解的查找效率。实验结果表明,与原始SMT方法相比,改进SMT方法在20 s和1 min超时实验中的平均求解时间分别减少了65.9%与53.8%,并且在处理器数量较多时取得了更大的效率优势。改进的SMT方法可以有效求解带通信延迟的任务图调度问题,尤其适用于处理器数量较多的调度场景。 展开更多

关键词 并行计算 任务调度 可满足性模理论 线性规划 有向无环图

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RTL验证中的混合可满足性求解 被引量：11

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作者 邓澍军 吴为民 边计年 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期273-278,285,共7页

RTL混合可满足性求解方法分为基于可满足性模理论(SMT)和基于电路结构搜索两大类.前者主要使用逻辑推理的方法,目前已在处理器验证中得到了广泛的应用,主要得益于SMT支持用于描述验证条件的基础理论;后者能够充分地利用电路中的约束信息... RTL混合可满足性求解方法分为基于可满足性模理论(SMT)和基于电路结构搜索两大类.前者主要使用逻辑推理的方法,目前已在处理器验证中得到了广泛的应用,主要得益于SMT支持用于描述验证条件的基础理论;后者能够充分地利用电路中的约束信息,因而求解效率较高.介绍了每一大类中的典型研究及其所采用的重要策略,以及RTL可满足性求解方面的研究进展. 展开更多

关键词 形式验证 寄存器传输级 可满足性 可满足性模理论

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可满足性求解技术研究 被引量：4

6

作者 张建民 沈胜宇 李思昆 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2010年第1期50-54,共5页

求解公式的可满足性在诸如形式化验证、电子设计自动化与人工智能等众多领域中都具有非常重要的理论与应用价值,成为近年来的研究热点。本文针对命题公式与一阶公式的可满足性问题,重点介绍了布尔可满足性与可满足性模理论求解技术的基... 求解公式的可满足性在诸如形式化验证、电子设计自动化与人工智能等众多领域中都具有非常重要的理论与应用价值,成为近年来的研究热点。本文针对命题公式与一阶公式的可满足性问题,重点介绍了布尔可满足性与可满足性模理论求解技术的基本原理,并且根据算法的类型进行分类阐述,分析了各种算法的优缺点。最后,讨论了目前面临的主要挑战,对今后的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 布尔可满足问题 可满足性模理论问题 完全方法 不完全方法

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利用SMT约束分解方法求解RTL可满足性问题 被引量：2

7

作者 赵燕妮 边计年 邓澍军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期234-239,共6页

随着集成电路技术与工艺的不断发展,目前工业界所采用的形式验证工具已很难适应集成电路规模的飞速增长.为了对RTL电路的可满足性问题进行形式验证,提出基于超图划分的约束分解实现可满足性模理论(SMT)求解的分级验证方法.通过分析RTL... 随着集成电路技术与工艺的不断发展,目前工业界所采用的形式验证工具已很难适应集成电路规模的飞速增长.为了对RTL电路的可满足性问题进行形式验证,提出基于超图划分的约束分解实现可满足性模理论(SMT)求解的分级验证方法.通过分析RTL电路的结构约束,对约束集合中的元素和相关变量进行约束建模,并构建带有合适权重的超图模型;利用超图划分的机制寻找带有最小割集的等量划分,实现约束分解,完成RTL电路的定界模型检验.实验结果表明,该方法能够减小处理问题的规模和求解过程中的搜索空间,提高验证效率. 展开更多

关键词 形式验证 约束分解 寄存器传输级 可满足性模理论

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OpenPlanner:一个开源的时间敏感网络流量规划器

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作者 姜旭艳 全巍 +2 位作者 付文文 张小亮 孙志刚 《计算机研究与发展》 北大核心 2025年第5期1307-1329,共23页

时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)在工业控制、航空电子和车载网络中具有广泛的应用前景.TSN流量规划是在拓扑结构、网络资源、设备能力和业务需求等多维约束下,为TSN交换机计算关键帧的无冲突发送时刻的过程,规划问题是一... 时间敏感网络(time-sensitive networking,TSN)在工业控制、航空电子和车载网络中具有广泛的应用前景.TSN流量规划是在拓扑结构、网络资源、设备能力和业务需求等多维约束下,为TSN交换机计算关键帧的无冲突发送时刻的过程,规划问题是一个NP完全问题.目前不论是学术界的TSN规划算法研究,还是工业界的TSN部署应用都急需一个开源的规划器软件.提出一种构件化、松耦合的TSN规划器软件架构LOCAP(loose-coupled component-based architecture of planner),通过规划参数最小集和规划结果通用表等接口规范设计,实现规划算法与规划工具、规划器软件与交换硬件实现的松耦合.OpenPlanner是基于LOCAP架构使用Python语言编写的开源TSN规划器,其内嵌自研和第三方贡献的多个可满足性模理论规划算法和启发式规划算法.基于OpenPlanner对不同算法的运行时间开销以及解的质量进行了评估,指出多样化的TSN应用场景需要不同的规划算法.据调研,OpenPlanner是目前唯一的开源TSN规划器,规划结果已部署到OpenTSN开源网络、银河衡芯TSN芯片以及芯准TTE等多个硬件平台,在卫星、无人车和火炮等多个系统中得到应用. 展开更多

关键词 时间敏感网络 流量规划器 开源 可满足性模理论 时间感知整形器

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全轮超轻量级分组密码PFP的相关密钥差分分析

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作者 严智广 韦永壮 叶涛 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期729-738,共10页

2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联... 2017年,PFP作为一种超轻量级分组密码被提出,而因其卓越的实现性能备受业界广泛关注。该算法不仅硬件开销需求低(仅需约1355 GE(等效门))、功耗小,而且加解密速度快(其速度甚至比国际著名算法PRESENT的实现速度快1.5倍),非常适合在物联网环境中使用。在PFP算法的设计文档中,作者声称该算法具有足够的能力抵御差分攻击、线性攻击及不可能差分攻击等多种密码攻击方法。然而该算法是否存在未知的安全漏洞是目前研究的难点。该文基于可满足性模理论(SMT),结合PFP算法轮函数特点,构建两种区分器自动化搜索模型。实验测试结果表明:该算法在32轮加密中存在概率为2^(–62)的相关密钥差分特征。由此,该文提出一种针对全轮PFP算法的相关密钥恢复攻击,即只需2^(63)个选择明文和2^(48)次全轮加密便可破译出80 bit的主密钥。这说明该算法无法抵抗相关密钥差分攻击。 展开更多

关键词 轻量级分组密码算法 差分密码分析 密钥恢复攻击 可满足性模理论

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基于深度优先搜索与增量式求解的极小一阶不可满足子式提取算法 被引量：2

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作者 张建民 黎铁军 +2 位作者 张峻 徐炜遐 李思昆 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期121-126,共6页

随着寄存器传输级甚至行为级的硬件描述语言应用越来越广泛,基于一阶逻辑的可满足性模理论(Satisfiability Modulo Theories,SMT)逐渐替代布尔可满足性(Boolean Satisfiability,SAT),在VLSI形式化验证领域具有更加重要的应用价值。而极... 随着寄存器传输级甚至行为级的硬件描述语言应用越来越广泛,基于一阶逻辑的可满足性模理论(Satisfiability Modulo Theories,SMT)逐渐替代布尔可满足性(Boolean Satisfiability,SAT),在VLSI形式化验证领域具有更加重要的应用价值。而极小不可满足子式能够帮助EDA工具迅速定位硬件中的逻辑错误。针对极小SMT不可满足子式的求解问题,采用深度优先搜索与增量式求解策略,提出了深度优先搜索的极小SMT不可满足子式求解算法。与目前最优的宽度优先搜索算法对比实验表明:该算法能够有效地求解极小不可满足子式,随着公式的规模逐渐增大时,深度优先搜索算法优于宽度优先搜索算法。 展开更多

关键词 形式化验证 硬件错误定位 可满足性模理论 极小不可满足子式

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基于Craig插值的线性混成系统符号化模型检测 被引量：2

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作者 陈祖希 徐中伟 +1 位作者 霍伟伟 喻钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1338-1346,共9页

最强后件的计算是模型检测算法的核心.本文使用一阶逻辑可满足性模线性算术理论给出线性混成自动机的有界模型检测表示公式,利用一阶逻辑公式不可满足情况下的插值存在性定理,对线性混成自动机的有界模型检测公式进行指定的划分,使用支... 最强后件的计算是模型检测算法的核心.本文使用一阶逻辑可满足性模线性算术理论给出线性混成自动机的有界模型检测表示公式,利用一阶逻辑公式不可满足情况下的插值存在性定理,对线性混成自动机的有界模型检测公式进行指定的划分,使用支持线性算术插值计算的可满足性模理论后端证明引擎的线性时间复杂度的消解反证技术获得这两部分公式间的插值公式,按一阶逻辑Craig插值的性质,所得到的插值公式就是模型检测过程中最强后件公式的上近似表示.有效地避免了使用逻辑编码方案实现线性混成自动机模型检测过程中需要双指数时间复杂度的量词消去操作求取最强后件公式,也不需像有界模型检测按步长展开变迁公式进行可满足性判定.最后本文在此最强后件计算的基础上,以有界模型检测技术作为反例确认方法,实现了一种无假反例的混成系统近似可达集计算算法.实验证明该算法与目前已经得到广泛工业应用的有界模型检测算法相比具有更优的性能. 展开更多

关键词 Craig插值 可满足性模理论 线性混成自动机 符号模型检验 混成系统

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基于一阶逻辑的可满足求解方法研究进展 被引量：2

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作者 张建民 黎铁军 +1 位作者 马柯帆 肖立权 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2019年第12期2119-2126,共8页

基于命题逻辑的布尔可满足SAT存在描述能力弱、抽象层次低、求解复杂度高等问题,而基于一阶逻辑的可满足性模理论SMT采用高层建模语言,表达能力更强,更接近于字级设计,避免将问题转化到位级求解,在硬件RTL级验证、程序验证与实时系统验... 基于命题逻辑的布尔可满足SAT存在描述能力弱、抽象层次低、求解复杂度高等问题,而基于一阶逻辑的可满足性模理论SMT采用高层建模语言,表达能力更强,更接近于字级设计,避免将问题转化到位级求解,在硬件RTL级验证、程序验证与实时系统验证等领域得到了广泛应用。针对近年来涌现的众多SMT求解方法,依据方法的求解方式进行了分类与对比。而后,对3种主流的求解方法Eager方法、Lazy方法和DPLL(T)方法的实现进行了概要介绍。最后,讨论了SMT求解方法当前所面临的主要挑战以及在SMT求解方面的一些研究成果,并对今后的研究进行了展望。 展开更多

关键词 形式化验证 一阶逻辑 布尔可满足 可满足性模理论

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求解极小SMT不可满足子式的宽度优先搜索算法 被引量：2

13

作者 张建民 沈胜宇 李思昆 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期984-990,共7页

极小不可满足子式能够为可满足性模理论(SMT)公式的不可满足的原因提供精确的解释,帮助自动化工具迅速定位错误.针对极小SMT不可满足子式的求解问题,提出了SMT公式搜索树及其3类结点的概念,并给出了不可满足子式、极小不可满足子式与3... 极小不可满足子式能够为可满足性模理论(SMT)公式的不可满足的原因提供精确的解释,帮助自动化工具迅速定位错误.针对极小SMT不可满足子式的求解问题,提出了SMT公式搜索树及其3类结点的概念,并给出了不可满足子式、极小不可满足子式与3类结点之间的映射关系.基于这种映射关系,采用宽度优先的搜索策略提出了宽度优先搜索的极小SMT不可满足子式求解算法.基于业界公认的SMT Competition2007测试集进行实验的结果表明,该算法能够有效地求解极小不可满足子式. 展开更多

关键词 可满足性模理论 极小不可满足子式 DPLL(T) 搜索树 宽度优先搜索

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基于SMT的TECTL性质的限界模型检测方法 被引量：1

14

作者 徐亮 刘宏 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2013年第10期166-171,共6页

近些年来,基于SMT的限界模型检测方法作为基于SAT的限界模型检测方法的一种改进,在对实时系统的检测上已经得到了一定发展。一直以来,限界模型检测多被用于检验存在性性质,而很少用于验证全局性性质,原因之一就是该方法受界限的限制,很... 近些年来,基于SMT的限界模型检测方法作为基于SAT的限界模型检测方法的一种改进,在对实时系统的检测上已经得到了一定发展。一直以来,限界模型检测多被用于检验存在性性质,而很少用于验证全局性性质,原因之一就是该方法受界限的限制,很难实现对全局性性质的有效编码。为此,通过对传统限界模型检测中的编码方式进行相应改变,在一定程度上解决了这一问题。同时,结合SMT,实现了对实时系统中某些全局性性质的验证。实验表明该方法比已有的方法效率更高。 展开更多

关键词 限界模型检测 可满足性模理论 全局性性质 实时系统 验证

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基于Mining-SEC方法的电路等价性验证

15

作者 王冠军 童敏明 +1 位作者 周勇 赵莹 《计算机工程》 CAS CSCD 2014年第1期301-304,共4页

针对时序电路的等价性验证难题，提出基于Mining-SEC的定界等价性验证方法。将待验证时序电路按时间帧展开为多项式符号代数表示的电路集合，利用时间序列数据挖掘方法挖掘其中的不变量和相应的全局约束，不变量可以是任意多项式。此外... 针对时序电路的等价性验证难题，提出基于Mining-SEC的定界等价性验证方法。将待验证时序电路按时间帧展开为多项式符号代数表示的电路集合，利用时间序列数据挖掘方法挖掘其中的不变量和相应的全局约束，不变量可以是任意多项式。此外还可挖掘电路中的不合法约束和复杂的多项式关系，通过以上方法可以明显降低求解空间。使用基于SMT的验证引擎检验电路等价性。实验结果表明，该方法可以快速地实现验证收敛，得到平均1-2．个量级的验证加速，并且可以有效消除虚假验证。 展开更多

关键词 时间序列 数据挖掘 多项式符号代数 时序电路等价性检验 可满足性模理论 虚假验证

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神经网络的增量验证

16

作者 刘宗鑫 迟智名 +5 位作者 赵梦宇 黄承超 黄小炜 蔡少伟 张立军 杨鹏飞 《软件学报》 北大核心 2025年第8期3444-3461,共18页

约束求解是验证神经网络的基础方法.在人工智能安全领域,为了修复或攻击等目的,常需要对神经网络的结构和参数进行修改.面对此类需求,提出神经网络的增量验证问题,旨在判断修改后的神经网络是否仍保持安全性质.针对这类问题,基于Reluple... 约束求解是验证神经网络的基础方法.在人工智能安全领域,为了修复或攻击等目的,常需要对神经网络的结构和参数进行修改.面对此类需求,提出神经网络的增量验证问题,旨在判断修改后的神经网络是否仍保持安全性质.针对这类问题,基于Reluplex框架提出了一种增量可满足性模理论算法DeepInc.该算法利用旧求解过程中关键计算格局的特征,启发式地检查关键计算格局是否适用于证明修改后的神经网络.实验结果显示,DeepInc的效率在大多数情况下都优于Marabou.此外,即使与最先进的验证工具α,β-CROWN相比,对于修改前后均未满足预设安全性质的网络,DeepInc也实现了显著的加速. 展开更多

关键词 可满足性模理论 深度神经网络 增量约束求解 局部鲁棒 形式化验证

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一种SCADE同步语言程序安全属性自动验证工具 被引量：3

17

作者 孙毅 陈哲 +1 位作者 冉丹 杨志斌 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2022年第4期858-864,共7页

安全关键领域的反应系统大都采用同步语言开发,然而,学术界尚不存在SCADE同步语言程序的形式化验证工具,为此,本文提出了一种自动验证SCADE同步语言程序安全属性的方法.首先使用无量词一阶逻辑公式对SCADE同步语言程序的行为进行建模,可... 安全关键领域的反应系统大都采用同步语言开发,然而,学术界尚不存在SCADE同步语言程序的形式化验证工具,为此,本文提出了一种自动验证SCADE同步语言程序安全属性的方法.首先使用无量词一阶逻辑公式对SCADE同步语言程序的行为进行建模,可将SCADE同步语言程序的安全属性的验证问题转化为无量词一阶逻辑公式的可满足性问题;然后采用先进的可满足性模理论求解器对其可满足性进行求解.本方法旨在实现对SCADE同步语言程序进行自动地、直接地验证,以填补SCADE同步语言程序验证领域的技术空白.此外,本文对所提方法进行了代码实现,并通过实验验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 反应系统 SCADE同步语言 形式化验证 一阶逻辑 可满足性模理论

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完备神经网络验证加速技术综述

18

作者 刘宗鑫 杨鹏飞 +2 位作者 张立军 吴志林 黄小炜 《软件学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期4038-4068,共31页

人工智能技术已被广泛应用于生活中的各个领域.然而,神经网络作为人工智能的主要实现手段,在面对训练数据之外的输入或对抗攻击时,可能表现出意料之外的行为.在自动驾驶、智能医疗等安全攸关领域,这些未定义行为可能会对生命安全造成重... 人工智能技术已被广泛应用于生活中的各个领域.然而,神经网络作为人工智能的主要实现手段,在面对训练数据之外的输入或对抗攻击时,可能表现出意料之外的行为.在自动驾驶、智能医疗等安全攸关领域,这些未定义行为可能会对生命安全造成重大威胁.因此,使用完备验证方法证明神经网络的性质,保障其行为的正确性显得尤为重要.为了提高验证效率,各种完备神经网络验证工具均提出各自的优化方法,但并未充分探索这些方法真正起到的作用,后来的研究者难以从中找出最有效的优化方向.介绍神经网络验证领域的通用技术,并提出一个完备神经网络验证的通用框架.在此框架中,重点讨论目前最先进的工具在约束求解、分支选择与边界计算这3个核心部分上的所采用的优化方法.针对各个工具本身的性能和核心加速方法,设计一系列实验,旨在探究各种加速方式对于工具性能的贡献,并尝试寻找最有效的加速策略和更具潜力的优化方向,为研究者提供有价值的参考. 展开更多

关键词 完备验证 可满足性模理论 人工智能安全 形式化方法 鲁棒性

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带优先级DAG实时任务图模型的响应时间分析

19

作者 李峰 毕冉 +3 位作者 马野 孙景昊 李西盛 邓庆绪 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2909-2924,共16页

随着多核技术在实时嵌入式系统中的广泛应用,多核处理器已经成为主流的硬件平台,充分发挥多核处理器的计算能力需要实现对实时程序进行全面的并行化.有向无环图(DAG)是用于描述并行实时程序的理论模型,可描绘复杂任务的细粒度并行性.任... 随着多核技术在实时嵌入式系统中的广泛应用,多核处理器已经成为主流的硬件平台,充分发挥多核处理器的计算能力需要实现对实时程序进行全面的并行化.有向无环图(DAG)是用于描述并行实时程序的理论模型,可描绘复杂任务的细粒度并行性.任务内优先级分配可以减少DAG任务运行时行为的不确定性,获得更小的最坏情况响应时间(WCRT).现有优先级DAG任务的响应时间分析都是关于DAG任务最坏情况响应时间界限的研究,因其与实际的最坏情况响应时间存在较大差距而存在悲观性,限制了实时嵌入式系统的计算性能,使其占用更多计算资源以确保任务在截止时间内完成.本文针对具有优先级的DAG任务的响应时间分析问题,提出了一种基于可满足性模理论(SMT)的方法来计算DAG任务精确的最坏情况响应时间.尽管已有研究给出关于DAG任务精确的WCRT,但并不适用于具有优先级的DAG.本文将带有优先级DAG任务的响应时间分析问题形式化为混合逻辑公式的可满足性问题,从而获得精确的最坏情况响应时间.实验结果表明,本文提出的方法不仅能够保证WCRT的精度,而且与现有DAG任务精确WCRT的计算方法相比,本文方法的计算效率平均提升了50%. 展开更多

关键词 响应时间 可满足性模理论 优先级调度 有向无环图 并行调度

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TT-RMS:时间触发网络通信表生成算法 被引量：10

20

作者 徐晓飞 曹晨 +1 位作者 郭骏 刘忠伟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1403-1408,共6页

针对时间触发网络依据全局时间进行触发数据通信的特点,提出了一种基于单调速率调度(RMS)调度机制的通信表生成算法时间触发单调速率调度(TT-RMS),来生成时间触发网络的通信表.TT-RMS算法在安排消息时间槽过程中,首先根据消息周期,计算... 针对时间触发网络依据全局时间进行触发数据通信的特点,提出了一种基于单调速率调度(RMS)调度机制的通信表生成算法时间触发单调速率调度(TT-RMS),来生成时间触发网络的通信表.TT-RMS算法在安排消息时间槽过程中,首先根据消息周期,计算出各个链路的总负载,再根据链路的消息周期和总负载,通过RMS机制进行消息排序,确定出消息调度的先后顺序,最后根据时间槽的分配状态进行消息调度,优化了消息的调度过程.所提算法的计算时间复杂度为O(n2),空间复杂度为O(n).目前广泛研究和应用的可满足性理论(SMT)通信表生成方法,其计算时间复杂度通常是多项式级,有时计算时间不收敛.实验结果显示,TT-RMS调度的网络单个链路负载最大可接近100%,计算时间在1 ms左右,平均可调度网络负载是SMT方法可调度网络负载的两倍.TT-RMS通信表生成算法具有计算时间短,可调度消息负载多等优点,可以更好地满足航空航天复杂系统中上千条实时消息流的调度需要. 展开更多

关键词 RMS调度机制 时间触发网络 通信表生成 可满足性理论 实时通信

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