DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 系统软件设计 本系统是基于Android平台，运用Eclipse软件进行的软件设计。Android是开放源代码的移动通信平台，它主要包括上层的Java应用程序、中间层的中间件和底层的Linux操作系统，是通过Java语言开发的。同时Android多样的功能支持以及完善的计算服务使其有能力扩展到手机市场以外，它可以运用于别的应用程序和开发平台，虽然各有差异，但它们之间的数据仍然能同步，而且不会影响到软件之间的兼容性[ 9 ] 。Java作为面向对象语言，开发简单并且周期相对比较短，可用于开发操作系统、应用程序和用户界面——移动电话工作所需的全部软件，为移动产业的创新和发展提供了一个良好的平台[ 10 ] 。同时Java语言有平台无关性的良好优点，其可植性很好，本系统用Java语言开发软件。Eclipse最先由IBM公司投入开发，是基于Java的、开放源代码的可扩展集成开发平台。Eclipse拥有免费、源代码开放、无限的可扩展性等特点，为本系统的软件编写提供了便利的条件。 本系统借助Eclipse软件，运用Java语言进行控制程序编写，编译完成后可生成一个.apk文件，将其下载至手机，可得到一个手机APP软件，借助这个软件便能对ESP8266模块进行控制。编译后的电脑模拟图如图3所示，编译得到的手机主界面，如左侧图所示；模拟解锁后，可看到模拟手机桌面，右图中的右下方红色图标即为所开发控制软件，点击进入后即可进入用户控制界面。 系统的软件设计部分主要是智能手机终端的应用软件设计，具体包括用户控制界面设计和相关控制指令与用户界面的对接。当用户点击相关图标时，手机终端响应相关指令并向外广播控制信号，从而使硬件系统接受的指令为用户目标指令。手机传来的信号可由ESP8266独立完成。
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user: 5. 系统测试 5.1. 智能手机客户端测试 进入用户控制软件，上电初始化后搜索当前运行硬件设备，发送入网申请信号并输入正确SSID和密码，加入成功后开始执行用户控制指令，完成对LED灯具色温和亮度的调节，并返回系统当前所处状态数据。用户第一次成功进入该系统后，先搜索目标运行设备，添加的信息将自动保存到数据库中，以后 图2. 系统硬件原理框图 图3. 电脑模拟图 每次进入控制软件，都无需再次输入账号和密码，只要以前记录的硬件系统在线，均可直接进行控制。用户对不需要的单个照明可进行删除；若需添加其他设备，只要输入单个设备的密码即可。 具体软件测试图如图4所示。进入软件界面，刷新后看到两台设备正在运行，即最左端控制界面所示。点击进入其中一个设备，能实现对单个设备的控制，拖动频率调节条纹，可控制单个设备所有LED灯的亮度，拖动冷白，暖白条纹，可改变LED灯的色温；拖动红、绿、蓝条纹，可任意改变LED灯的颜色，即中间控制界面所示。单击右上方上田字按钮，可进入大范围颜色调节界面，触摸屏幕至任意位置，即用户所需颜色响应，即最左端控制界面所示。经过上述操作可实现对目标LED灯具组颜色、亮度和色温的调节。当用户在智能手机终端进行操作时，手机终端会向目标WiFi环境广播控制信号，控制信号在WiFi局域网的搭载下，传播到每个灯控节点，根据信号的不同，单个硬件系统会选择性的执行命令。 5.2. 系统整体测试 调试软件成功后接通电源，将LED灯具组接入预定WiFi网络，可实现对目标灯具组的实时控制，其测试结果如图5所示。根据用户的具体指令，ESP8266模块会对控制信号进行处理，并通过三个端口分别向三种颜色的LED灯珠输出PWM波，三颗灯珠封装好后实现了混色，图5展示了在不同情况下，LED灯具组的发光效果。 图4. 软件测试图 图5. 系统测试结果
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user: 6. 结论 随着科学技术的进步，越来越多的智能化、自动化和人性化的照明技术进入到人们的生活，智能照明将逐渐替代传统照明而成为一种行业发展新趋势。WiFi环境下的智能LED照明系统作为智能家居系统的一个重要子系统，具有高效节能、管理简单、控制多样、成本较低和容易进入市场的优势。本文对基于WiFi环境下LED智能照明系统进行研究和设计，主要完成了以下工作：结合LED照明、无线WiFi网络、通讯和自动化等多项技术，实现LED照明的智能化控制，达到LED灯具组在Android手机客户端的控制下，实现了灯光自启、定时控制、切景设置和灯光亮度、色温的自主调节。
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user: 摘 要 汉语中的成语在中国的汉语言文化中占据了不可忽视的地位。它是在长期的社会实践中积累形成的，具有典型中国特色的词汇。以汉语为第二语言的学习者学习汉语成语比较困难。随着对外汉语教学工作的深入发展，留学生学习汉语教程进入中高级阶段。我们不得不面对在对外汉语教学中成语教学带来的问题。本文对外汉语中成语教学现状、必要性、现行办法进行了分析，以期促进对外汉语教学中成语教学的发展，促进中国传统优秀文化更好的传播。 关键词 :对外汉语中成语教学，教学现状，必要性，现行办法
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user: 1. 引言 随着中国国际地位的不断提高，对外汉语教学的发展也引起了广泛学者的关注。但是随着成语出现在留学生教材、课外资料的频率的提高，却发现留学生对成语的学习积极性不高，甚至都存在着抵触情绪。
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user: 2. 对外汉语教学中成语教学的现状 黄伯荣、廖旭东版本的《现代汉语》把成语概括为具有意义整体性特点和结构凝固性特点，相沿习用的固定词组。它形式短小，内容精悍，结构固定，常常被古人运用来表达或者表现自己的所思所想所看所感[ 1 ] 。经过几千年的积累和沉淀，成语成为了最简洁的表现中华民族的风俗习惯、价值观念、生活方式、宗教信仰的词汇。因为汉语成语中蕴含着丰富的中国古代的古音、古义、古法，不仅对于以汉语为第二语言的学习者的学习带来了难度，对于一些以汉语为母语的学习者，学习也是有些费力。 虽然现在有很多学者都对成语教学进行了研究，但是仍然没有脱离把成语作为课文的一部分教学的圈子。这样的教学并没有把成语单独拿出来进行分析研究，只是作文文章的一部分进行笼统概括，一带而过。这样的教学方法，不仅会使留学生对成语的认识一知半解，还可能增加对成语的畏难情绪，不利于留学生对成语的学习。 赵金铭曾提过：在基础理论上尚无重大建树；在教学实践上无重大突破；教学思想和教学手段有待于现代化。进而指出：“今后，我们应该努力发掘汉语的本质特点，在引进西方教学理论和学习理论，开拓理论视野的同时，结合汉语特点和教学实际，深入进行理论探讨，力求在汉语教学理论和学习理论方面提出我们自己的理论构想和框架模式。”每一种语言都有其自身发展的特殊性，都有其属于其自身的发展轨道。对外汉语中的成语教学的探究方面，出现了太多的照搬照抄西方教学理论方法的现象。成语具有我们中华民族的民族心理特点和民族历史文化的特点，西方教学理论可能适用于我们的教学，但是切忌照搬照抄。我们目前需要的教学模式是最符合我们目前成语教学现状的。一味照搬照抄西方模式，对外成语教学得不到提高。 成语教学属于对外汉语教学中的词汇教学。词汇是由词汇单位组成的，词汇单位一般分为词和熟语两类，成语是熟语的主体。这样看来成语属于词汇，但是在学习过程中我们应当进行区分。在对外汉语中的成语教学中一直存在着这样的现象，将成语直接作为词汇来教授。这种现象也是造成成语教学一直得不到提高的重要原因。吕必松在《对外汉语教学概论》中这样写道：“从语言学习和语言教学的角度研究语言，就必须研究语言与文化的关系，因为语言理解和语言使用都离不开一定的文化因素。”成语的本质其实不同于一般词汇，成语本身凝聚了太对历史的精华，它的教授也不应该同一般词汇那样学习[ 2 ] 。它具有自身的特殊性，在学习成语的过程中，应该以历史作为切入点，这是其他一般词汇所不具备的。
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user: 3. 对外汉语教学中成语教学的必要性 成语是中华民族所特有的一种词汇形式。它积攒着我们中华民族几千年丰富的文化内涵，外国友人学习成语，不仅仅是一种简单的掌握一门语言，更多的是了解我们中华民族的民族心理，民族构造，民族文化。伴随着全球经济文化的紧密联系，将成语教学发扬光大，不仅有利于中国文化的传播，更有助于提高中国文化的软实力！ 3.1. 有利于促进中华文化的传播 民族语言在不同的层面上也反映出相对应的民族文化。汉语成语是民族语言的一种表现形式，它具有中华民族所特有的表现形式，蕴含着中华民族丰富的文化内涵。有很多汉语成语都表现了中国人民的生活方式、价值观念、风俗习惯。外国留学生学习汉语成语可以促进中华民族文化的传播，促进中华民族文化软实力的提高。 3.2. 有利于提高留学生的能力 对外汉语中成语教学的重要性首先表现在它可以充分运用到实践生活和学习中。掌握一门语言最重要的就是可以流利的与他人进行交流，表达自己的思想。运用成语进行语言交流与运用词汇进行交流显然是不一样的。运用成语交流可以更能表现出对这门语言的掌握程度，更容易与以汉语为母语的学习者进行交流。 对外汉语教学的基本任务就是如何让一个一个从来没有学习过汉语的外国留学生在最短时间内最快最好的掌握汉语。掌握好汉语最直接的体现就是具有优秀的语言交际能力。汉语成语内容广泛，数量庞大，经常出现在书面语或者口语当中。提高汉语中的成语，更有利于语言交际能力的提高。 成语教学是对外汉语中词汇教学的一种形式。汉语成语虽然形式短小，但是其的内容是非常丰富的。学习成语的过程中同时可以掌握许多词汇量。成语的组成成分大多是词，同时也具有现在只用来使用的语素。在学习过程中，不仅可以掌握成语，还可以复习词汇和语素的意义。对于汉语水平的提高和词汇量的增大是有极大的好处的。 随着对外汉语教学工作深入发展，汉语水平测试的难度也逐步的进行了增加。现在的《汉语水平词汇与汉字等级大纲》和《汉语水平考试大纲》都收入了一定数量的成语对留学生进行考察。 在汉语水平测试中，阅读理解和综合表达这两个板块，出现成语的概率越来越高。在阅读理解中，将一些成语穿插在文章中，对留学生进行考察。这种考察方式不简单的考察成语的意思，同时还要考虑语境等其他方面。充分理解和掌握成语的意思和成语在语境中的变化是可以在阅读理解中得到高分的。在综合表达中，也就是我们平常的作文题，在句子中运用到几个成语，也是为自己的文章添色不少，为自己的考试争不少光彩。
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user: 5. 结论 成语，以结构短小，内容丰富的特征，吸引着广大外来学习者学习的兴趣。我们需要利用这一优势，积极广泛的开展对外汉语教学的工作，促进中国文化软实力的增强。对此，我们对外汉语教育的工作者需要不断的完善成语教学理论，积极提出有利于成语教学发展的教学理论和教学策略。相信在我们的努力下，成语教学的发展会越来越好，中国文化也会更好地屹立于世界文化之颠。本篇文章主要是根据成语教学自身的特点和现在教学存在的一些问题，提出一些教学办法以期更好的促进成语教学发展。
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user: 摘 要 高脂血症是体内脂质代谢紊乱导致血脂水平增高，并由此引发一系列临床病理表现的病症。饮食不节等可导致机体功能减弱或失调，脂质代谢紊乱，发生高脂血症。研究表明高脂血症最主要、最直接的损害是加速全身动脉粥样硬化，是心血管疾病最重要的危险因素之一，同时与中风、糖尿病、高血压、脂肪肝等疾病有着密切关系。因此，有效降低血脂是目前临床研究的热点之一。多糖是重要的生物高分子化合物，是构成生命的四大基本物质之一。研究证实多糖具有降血脂作用，本文就多糖降血脂作用的研究进展进行简要概述。 关键词 :高脂血症，多糖，降血脂
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user: 1. 血脂与高脂血症 血脂是人体血浆内所含脂质的总称，其中包括胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、胆固醇脂、β-脂蛋白、磷脂、未脂化的脂酸等。高脂血症(hyerlipidemia)是体内脂质代谢紊乱导致血脂水平增高的一种病症，也就是指血液中一种或多种脂质成分异常增高并由此引发一系列临床病理表现的病症[ 1 ] 。近年来，随着人们生活习惯特别是饮食结构的改变，高脂血症的发病率有明显增高的趋势[ 2 ] 。其中吸烟，酗酒，暴饮暴食是造成高脂血症的主要原因，另外，血管上皮细胞的功能也会随年龄渐长而退化，从而使血脂伺机进入血管壁，在血管壁内沉积[ 3 ] 。研究表明，高脂血症是脑卒中、冠心病、心肌梗死、心脏猝死的重要危险因素[ 4 ] 。同时，高脂血症也是促进高血压、糖尿病及糖耐量异常的一个重要危险因素[ 5 ] 。此外，高脂血症还可导致脂肪肝、肝硬化、胆石症、胰腺炎、眼底出血、失明、周围血管疾病、跛行及高尿酸血症等。甚至有些原发性和家族性高脂血症患者还可出现腱状、结节状、掌平面及眼眶周围黄色瘤、青年角膜弓等[ 6 ] 。 目前临床上常用的降脂药物主要包括他汀类[ 7 ] 、贝特类[ 8 ] 、烟酸及其衍生物[ 9 ] -[ 11 ] 和胆酸类、鱼油制剂等，尽管降脂效果显著，但副作用也都比较严重[ 12 ] -[ 14 ] ，例如加重胃溃疡引起胃肠刺激、使糖耐量降低引起糖尿病、增加尿酸引起痛风，严重者甚至可引起不可逆性肝损害。我国古代就有使用植物提取物降低血脂的记载，故从传统药物和植物中寻找新的天然降脂活性成分是治疗高脂血症的一条重要途径。
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user: 2. 多糖 多糖(Polysaccharide)是一类广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中的高分子聚合物，自20世纪40年代人类发现真菌多糖具有抗癌作用以来，大量的药理和临床研究表明，多糖能提高机体免疫力、促进细胞因子生成[ 15 ] ，同时还具有抗肿瘤、抗氧化及抗疲劳等功能[ 16 ] -[ 18 ] 。对多糖活性及其作用机理的研究已从一般药理研究发展到细胞、分子水平，并逐步出现从药品向食品、从治疗向保健方向的转化，其降血脂作用逐渐引起人们的重视，且动物实验及人体观察表明，一定种类的多糖及富含多糖的物质具有显著降血脂效果。其可能的机制包括：改善肝代谢相关基因的表达，通过改变肝代谢基因的变化来增强脂肪酸的氧化能力；促进胆固醇酯化进入肝脏，从而加速清除血中胆固醇而降低血脂[ 19 ] 。
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user: 4. 结语 近年来，随着生活水平的提高和饮食结构的变化，高血脂症已成为常见病、多发病，影响着人类的健康，不仅如此，由高血脂引起的诸多并发症如冠心病，脑梗塞等更是严重威胁着人们的生命，于是寻求安全有效的治疗高脂血症的方法已成为医药领域迫切需要解决的问题。鉴于多糖具有降低血脂作用及升高高密度脂蛋白水平的功能且兼备安全、副作用少等特点，为预防和治疗高脂血症提供了可靠的途径，并有望成为治疗高脂血症及其并发症患者的新型药物，因此进一步阐述多糖的降脂机制，为多糖降血脂作用广泛应用于临床医药和保健食品的研究和开发提供更充分的理论依据。
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user: 摘 要 兰坪盆地内产有金顶铅锌矿、白秧坪银铜多金属矿床、盆地西缘脉状铜多金属矿床，为查明成矿流体的来源，对这些矿床中不同矿物中的硫同位素数据进行了分析和对比研究。金顶铅锌矿和白秧坪银铜多金属矿西矿带中硫化物的特征显示硫源为细菌还原硫酸盐及部分的有机热化学还原作用将成矿热液中的硫酸盐转化而来；白秧坪银铜多金属矿东矿带和盆地西缘脉状铜矿主要为有机热化学还原作用将热液中的硫酸盐转化为还原性硫。 关键词 :兰坪盆地，多金属矿床，硫同位素
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user: 1. 引言 兰坪中新生代陆相盆地地处三江构造带的中段，是在原特提斯和古特提斯的基础上发展形成的，濒临特提斯构造域与太平洋构造域交接部位[ 1 ] [ 2 ] 。盆地呈近南北向展布，向南与思茅盆地相接，向北趋于尖灭。盆地内矿产资源丰富，盛产铅、锌、铜、银、锶、钴等矿产资源，其中尤以金顶超大型铅锌矿床最为引人注目，另外较著名的还有白洋厂银铜多金属矿床、金满铜矿床、白秧坪铜-银-钴矿床等。本文通过归纳总结了前人对这些多金属矿床硫同位素的相关研究研究，对其进行对比分析，探讨这些矿床中硫的来源。
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user: 2. 成矿地质背景 滇西兰坪盆地是由中新生代沉积充填而成的构造沉积盆地，夹持于金沙江-哀牢山断裂带和澜沧江断裂带之间。盆地形成于晚二叠世–早三叠世晚华力西期。盆地形成后依次经历了印支期的裂谷(断陷)作用、燕山期的拗陷作用和喜马拉雅期的走滑拉分三个不同演化阶段，发育了巨厚的中新生界沉积岩系。区域地球化学研究表明，区内不同时代地层中Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb等成矿元素均相对富集甚至强富集，说明区内具有多金属富集成矿的地球化学背景[ 3 ] 。云南兰坪盆地中的众多金属矿床呈脉状或透镜状产出，明显晚于盆地中沉积物的沉积时间，成矿物质的来源往往比较复杂，形成与新生代地质流体作用有关的铅锌、银、铜、银、金、锑、砷成矿系列[ 4 ] 。该成矿系列比较复杂，所涵括的矿床类型比较多，如金顶式的综合性超大型矿床、白秧坪式的银铅锌多金属矿床、金满式的脉状铜矿等。盆地内主要出露中新生代陆相沉积地层，沉积建造包括海陆相的碳酸盐岩、火山岩和红色碎屑岩等。矿床的容矿围岩多种多样但以中生代地层为主，各种流体在活动过程中淋滤地层中的成矿物质，并在有利部位尤其是推覆构造的前锋扩张部位成矿。盆地内多金属矿床的主成矿时代为56 Ma±和30 Ma±，分别同印度板块和欧亚板块开始碰撞的时间及后续强烈挤压阶段的时间相一致，反映盆地内多金属矿床的形成受印度板块与欧亚板块碰撞的区域地球动力学背景制约[ 3 ] 。 金顶超大型铅锌矿、白秧坪铜钴银多金属矿及盆地西缘以金满铜多金属矿为代表的脉状铜矿的地质特征，前人已进行了详细的论述，现将其基本地质特征列于表1。
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user: 4. 结论 由金顶铅锌矿、白秧坪银铜多金属矿和盆地西缘脉状铜矿床中硫同位素的分布特征及其对硫源的指示意义可知兰坪盆地中新生代以热卤水成矿作用为主，盆地中大面积出露的膏盐地层为热卤水的形成提供了大量的硫酸盐，同时地层中大量存在的有机质又为硫酸盐通过细菌还原作用、有机(无机)热化学还原作用转化为还原性硫提供了条件，但是在不同的矿床中硫酸盐转化为还原性硫的方式是不同的。金顶铅锌矿主要为细菌还原硫酸盐及部分的有机热化学还原作用将成矿热液中的硫酸盐转化为还原性硫；盆地西缘脉状铜矿主要为有机热化学还原作用将热液中的硫酸盐转化为还原性硫；白秧坪银铜多金属矿西矿带的还原性硫主要为有机质参与的热化学还原和硫酸盐的细菌还原作用且以硫酸盐的细菌还原作用为主，将成矿热液中的硫酸盐转化为还原性硫；白秧坪银铜多金属矿东矿带硫化物中的硫应为迁移金属溶液中的硫酸根在成矿部位被有机质热化学还原形成的。
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user: 摘 要 COSMIC方法是当前用于软件规模度量的一种全功能点估算方法。目前，该方法适用的项目很广泛，计数规则也比较简单，易于学习和掌握，已经被更多的软件组织所接受。运用COSMIC度量方法，其中有一项重要工作，就是识别持久存储器，为识别数据移动和计算功能点提供判定依据。但是，由于COSMIC度量手册中仅对识别持久存储器的一些原则和规则进行了规定和说明，有较大的模糊和不确定性，并且没有给出行之有效的操作方法，使得度量人员在实践度量中，存在较大的主观性，由此导致度量结果存在较大偏差。本文在遵循COSMIC度量手册原则和规则的基础上，结合实践度量实验，提出了一种可实施的识别持久存储器的方法步骤。 关键词 :COSMIC方法，持久存储器，识别方法
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user: 1. 引言 当前，软件需求的日趋复杂，人们意识到有效的控制软件开发成本和进度变得越来越困难[ 1 ] ，随着软件工程方法的不断发展深入，为了更好的控制软件开发成本、进度、工作量等，软件度量在软件开发中的重要性日益凸显[ 2 ] 。其中，COSMIC方法就是一种当前较为成熟的用于估算软件开发工作量的全功能点估算方法[ 3 ] ，该方法为“业务应用”(或MIS)软件、“实时软件”、“基础设施”软件以及一些科学/工程软件提供了一种度量软件功能规模的标准方法。该方法于2002年12月被ISO/IEC JTC1 SC7接受，成为国际标准。最新版本为ISO/IEC 19761:2011“软件工程-COSMIC-功能规模度量方法”[ 4 ] 。目前，COSMIC方法4.0版已经发布，此度量手册为度量者在实践中应用COSMIC方法的最基本标准，是度量人员运用该方法进行软件度量所遵循的基本原则。但是，由于手册中只是说明了一些基本的定义、原则和规则，使得度量人员在实践中不免遇到许多困难，其中识别持久存储器困难就是其中一个对度量结果起重要影响的问题。 本文从COSMIC度量手册中持久存储器的定义和原则入手，结合相关实验案例进行分析和验证，提出一种持久存储器的识别方法，有效提高了持久存储器识别的准确性和可操作性。
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user: 2. COSMIC度量方法简介 COSMIC方法基于基本的软件工程原则，主要通过“软件环境模型[ 4 ] ”和“通用软件模型[ 4 ] ”来对待度量软件进行建模、定义和范围限定，使软件规模估算得到可靠、一致的估计结果。其中，“软件环境模型”用来描述待度量软件的特征。“通用软件模型”用来对被度量软件的功能需求进行建模和对主要度量参数进行设定。 COSMIC方法中度量过程一般分为三个阶段：第一阶段为度量策略阶段，主要对度量目的、度量范围、功能用户及一些主要度量参数进行定义和设定。任何软件的度量估算，只有在开始度量前定义了度量目的、范围、功能用户等参数，度量结果的含义才能被认可和理解。第二个阶段为度量映射阶段，主要是把功能用户需求(Function User Requirement，下文简称FUR) [ 4 ] 映射到功能过程中，从而识别出触发事件、功能过程、数据组、感兴趣对象、数据属性、数据移动类型等，为下一步度量过程打下基础。第三阶段是度量阶段，主要是应用度量函数，累加待度量软件的功能规模大小，得到以功能点(COSMIC Function Point，下文简称CFP) [ 4 ] 为计量单位的软件功能规模值。 具体过程如图1所示。 COSMIC度量方法的优点：一是相比于其他功能点估算方法，COSMIC方法适应的软件估算项目更加广泛，该方法可以广泛适应于商业应用软件、业务实时软件、数据库管理软件、算法功能类软件 [ 5 ] 等。二是学习掌握更加容易，便于推广应用。COSMIC方法的定义、原则和规则，更加容易让度量人员学习和理解，其计数规则简单，当理解了该方法的原则和规则之后，不需要再记忆任何的东西，便于推广应用。三是COSMIC方法的估算结果的一致性 [ 6 ] 较好。通过大量的度量人员研究和实践经验证明，运用COSMIC方法对软件项目进行度量估算，其估算结果的一致性较好，有利于不同的度量人员进行度量结果重现和工程实践应用。
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user: 3. 识别持久存储器存在的问题和困难 COSMIC度量手册中持久存储器的定义：使得功能过程在其生命周期结束后仍然能够存储数据组的存储介质，并且或者通过该存储介质，功能过程也可以检索数据组，此数据组由另一个功能过程存储或同一功能过程之前的事件存储或者也可能由某些其他过程存储[ 4 ] 。由此定义可以得知，持久存储器其实质就是软件在边界内与持久存储介质之间进行数据交互的一种介质的统称。从大量实践度量经验中分析，得出在识别持久存储器的过程中，往往容易产生以下几方面的问题和困难： 3.1. 把持久存储器识别在边界外，导致度量结果偏差比较大 COSMIC方法是通过度量功能过程的数据移动的个数计数功能点(CFP)来估算工作量的，在度量映射阶段，定义了四种数据移动类型，分别是数据Entry(E)操作：将一个数据组从功能用户跨越边界移动到要求的功能过程中；数据Exit (X)操作：将一个数据组从功能过程跨越边界移动到要求的功能用户；数据Read ® 操作：将一个数据组从永久存储器移动到要求的功能过程内的数据移动；数据Write (W)操作：将一个数据组从功能过程内部移动到永久存储器的数据移动。 如图2所示。 把持久存储器识别在边界外，则当功能过程需要操作移动持久存储器中的数据时，就会产生一个Exit (X)和一个Entry (E)，而如果识别了持久存储器在边界内，则功能过程需要调用持久存储器中的数据时，只需要产生一个Read (R)即可，或者功能过程需要向持久存储器存储数据时，只需要产生一个Write (W)即可，由此可见，会对度量结果的功能点(CFP)产生较大的偏差影响。 如图3(a)，图3(b)所示。 3.2. 对定义理解不清楚，导致遗漏识别持久存储器 COSMIC度量手册中对持久存储器的定义前后引用，描述比较繁琐，很容易使度量人员不能很准确的把握识别持久存储器的标准，使得在实践中往往遗漏识别持久存储器。比如，在COSMIC官方网站上公布的LBT循环测试器(ISDN Loop Back Tester) [ 7 ] 案例中，需求文档中讲到超时120秒则引发软件自动挂机，此时超时计时器应该识别为一个持久存储器，用来保存超时数据。如果对定义理解不深刻，此处就很容易遗漏识别超时计时器为持久存储器，必然对最后度量结果产生较大影响。 3.3. 把部分对等构件识别为持久存储器，导致度量结果偏差比较大 有的度量人员没有深刻把握持久存储器的定义，在按照需求文档进行度量时，容易把对等构件识别为持久存储器，导致度量结果的功能点(CFP)偏小。比如在COSMIC官方网站上公布的课程注册系统[ 8 ] 图1. COSMIC方法度量过程 图2. 四类数据移动 图3. (a) 识别边界内持久存储器的数据移动，(b) 识别边界外持久存储器的数据移动 案例中，课程目录数据是保存在对等构件“课程目录系统”中的，如果把其误认为一个持久存储器，那么就会造成向对等构件功能用户请求和返回数据的X/E被识别为一个R，向其发送数据的X被识别为W，导致最终度量结果比实际偏小。 3.4. 把持久存储器识别为功能用户，导致度量结果偏差比较大 由于度量人员没有准确理解功能用户的定义，没有准备把握边界的划分，导致把持久存储器识别为功能用户，造成结果偏差。比如在LBT循环测试器(ISDN Loop Back Tester) [ 7 ] 案例中，根据需求文档描述，很容易识别出忙音检测器、线路转换/循环电流丢失检测器，如果度量人员一开始没有认识到忙音检测器、线路转换/循环电流丢失检测器是LBT软件的一部分，此处就很容易把其识别为功能用户，而不把其识别为持久存储器，导致启动忙音检测器的一次数据读(R)识别为一个数据输入(E)和数据输出(X)，把写(W)入忙音检测器状态识别为一个数据输入(E)和数据输出(X)，最终度量结果偏差。
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user: 4. 识别持久存储器的方法步骤 为有效解决识别持久存储器困难的问题，在遵循COSMIC手册原则和规则的基础上，结合大量度量实践经验，本文提出一种识别方法，使得度量人员可以较为准确的识别出持久存储器。其方法步骤如下： 步骤1：依据需求文档的表述，识别交互事物。 在此步骤中，根据需求文档表述，从中识别出所有存储类交互事物。此步骤中遵循的规则如下： 规则1：需求文档中出现硬件存储设备的表述语句，从中识别出存储类交互事物。 实例1：在LBT循环测试器[ 7 ] 案例度量中，功能用户需求(FUR)中表述“所有数据如用户密码、LRD码和登录计数器都存储于非易失存储器(EEPROM)和RAM”，由此，可以识别出硬件存储设备RAM和EEPROM为存储类交互事物。 规则2：需求文档中出现数据存储、保存或者数据调用、取回的表述语句，从中识别出存储类交互事物。 实例2：在课程注册系统[ 8 ] 案例中，功能用户需求(FUR)中创建课表这一功能过程有“系统保存课表”的表述，此语句表述即为保存数据操作，从中可以识别出保存课表数据的存储类交互事物。 实例3：在课程注册系统[ 8 ] 案例中，功能用户需求(FUR)中表述“当教授选择/取消选择所教的课程，系统检索和显示一系列教授在下学期将要讲授的课程设置”，此语句的意思表述即表明此功能过程需要检索和取回教授在下学期将要讲授的课程信息，即取回数据操作，从中可以识别出存储教授授课信息的存储类交互事物。 步骤2：从存储类交互事物中排除功能用户、对等构件。 在识别出的存储类交互事物中，对照功能用户和对等构件的定义，从中排除功能用户[ 9 ] 和对等构件。功能用户和对等构件都是边界外与待度量软件交互的数据发送者或预期数据接收者，不能作为持久存储器，应当予以排除。 步骤3：分析数据移动跨越软件生命周期或者跨越功能过程，识别出持久存储器。 分析待度量软件与存储类交互事物之间的数据移动是否跨越了软件生命周期或功能过程，如果存储的数据在下一个功能过程需要使用或者在软件生命周期结束后仍然需要调用，则识别为持久存储器，否则只是临时存储，不应识别为持久存储器。此步骤遵循的规则如下： 规则3：存储的数据在软件生命周期结束后仍然保存在存储介质中，或者取回的数据是上一个软件生命周期所保存在存储介质中的数据，应识别为持久存储器。如图4所示。 实例4：在LBT循环测试器[ 7 ] 案例度量中，功能用户需求(FUR)中表述“每次LBT软件接收到正确的用户名和密码算做一次成功登陆，即对此登陆次数进行计数，由登陆计数器保存登录次数”。此功能过程表述在每一次的软件启动后，都需要对登陆计数器中数据进行更新和保存，即跨越了软件生命周期存储数据，因此应该识别为持久存储器。 规则4：在一个功能过程中存储的数据是下一个功能过程需要使用或者说此功能过程调用的数据是由该功能过程之前的其他功能过程所存储的数据，应识别为持久存储器。如图5所示。 实例5：在LBT循环测试器[ 7 ] 案例度量中，功能用户需求(FUR)中表述“每次登陆软件都需要输入用户名和密码，当密码正确才能正常登陆，如果输入密码错误的次数达到3次，则登陆失败”。按照此规则，因为存储的错误密码计数(3次)没有跨越功能过程，不应被识别为持久存储器。 经过以上步骤之后，比较准确的识别出了持久存储器。 实例6：根据本文所述识别器持久存储器的方法步骤对LBT循环测试器案例[ 7 ] 进行度量实验，得到其度量结果，如表1所示。
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user: 5. 结束语 本文在COSMIC度量方法给出的持久存储器定义基础之上，对度量手册中的原则和规则进行了梳理，结合实践度量案例中发现的问题，提出了准确识别持久存储器的一种方法步骤。下一步将继续对COSMIC 图4. 跨越软件生命周期与持久存储介质交互数据 图5. 跨越功能过程与持久存储介质交互数据 Table 1 ISDN Loop Back Tester in the recognition results of persistent storag 序号 存储类交互事物 交互动作 应用规则 结果 1 非易失存储器(EEPROM)和RAM 保存/读取 规则1 持久存储器 2 登录计数保存器 保存 规则3 持久存储器 3 密码错误计数保存器 保存 规则4 非持久存储器 表1. LBT循环测试器案例中识别持久存储器的结果 度量方法进行深入研究，探究一种可实施的COSMIC度量方法。
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user: 摘 要 本文提出了一种HEVC视频编码的运动估计快速算法，该算法可以显著加速搜索过程，编码效率与HEVC参考软件(Test Model)中的Test Zone Search (TZSearch)平分秋色。较之H.264/AVC视频标准，HEVC引入了更为复杂的混合编码框架和更大尺寸的搜索窗口，从而带来了更高的计算复杂度。为了降低复杂度，我们提出了一种新的运动估计算法，该算法仅利用搜索窗中所选取的少量几个点建立二次曲面模型，通过对像素的绝对差值和(SAD)分布的迭代分析，逐步缩小搜索范围，直到得出最优的运动矢量。该算法可被用于不同的编码环境中，实验结果表明，与HM相比，该算法可以节约大约40%的运动估计算法时间，仅引起轻微的性能损失。 关键词 :视频编码，运动估计，快速算法，二次模型
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user: 1. 引言 视频编码技术是通过分析视频数据的特性，去除视频本身所包含的冗余信息，以达到数据压缩的一项数字媒体处理的关键性技术。HEVC [ 1 ] 作为高效视频标准(High Efficiency Video Coding)，由ITU-T的VCEG和ISO/IEC的MPEG组织联合协作制定，是当今世界最为先进的视频编码标准之一，较之传统的H.264/AVC，编码效率提高一倍[ 2 ] 。 未经压缩的视频数据量是非常庞大的，给视频信息的存储与传输带来了极大的不便。近几十年来，随着人们对视频压缩技术的持续研究，相继推出了H.261、MPEG-1、MPEG-2、H.263、H.264等一系列优秀的编码标准，使得视频编码器的编码效率不断提高。为了满足人们对于视频内容分辨率、色彩饱和度不断提高的需求，HEVC、AVS2等新一代视频编码标准应运而生，针对高清视频的压缩性能尤为出色。 新一代视频编码标准HEVC采用了多项新的编码技术，在视频编码性能上有显著提高，但同时也引入了极高的计算复杂度，这十分不利于HEVC的实际应用，特别是实时性要求较高的场合。因此，研究新一代视频标准的快速算法，在保持性能的前提下，降低算法复杂度具有十分重要的研究意义。 运动估计作为HEVC编码器的关键技术之一，占用将近一半的编码时间[ 3 ] 。在运动估计的研究历程中，国内外学者提出了很多优秀算法，基本的算法如全搜索(Full Search， FS)算法，通过遍历搜索窗内的每一个点进行代价函数计算，选取代价最小的块为最佳匹配块，该方法匹配效果最好，但时间复杂度过高。其它方法如三步搜索法(Three Step Search， TSS)、四步搜索法(Four Step Search， FSS) [ 4 ] 、菱形搜索法(Diamond Search， DS) [ 5 ] 、六边形搜索法(Hexagon-Based Search， HEXBS) [ 6 ] 等算法大多是基于模板图案的搜索方法，相对全搜索可以节省90%以上的编码时间，但并不适应搜索窗尺寸较大的编码标准，且易陷入局部最优。为此，在HEXBS算法的基础上，UMHexagonS (非对称十字搜索与六边形网格搜索)算法[ 7 ] 对此加以改进，被广泛运用于H.264/AVC、AVS等视频编码标准中。
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user: 2. 相关工作 2.1. 视频编码中的运动估计技术 典型的视频编码系统，包含预测、变换、量化、熵编码等关键技术。预测技术利用视频内容的时域和空域相关性实现对当前编码块的预测，仅对当前块和预测块的残差信息、运动矢量等数据作进一步的处理，剔除了大量冗余信息，从而可以实现对视频内容的大幅度压缩。编码预测主要包括帧内预测和帧间预测两种方法。运动估计(Motion Estimation， ME)是帧间预测的重要组成部分，是编码系统中消除时域冗余、提高压缩比的最基本和最重要的关键技术，其中块匹配法(Block Match Algorithm， BMA)由于算法简单且易于硬件实现，被广泛应用于各视频编码标准中。块匹配法的基本思想是先将图像划分为许多子块，然后对当前帧中的每一块根据一定的匹配准则在前后多个参考帧的一定搜索范围内寻找出当前块的最佳匹配块，由此得到两者的相对位移，即当前块的运动矢量。在HEVC标准中，图像序列的当前帧被划分成互不重叠的最大为64 × 64大小的子块，每个子块还可以划分为更小的子块。对于当前块来说，只有运动估计所得运动矢量及当前块和预测块之间的残差信息，经过后续处理后才会被输出到码流中。由此可见，运动估计算法越完善，运动矢量估计越准确，预测误差越小，输出的比特流数据就越小，因此，高质量的运动估计算法是高效视频编码的前提和基础。此外，快速运动估计算法往往会受到搜索范围的影响，当搜索范围越小时，运动向量的预测越容易陷入局部最优，当搜索范围越大时，算法复杂度越高。寻找一个兼顾运算复杂度与精确度、且又不易于陷入局部最优的运动估计算法显得非常重要。 2.2. HEVC参考软件TZSearch算法 在HEVC标准的参考软件HM中，采用的运动估计方法是TZSearch [ 8 ] (如图1所示)，TZSearch的起始点选择有三种可选方案，分别是：(1) 中值预测方案；(2) 当前预测块的左、上、右上三种模式的预测方案；(3) 零运动矢量的预测方案。具体的搜索方法包括两遍菱形搜索和一遍光栅搜索。其中，第一遍菱形搜索从步长为1开始，不断以2的倍数扩大，步长较小时采用4点的菱形搜索，步长较大时采用8点的菱形搜索，光栅搜索则按照步长为5的固定值，按照光栅的Z字型顺序搜索寻找匹配代价最小的块。 2.3. 代价函数模型 目前，衡量块匹配效果好坏的准则主要有平均绝对差(Mean Absolute Difference， MAD)、绝对误差和(Sum of Absolute Difference， SAD)、最小均方误差(Mean Squared Difference， MSD)、差值平方和(Sum of Squared Difference， SSD)、归一化相关函数(Normalized Cross-Correction Function， NCCF) 等几种。选择一个既能精确描述块之间的匹配程度，又能快速得到结果的匹配准则，将会极大地提高搜索速度，改进算法性能。 计算两个块大小相同的像素单元的平均绝对差MAD如公式(1)所示，是通过累加两个块中每个点的对应坐标像素值之差的绝对值并求取其平均值而得到的。式中M，N是匹配块的高度与宽度尺寸， 表示当前 坐标下的像素值， 表示位移矢量。MAD的值越小，则匹配的效果越好，说明两个块的相关性越高。 (1) 由于MAD平均值的计算涉及乘除法运算，通常用绝对误差和SAD代替MAD，但不会影响匹配效果。SAD的计算方法见公式(2)。 (2) 最小均方误差MSD的计算方法类似MAD，见公式(3)，差别在于MSD所求的是方差的绝对值的平均值。MSD的值越小，则匹配的效果越好，说明两个块的相关性越高。 (3) 图1. HM中的TZSearch算法 同样地，由于MSD平均值的计算也涉及乘除法运算，通常用差值平方和SSD来代替MSD，但不会影响匹配效果。SSD的计算方法见公式(4)。 (4) 归一化相关函数NCCF对两个块的对应位置的像素值进行归一化，方法如公式(5)。归一化的值越大，匹配效果越好，说明两个块的相关性越高。NCCF的计算复杂度较高，实用性较差，仅应用于研究中。 (5) 一般而言，在进行运动估计时，离最优匹配点越远，匹配误差值SAD越大，现有的整像素运动估计算法大都采用SAD来进行块匹配的计算。
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user: 3. 基于二次模型的运动估计快速算法 3.1. 模型介绍 对HEVC诸多测试序列的代价分布进行统计，整个搜索窗的代价分布接近一个连续的曲面。距离曲面的最小值，即最优点的距离越近，代价值越小。假设该曲面为一个二次曲面，利用数学方法求解二次曲面的极值点即为最优结果，该SAD的二次曲面可以用 来近似估计。 在搜索窗内，以当前搜索范围的一半为初始步长R，选取围绕当前点的8个点，如图2所示，并分别为其分配虚拟坐标。其中当前点的虚拟坐标为O(0，0)，水平与垂直方向上的四个点分别是A(−1，0)、B(0，1)、C(1，0)、D(0，−1)，对角线方向上的四个点分别是E(−1，1)、F(1，1)、G(1，−1)、H(−1，−1)，计算此9个点的SAD值。 将上述9个点的虚拟坐标以及SAD值带入公式 中，则可得到如下所示的结果： 图2. 二次模型示意图 (6) 因此，利用O、A、B、C、D、E、F、G、H九个点及其代价SAD值，即可计算出模型函数的所有参数，计算方法如下式所示： (7) 对方程 进行微分操作，当 的x分量与y分量的偏导数都为0时，所得的点 即为极值点。当 时，所得曲面为一个凹曲面，极值点即为极小值点，否则，为极大值点，具体的判断过程如下式所示： (8) 由上式可知，极值点为极大值点时，丢弃该点，选择O、A~H中SAD值最小的点作为搜索结果 。 以上所得极值点的坐标乘以R得 ，该坐标为真实坐标。 如图2中的二次搜索所示，以O'为中心，搜索步长缩小一半，即R = R/2，重复上述步骤，更新 的值。 如果步长小于等于8，停止建模过程，直接选取周围相邻的八个点，计算代价SAD，选取SAD最小的点作为最终的匹配点，匹配点与起始点的向量即为所求运动向量。 至此，模型的极值点 得以求出。 3.2. 整像素与分像素的完整计算过程 3.2.1. 起始点的选择 在搜索窗中选取起始点，利用中值算法，选取与当前块相邻的上方、左方、右上方块的运动矢量，取三个矢量的中值作为起始搜索点。 本算法中放弃了HM算法中的零向量起始点和直接选取相邻块向量的可选方法。实验证明，其它两种方法的准确性较差，且HM中虽实现了另外两种方法，但并未使用。 3.2.2. 整像素搜索的计算方法 按照上节中的建模方法，从起始点开始，初始搜索窗大小选取64 × 64，以步长32选取起始点及其周围的9个点建立模型 ，通过极值点的计算获取第一次搜索的最优值。然后，在当前点的周围进行多次搜索，直到搜索步长缩小至8，停止建模，比较相邻的9点选取最终结果。 3.2.3. 分像素搜索的计算方法 分像素的运动矢量计算方法与整像素类似，利用建模的方法省去为每一个分像素位置插值的过程。 以上一节中的整像素结果作为分像素搜索的起点，选取当前点和与其相邻的9个点建立模型 ，通过极值点的计算获取分像素运动矢量的估计值。其中，极值的计算结果是一个小数，根据小数的分度确定分像素的具体位置 ，分度大小为0.25。 (9) (10)
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user: 4. 实验结果及评价 4.1. 测试序列 HEVC参考软件提供了一系列的测试序列，涵盖了在分辨率、剧烈运动程度、亮度对比度等方面不同的视频测试文件。该测试序列包括Class A(2K)、Class B(1080p)、Class C(480p)、Class D(240p)、Class E(720p)等五种分辨率的视频分类，每一个分类包含不同的视频文件。 4.2. 评价指标与实验对比 视频编码器有可控的量化参数(QP)来控制视频压缩的码率，为了充分验证算法对于编码器的改进效果，我们对同一个测试序列进行实验时，分别测试其量化参数为22、27、32、37四种情况，并对测试结果求平均值。 为了表征快速算法的速度提升，我们用公式(11)来表示提出的算法较之参考软件的时间节省。 (11) 其中 是参考软件HM16.0对该序列的当前量化参数QP i 的编码时间， 是使用新提出的运动估计快速算法之后的编码时间。 为了表征编码视频的性能，最直观的指标是视频编码后的码率(RATE)和峰值信噪比(PSNR)。码率越小，则压缩后的码流文件越小，占用的信道带宽越小，编码器的压缩性能越好；PSNR是原视频与压缩后视频之间的均方误差相对于 的对数值，PSNR值越大，则说明压缩客观质量越好，与原视频差别越小。 由于码率和PSNR之间的关系是非线性的，对于检验不同编码器对于同一测试视频的压缩与质量性能，直接比较码率和PSNR值的大小并不能总是可以得到准确的结果。由于压缩性能与编码质量具有非线性相关性，为了简单起见，我们可以假定在相同编码质量下对压缩性能，或者在相同压缩性能下对编码质量进行比较，由此得到的判断是合理的、精确的。然而，不同编码器编码后的码率和PSNR值，很难出现相同的情况。为此，我们采用Bjontegaard提出的算法[ 9 ] ：首先，对于某个具体的视频测试序列，分别使用两种编码方案，在四个不同的量化参数QP下进行编码，分别获得其码率与PSNR值；然后，在不同的编码方案之下，通过四个不同的量化参数QP的码率和PSNR，各自拟合出一条码率和PSNR的RD曲线；最后，通过两条拟合曲线差值的积分，在整个编码码率的跨度上，得到PSNR值的变化量BD-PSNR (Bjontegaard Delta Peak Signal-to-Noise Rate，单位为dB)，在整个PSNR值的跨度上，得到编码码率的变化率BDBR (Bjontegaard Delta Bit Rate，用百分率表示)。其中，BDBR表示在相同的客观质量下，两种方法的码率压缩情况，BDBR越小，表示当前编码器的压缩性能越佳；BD-PSNR表示在给定的同等码率下，两种方法的PSNR-Y的差异，BD-PSNR的值越大，表示当前编码器的质量损失越小。 4.3. 实验结果 按照上节评价指标，分别测试HEVC的参考软件HM16.0与本文提出的算法，按照Bjontegaard给出的方法，得到HM的运动估计算法与本文算法的对比结果，如表1所示。 由表1可以看出，该算法可以带来大约31%~50%的时间节省，平均码率上升为1.0%，平均的时间节省为41.5%，亮度分量的质量损失约为0.005dB。编码效率的损失非常微弱，以至于可以忽略不计，但由此带来的时间节省是非常可观的。 通过比较两种编码算法的RD曲线图，即码率与损失的分布曲线图，可以衡量这两种算法的编码结果是否吻合。如图3所示，通过比较本文算法与参考软件的编码RD曲线，二者吻合程度较好，该算法并未改变源视频序列的内容。 Table 1 The coding quality and complexity reduction compared with the H 类型 序列名 ΔPSNR-Y (dB) BDBR (%) BD-PSNR (dB) 时间节省(%) A Traffic −0.001 0.9 −0.05 52.3 PeopleOnStreet −0.004 0.9 −0.05 47.7 B Cactus −0.003 1.0 −0.02 32.2 ParkScene −0.001 0.7 −0.06 39.1 Kimono −0.013 1.3 −0.05 36.1 C BQMall −0.004 0.8 −0.08 42.2 PartyScene −0.005 0.7 −0.06 43.3 BasketballDrill −0.004 1.3 −0.04 46.6 D RaceHorses −0.008 1.0 −0.06 38.3 BasketballPass −0.004 1.2 −0.09 48.5 BQSquare −0.007 1.2 −0.07 42.7 E Johnny 0.003 1.3 0.06 43.7 Vodyo3 −0.003 0.9 −0.04 38.8 FourPeople −0.005 1.1 −0.06 31.3 平均值 −0.005 1.0 −0.048 41.5 表1. 提出算法与参考软件各项测试结果对比 图3. 提出算法与参考软件的RD曲线图
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user: 5. 结论 运动估计作为视频编码系统中的关键技术之一，占用着接近一半的计算复杂度，如何在保证运动估计准确性的前提下有效降低算法的计算复杂度，一直是视频编码技术研究的重要课题。本文提出了一种快速运动估计算法，摈弃传统的块匹配方法，选择分析代价分布，利用有限的几个点，通过极值的微分计算方法，获得最佳的整像素运动估计与分像素运动估计结果。实验结果证明，该算法在保证编码效率基本不变(大约1%的轻微质量损失)的前提下可以节省超过40%的计算时间，算法的加速效果较为明显。 随着人们对视频质量的视觉需求不断提高，视频编码技术发展也会日新月异。对于高清、超高清视频序列，在一定程度上意味着采用的搜索窗口会越来越大，编码单元的大小也会越来越大，传统的基于模板匹配的运动估计算法的计算复杂度也会随之大幅提高，本文提出的建模方法有效地利用已得点的代价相关性，大幅提高了视频编码器的整体运行速度；同时，对于如H.264/AVC、AVS2等其它视频编码标准，也具有很好的适用性。
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user: 摘 要 本文提出了一种基于时空可信度的AS商业关系推断方法，该方法选取多个时间点的不同监测点路由表，基于路由策略和层次结构初步推断每个时刻不同监测点的AS商业关系，并基于空间一致性和时间稳定性计算其可信度值，根据给定阈值选取可信的AS商业关系。同时，本文还分析了路由监测点数量与阈值对有效AS商业关系推断的影响。实验结果表明，选取恰当数量的路由监测点与阈值可以有效提高AS商业关系的精准度。 关键词 :AS商业关系，可信度，方法
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user: 1. 引言 Internet是由一系列自治系统(Autonomous System， AS)构成的集合，BGP(边界网关协议) [ 1 ] 协调着AS间的有效运转，并允许每个AS配置自己的路由策略以选择最合适的路由到达目的网络，路由策略的配置通常由AS间的商业关系和采用的流量工程所决定。随着主机和网络数量的不断增加，互联网规模正在快速膨胀，使得AS的路由策略越来越商业化，直接影响着AS间的商业互联关系，使得AS间的物理连接并不意味着流量的传递。因此，AS间的商业关系越发成为国家、企业、机构等不可或缺的网络资源，并且AS商业关系在掌握网络结构与演化、设计和优化网络、发现网络故障点等方面也具有重要的指导意义。然而，由于AS间商业关系由ISP之间协议决定，属于商业机密，且ISP在IRR (Internet Routing Registry)注册留下的路由策略信息过于陈旧，因此，不能通过公开的数据中直接获得AS间商业关系，又由于ISP间协议的变化会引起AS间商业关系的变化，这种AS间商业关系的变动性以及互联网与生俱来的异构性、自组织性和非集中性，都给AS商业关系的准确推断带来了技术挑战。
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user: 2. 相关工作 高立新等人最早提出AS间商业关系推断方法[ 2 ] ，她假设一条有效的AS路径应该遵循valley-free原则，即一条路径包含0个或多个客户–提供者(兄弟)边，0个或1个对等边，以及0个或多个提供者–客户(兄弟)边。高立新的valley-free假设真实地反映了互联网中AS间的商业关系。高立新的算法试图找出一条路径中度数最大的AS，并认为具有相近度大小的两个AS是对等关系。 Subramanian等人[ 3 ] 正式地将AS关系类型(Tor)推断转化为一个组合优化问题——MaxToR问题：给定一个由BGP路由表产生的无向图，并指定每条边为p2c或p2p类型(忽略s2s类型)，使得valley-free路径最大化。同时猜测MaxToR问题是NP-完全问题，并给出了一个解决算法SARK：利用不断去除AS拓扑图中叶子节点的方式为AS设定不同的等级，并从多个采样点设定的AS等级进行比较来判断两个AS间的商业关系。 Di Battista、Erlebach等人[ 4 ] 证明了MaxToR问题确是NP-完全问题且不能有效推断出p2p关系，提出了MaxToR问题的解决算法BPP和EHS。BPP算法在结果的真实性上不如SARK，EHS将MaxToR问题转化为一个可满足问题，利用随机游走的方法推断AS间商业关系。 Dimitropoulos等人[ 5 ] 基于MAX-2-SAT提出了一种解决办法。对于兄弟关系的确定是基于对WHOIS数据库的查寻，然后最大化valley-free路径的数量和基于度差异推断的c2p关系，通过解决这最大化2元可满足性问题推断AS关系。 加州大学的互联网研究实验室使用Zhang和Oliveira等人在文献[ 6 ] 和文献[ 7 ] 所述方法描绘了一张带有商业关系的AS-level拓扑图[ 8 ] 。算法首先推断出Tier-1所包含的AS，对于与Tier-1的AS相连的则推断为p2c关系，其余为p2p关系。Zhang在文献[ 6 ] 中给出了推断Tier-1中AS的方法，但Oliveira假定Tier-1中AS可以从维基百科获取到。由于将只有地区级提供商AS才能观察到c2p关系数量不断增多，导致此方法错误的将p2c关系推断为p2p关系。Gregori等人[ 9 ] 使用了类似的方法，对于每一条路径推断出可能的关系后，再基于路径的生命期确定AS关系。 上述从AS间商业关系推断的准确性来考虑，给出了不同的方法，但在互联网上由于商业利益或流量工程，甚至是路径伪造、路径篡改、路由泄露、路由震荡等攻击引起的路由变化导致AS间商业关系的变化很少被关注，因此，本文提出了一种基于时空可信度推断AS商业关系的方法。
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user: 3. AS互联关系及路由策略 路由策略是网络管理员配置的一系列路由规则，在很大程度上反映了AS间的商业关系。主要包括提供者–客户关系(provider-to-customer， p2c)、客户–提供者关系(customer-to-provider， c2p)、对等关系(peer-to-peer， p2p)和同胞关系(sibling-to-sibling， s2s)。在p2c中，提供者可以将自己、它的客户、它的提供者或对等体的路由输出到客户，但不能输出它的提供者和对等体的路由；在c2p中，客户可以将自己和它的客户的路由输出到提供者；在p2p中，对等体间可以相互输出自己和客户的路由，但不能输出它们的提供者和其它对等体的路由；在s2s中，兄弟间可以将自己、客户、提供者和对等体的路由输出到对方。 根据以上路由策略高立新证明了[ 2 ] 在一条AS_PATH中提供者–客户或兄弟边后面只能是提供者–客户边或兄弟边，对等边后面只能是提供者–客户边或兄弟边。若将只有p2c边或s2s边的AS_PATH路径序列称为下坡路径、将只有c2p或s2s边的AS_PATH路径序列称为上坡路径，那么，一条有效的AS_PATH路径应符合6种模式，即一条上坡路径、一条下坡路径、一条上坡路径加一条下坡路径、一条上坡路径加一个对等边、一条上坡路径加一个对等边加一条下坡路径、一条对等边加一条下坡路径。
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user: 5. 实验结果及分析 本实验路由数据来源于开源公共项目Route-Views [ 14 ] ，因其路由数据更新的连续性与完整性，且单个路由表快照包含多个地区AS监测点。以2015年10月1日路由数据为例共观察到41个监测点，这41个监测点遍布世界各地，可以较为全面地反映互联网的路由情况，是实验基础数据的最佳选择。Route-Views上提供两种格式[ 15 ] 的路由表供下载，一种是从Cisco路由器以“sh ip bgp”命令产生的路由表数据的形式提供，每2个小时提供一次路由数据镜像，但这个过程相对比较慢，而且路由的时间戳可能会受到影响，由于路由器的缓存以及本地网络的维护问题，可能导致路由数据部分丢失；另一种是从软件路Zebra上采集到的路由数据，数据以MRT格式存储，这种格式方便被计算机处理，路由数据每 Algorithm 1. AS relationship inference of single monitored point 算法1. 单监测点AS商业关系推断 Algorithm 2. AS business relationship inference based on temporal and spatial reliability 算法2. 基于时空可信度的AS商业关系推断 Table 1 AS relationship monitoring statistics in spac 监测点 AS商业关系对 MP1 MP2 …… MPi …… MPn1 V MP 1 V MP 2 …… V MPi …… V MPn 1 …… …… …… …… …… …… …… 表1. 空间上AS商业关系监测统计表 15分钟更新一次，相比第一种路由信息更加丰富、准确，因此实验数据选用MRT格式。采集Route-Views上2015年10月1日至30日每日零点的路由表快照作为实验数据进行AS商业关系推断，并统计m，β取不同值时产生的结果，如图1所示。 从图1可以看出，当m值逐渐增大时推断的AS商业关系数量呈现递减的趋势，且随着β取值的增大，这种递减的趋势也不断增大。这是因为随着m，β取值的增大，对于基于时空可信度的AS商业关系推断越趋严格，即可信度值越大，符合可信度值的AS商业关系数量就越少，这在一定程度上可以减少由于商业利益、流量工程、路径攻击等对AS商业关系引起的变化的影响，防止非正常AS商业关系被推断出来而掩盖非法攻击行为。 为了评估本算法推断的AS商业关系的有效性并分析m、β值的选取对于有效性的影响，本实验产生的结果将与10月1日CAIDA提供的AS商业关系进行核实验证。不同m、β值对应的有效AS商业关系占比如图2所示。 由图2可以看出m、β值的递增对有效AS商业关系占比的影响不是线性变化的，在m值小于10时的曲线中，都有徒增的部分，说明某些AS商业关系只会有限的监测点被观察到，这样的变化有可能是商业利益、流量工程、路径攻击等引起的，需要其他佐证才有进一步确定。此外，当m = 1，β ≥ 0.0时，即41个监测点中只要有一个监测点观察到AS商业关系且可信度为1时所推断出来的AS商业关系，从图1和图2中可以看出，虽然此时推断出来的AS商业关系数量最多，但其可信AS商业关系占比却是最低的，说明其中有很多不稳定或错误的AS商业关系；当m = 14，β ≥ 0.9时，有效AS商业关系占比值最大，由此可确定m、β值可以最大化AS商业关系推断的有效性。 Table 2 AS relationship monitoring statistics in tim 监测点 AS商业关系对 Time_1 Time_2 …… Time_i …… Time_n2 Z 1 Z 2 …… Z i …… Z n 2 …… …… …… …… …… …… …… 表2. 时间上AS商业关系监测统计表 图1. m、β值对AS商业关系数量的影响 图2. m、β值对应的有效AS商业关系占比的影响