国防科技大学建校70周年专题
编者按
宋君强, 廖湘科, 王怀民, 王志英, 卢凯
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1439-1440
国防科技大学建校70周年专题
并行智能训练技术: 挑战与发展
卢凯, 赖志权, 李笙维, 柳炜杰, 葛可适, 卢锡城, 李东升
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1441-1468
摘要 近年来,以深度学习为代表的人工智能技术迅猛发展,深度学习模型和训练数据的规模均呈爆炸式增长,给智能模型训练系统带来了巨大挑战.随着高性能计算与人工智能的不断深度融合,并行智能训练技术成为大规模深度学习模型高效训练的主要方法.本文总结了并行智能训练的基本模式和关键技术,以及并行智能训练框架的发展现状,分析了并行智能训练技术和框架发展面临的挑战与发展趋势,简介了银河天璇并行智能训练框架的研究进展.
关键词 智能训练; 高性能计算; 并行智能训练; 深度学习; intelligent training; high-performance computing; parallel intelligent training; deep learning;
Kai LU, Zhiquan LAI, Shengwei LI, et al. Parallel intelligent computing: development and challenges. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1441-1468, doi: 10.1360/SSI-2023-0051
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雷达目标微动表征、估计与识别研究
张文鹏, 黎湘, 刘永祥
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1469-1489
摘要 目标微动对雷达回波产生的调制特征蕴含了目标精细结构及运动信息,从雷达回波中挖掘提取目标特有的微动信息并实现目标识别是雷达领域的重要方向.本文在结合雷达回波调制规律的基础上,从雷达目标微动表征、估计与识别三方面进行综述;针对现有微动目标表征精度有限、参数估计鲁棒性差、识别特征信息单一问题,重点阐述了稀疏时间–频率–调频率表征、新型变换域估计统计量、基于网络的特征融合识别等具有代表性的新兴微动信息提取方法;最后对雷达目标微动特性研究进行了总结与展望.
关键词 微动; 参数估计; 目标识别; 稀疏时间-频率-调频率表示; 变换域统计量; 神经网络; micro-motion; parameter estimation; target recognition; sparse time-frequency-frequency rate representation; statistics in the transform domain; neural network;
Wenpeng ZHANG, Xiang LI, Yongxiang LIU. Research on representation, estimation and recognition for radar targets with micro-motion. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1469-1489, doi: 10.1360/SSI-2023-0040
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群智范式: 软件开发范式的新变革
王怀民, 余跃, 王涛, 丁博
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1490-1502
摘要 软件开发作为人类当代独特的智力活动,经历了从作坊式的个体创作到工业化群体大生产,再由工业化群体大生产回归大规模群体创作的历史转变,产生了工程范式与开源范式两次变革.工程范式聚焦线性的确定性问题的软件开发,几乎放弃对不确定性问题的关注.开源范式全面拥抱不确定性,但对结果不做确定性承诺.本文面向软件定义一切的新时代,系统总结两次软件开发范式变革的核心规律,结合我们长期的研究与实践,提出软件开发群智范式,采用“群体智能”为本源的科学观、“宏观演化、微观求精”的核心理念,以及“两个联接、一个转化”的方法论,重新认识软件开发活动,为人机物三元共融的群智软件开发提供指导.
关键词 软件开发; 范式变革; 工程范式; 开源范式; 群智范式; software development; paradigm shifting; engineering paradigm; open source paradigm; crowd intelligence paradigm;
Huaimin WANG, Yue YU, Tao WANG, et al. Crowd intelligence paradigm: a new paradigm shift in software development. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1490-1502, doi: 10.1360/SSI-2023-0064
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分离式数据中心的存储系统研究进展
舒继武, 陈游旻, 汪庆, 王晶, 李俊儒, 廖晓坚
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1503-1528
摘要 随着全球数据的指数级激增,数据中心在存储和管理数据方面正面临空前挑战,基于服务器架构的传统数据中心在资源利用率、扩展性、性能等方面的缺陷日益显著,已经愈发难以满足业务需求.近年来,一种分离式数据中心架构得到了学术界和工业界的广泛关注:该架构下,硬件资源被拆分为不同的硬件资源池(例如处理器池、内存池、存储池等),并通过高速网络互连;管理员可以按需扩展特定的硬件资源池,且各类硬件资源可以在不同应用间灵活共享.然而,分离式数据中心架构在访存模式、存储层级、容错模型、软件开销等方面呈现出显著差异,这为构建分离式架构友好的存储系统带来了新的挑战.首先,分析了分离式数据中心的驱动因素,阐述了其架构特点及优势,并综述了对应存储系统的关键技术和代表性研究工作;然后,围绕数据容错、异构计算及异构网络,展望了未来的发展趋势并给出了总结.
关键词 分离式数据中心; 分离式内存; 分离式存储; 存算分离; disaggregated datacenter; disaggregated memory; disaggregated storage; separation of compute and storage;
Jiwu SHU, Youmin CHEN, Qing WANG, et al. Progress on storage systems for disaggregated data centers. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1503-1528, doi: 10.1360/SSI-2023-0034
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遥感跨模态智能解译: 模型、数据与应用
付琨, 王佩瑾, 冯瑛超, 李俊希, 何琪彬, 肖思宁, 刁文辉, 孙显
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1529-1559
摘要 以深度学习为代表的人工智能技术已被广泛应用于遥感图像解译中.相比自然场景图像,遥感图像具有载荷类型多、成像机理差异大等特点,使得现有面向单传感器、纯数据驱动的智能解译方法应用到不同模态数据时,性能上限难以突破.尤其在面向多传感获取的、大范围的、目标种类较多的复杂应用场景时,实际性能受限更为严重.本文主要对遥感智能解译结合多模态数据和多任务学习的研究工作进行综述,重点从基本概念、研究方法和应用场景3个方面进行展开.并且介绍了基于分域提取和跨域融合理念设计的模型架构,通过从海量多模态数据中提取通用特征,实现单个基础模型完成多类下游任务的泛化解译,在不同模态解译任务中表现优异,并实际应用推广.最后,对遥感多模态多任务学习未来技术发展方向进行展望.
关键词 深度学习; 多模态; 多任务学习; 基础模型; 自监督训练; deep learning; multi-modal; multi-task learning; foundation model; self-supervised training;
Kun FU, Peijin WANG, Yingchao FENG, et al. Cross-modal remote sensing intelligent interpretation: method, data, and application. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1529-1559, doi: 10.1360/SSI-2023-0055
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学科交叉多物理场耦合并行计算构件模型
莫则尧, 杨章
中国科学: 信息科学, 2023, 53(8): 1560-1574
摘要 随着高性能数值模拟对客观对象逼真度的不断增强,学科交叉特征凸显,带来多物理场耦合的多样性和动态演化,给并行计算带来了新的挑战.相对于单一学科或静态的多物理场耦合,挑战主要表现在两个方面,其一,如何降低耦合的复杂度;其二,如何支撑提升耦合的可信度.本文提出一种跨学科并行计算构件模型,统一表征结构网格、非结构网格和组合几何的网格数据模型,构件化数据通信、负载平衡和数值计算功能,将耦合复杂度从平方量级降低到线性近优,并奠定了耦合可信度提升的并行计算基础.结构–流体–传热等跨学科多物理场耦合并行计算表明,本文提出的构件模型有效.
关键词 构件模型; 并行计算; 学科交叉; 多物理场耦合; component model; parallel computing; interdisciplinary; multiphysics coupling;
Zeyao MO, Zhang YANG. Parallel computing component model for interdisciplinary multiphysics coupling. Sci Sin Inform, 2023, 53(8): 1560-1574, doi: 10.1360/SSI-2023-0108