Journal of Zhejiang University

Current Issue: <FITEE>

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering (former title: Journal of Zhejiang University SCIENCE C (Computers & Electronics), 2010-2014)

ISSN 2095-9184 (print); ISSN 2095-9230 (online); CN 33-1389/TP; Monthly.

FITEE is an international peer-reviewed journal indexed by SCI-E, Ei Compendex, DBLP, IC, Scopus, JST, CSA, etc. It covers research in Electrical and Electronic Engineering, including Computer Science, Information Sciences, Control, Automation, Telecommunications, and related disciplines.

Impact factor: 0.308 (2011), 0.297 (2012), 0.380 (2013), 0.415 (2014), 0.392 (2015), 0.622 (2016), 0.910 (2017), 1.033 (2018), 1.604 (2019), 2.161 (2020), 2.526 (2021).

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering

ISSN 2095-9184 (print), ISSN 2095-9230 (online), monthly

2018 Vol.19 No.2 P.151-308

<<< CONTENTS >>>

Research Articles

On the role of optimization algorithms in ownership-preserving data mining

Muhammad Kamran, Ehsan Ullah Munir

DOI: 10.1631/FITEE.1601479 Downloaded: 1947 Clicked: 6438 Cited: 0 Commented: 0(p.151-164) <Full Text> <PPT> 1362

Chinese summary <30> 優化算法在所有權保留數據挖掘中(zhōng)的應用

概要：從敏感數據中(zhōng)提取知(zhī)識往往需要協同工(gōng)作。統計數據庫根據這些敏感數據生(shēng)成，并由各利益相關方共享。在此情況下(xià)，共享數據的所有權保護變得尤爲重要。水印技術正逐漸成爲一(yī)種推行數字數據格式所有權的有效工(gōng)具，但該技術也可能導緻數據失真。因此，從具有水印的數據中(zhōng)提取的知(zhī)識可能不準确。數據失真程度由可用性約束條件來控制，這反過來又(yòu)限制了可用于添加水印的帶寬。盡管大(dà)帶寬能保證魯棒性，但可能降低數據質量。該問題可以通過在可用性約束條件下(xià)優化可用帶寬來解決。如今，優化技術--尤其是生(shēng)物(wù)啓發式技術--已成爲解決該類問題的首選。本文分(fēn)析了多種優化方案及其可行性，用于優化添加水印的最大(dà)可用帶寬，并期望達到以下(xià)兩個目标：（1）保持數據中(zhōng)存儲的知(zhī)識不變；（2）在可用性約束條件下(xià)使可用帶寬最大(dà)化，以取得最佳魯棒性。第一(yī)個目标利用一(yī)個可用性約束模型實現，該模型能确保知(zhī)識不會因嵌入水印而受到損害。第二個目标通過找到滿足第一(yī)個目标的可用性約束條件下(xià)最大(dà)帶寬實現。采用不同指标對多種優化方案性能進行了評估。

關鍵詞組：信息安全；優化技術；數字版權；水印技術

Chaotic digital cryptosystem using serial peripheral interface protocol and its dsPIC implementation

Rodrigo Méndez-Ramírez, Adrian Arellano-Delgado, César Cruz-Hernández, Fausto Abundiz-Pérez, Rigoberto Martínez-Clark

DOI: 10.1631/FITEE.1601346 Downloaded: 3100 Clicked: 7432 Cited: 0 Commented: 0(p.165-179) <Full Text> <PPT> 1478

Chinese summary <24> 使用串行外(wài)設接口協議的混沌數字加密系統及其dsPIC實現

概要：當前數字通信的大(dà)規模使用需要嵌入式系統（embedded system，ES）和協議級數據加密來實現安全連接。串行外(wài)設接口（serial peripheral interface，SPI）協議被ES和集成電路制造商(shāng)廣泛應用于有線和無線通信等領域。提出一(yī)種應用于SPI通信協議的混沌加密和解密算法的設計及其實驗實現。混沌加密算法及對應解密算法的設計基于混沌Hénon映射和兩種模糊和排列方法（結合DNA序列）。考慮到對稱密鑰，SPI協議采用16位配置作爲同步發射機和接收機。使用兩個低成本dsPIC微控制器作爲ES，設計結果得到實驗驗證。基于其數字信号處理屬性，SPI數模轉換器被用于處理、獲取和重構機密消息。最後，統計檢驗證明了加密的安全性。該算法數字處理能力得到dsPIC微控制器驗證。

關鍵詞組：混沌系統；統計測試；嵌入式系統；dsPIC微控制器；串行外(wài)設接口（SPI）協議

Bifurcation-based fractional-order PI^λD^μ controller design approach for nonlinear chaotic systems

Karima Rabah, Samir Ladaci, Mohamed Lashab

DOI: 10.1631/FITEE.1601543 Downloaded: 2242 Clicked: 6863 Cited: 0 Commented: 0(p.180-191) <Full Text> <PPT> 1617

Chinese summary <24> 用于非線性混沌系統的基于分(fēn)岔分(fēn)數階PID控制器設計方法

概要：提出一(yī)個新的魯棒分(fēn)數階比例-積分(fēn)-微分(fēn)（FOPID）控制器，以其中(zhōng)一(yī)個不穩定的固定點來穩定一(yī)個擾動非線性混沌系統。基于使用分(fēn)岔圖的比例-積分(fēn)-微分(fēn)行爲，分(fēn)析非線性混沌系統的穩定性。提取控制器參數的初始集，其後續可通過二次準則優化。積分(fēn)和微分(fēn)分(fēn)數階也被二次準則識别。在兩個非線性系統（陳氏多渦卷混沌系統和Genesio-Tesi混沌系統）中(zhōng)應用數值模拟，結果表明分(fēn)數階比例-積分(fēn)-微分(fēn)控制器在穩定非穩定固定點過程中(zhōng)，甚至在随機擾動情況下(xià)，能夠提供最好的閉環系統性能。

關鍵詞組：分(fēn)數階系統；分(fēn)岔圖；分(fēn)數PID控制器；陳氏多渦卷混沌系統；Genesio-Tesi混沌系統

Versionized process based on non-volatile random-access memory for fine-grained fault tolerance

Wen-zhe Zhang, Kai Lu, Xiao-ping Wang

DOI: 10.1631/FITEE.1601477 Downloaded: 2610 Clicked: 6356 Cited: 0 Commented: 0(p.192-205) <Full Text> <PPT> 1511

Chinese summary <26> 基于非易失存儲器的版本化進程細粒度容錯

概要：新型非易失存儲器（NVRAM）提供的字節粒度持久且非易失新特性，将有力支持新型容錯技術的設計。提出一(yī)個基于NVRAM的新型容錯進程模型--版本化進程（versionized process，VerP）。該進程模型通過在傳統軟硬件之間引入一(yī)個軟件中(zhōng)間層，将軟硬件解耦合，在NVRAM上重新組織進程所有數據，從而支持進程在NVRAM的天然容錯。進一(yī)步，賦予進程中(zhōng)每個數據一(yī)個版本号，通過更新版本号實現進程非易失數據的一(yī)緻性更新。與傳統檢查點機制相比，VerP可高效支持細粒度容錯。

關鍵詞組：非易失存儲器；字節粒度持久；版本化進程；版本号

CWLP: coordinated warp scheduling and locality-protected cache allocation on GPUs

Yang Zhang, Zuo-cheng Xing, Cang Liu, Chuan Tang

DOI: 10.1631/FITEE.1700059 Downloaded: 2005 Clicked: 5738 Cited: 0 Commented: 0(p.206-220) <Full Text> <PPT> 1460

Chinese summary <23> CWLP：一(yī)種在GPU中(zhōng)協同的線程束調度和局部性保護的高速緩存分(fēn)配策略

概要：随着我(wǒ)們正在接近百億億次超級計算機的時代，一(yī)個擁有強大(dà)運算能力和低能耗的均衡的計算機系統變得越來越重要。GPUs是在最近投入運營的超級計算機中(zhōng)被廣泛使用的加速器。它采用大(dà)規模多塊程來隐藏長訪存延遲，同時它擁有高能效。相對于其強大(dà)的運算能力，GPUs的每個流多核處理器隻有幾兆的片上資(zī)源。面向吞吐率的執行模型與它的高速緩存層次結構設計不匹配，使得GPUs緩存表現出較差的運行效率。由于片上存儲器的嚴重缺少，受較差的緩存性能影響，GPU的計算能力急劇下(xià)降，限制了系統性能和能效。提出一(yī)種協同的線程束調度和局部性保護的緩存分(fēn)配策略（CWLP），以充分(fēn)利用數據局部性和隐藏延遲。首先，設計了一(yī)種基于指令PC的局部性保護方法（LPC）以提升GPU性能。使用一(yī)個基于PC的收集器收集每個高速緩存塊的重用信息。在獲取緩存塊的動态重用信息後，采用一(yī)個智能緩存分(fēn)配單元（PCAU），它結合了重用信息和LRU（最近最少使用）替換策略，以找到擁有最少局部性的緩存塊并将其逐出。此外(wài)，局部性信息被線程束調度器用來實現一(yī)個智能的重排序策略，用以獲取局部性和隐藏延遲。實驗結果表明，CWLP能夠提供高達19.8%的性能加速比和超過基準策略平均8.8%的性能提升。

關鍵詞組：局部性GPU；cache分(fēn)配；線程束調度

A new feature selection method for handling redundant information in text classification

You-wei Wang, Li-zhou Feng

DOI: 10.1631/FITEE.1601761 Downloaded: 2430 Clicked: 6076 Cited: 0 Commented: 0(p.221-234) <Full Text> <PPT> 1472

Chinese summary <28> 一(yī)種用于文本分(fēn)類的去(qù)冗餘特征選擇新方法

概要：特征選擇是文本分(fēn)類領域一(yī)種重要降維方法。針對傳統特征選擇方法所選特征集常包含冗餘信息的問題，提出一(yī)種能夠有效去(qù)除冗餘信息的特征選擇新方法。首先，爲衡量兩個詞之間的關系，引入基于詞頻(pín)的相關性和相對冗餘詞集的概念；接着，選擇一(yī)種最優特征選擇方法并用其獲得一(yī)個臨時特征子集；最後，爲提高算法執行效率，結合預設阈值去(qù)除臨時特征子集中(zhōng)的冗餘特征，并将結果存儲在鏈表結構中(zhōng)。實驗以支持向量機和樸素貝葉斯作爲分(fēn)類器，并以WebKB、20-Newsgroups和Reuters-21578作爲測試數據集。實驗結果表明，該方法分(fēn)類精度高于傳統特征選擇方法；相對于基于互信息的方法而言，該方法能夠在保證分(fēn)類精度的同時，有效提高運行效率。

關鍵詞組：特征選擇；降維；文本分(fēn)類；冗餘特征；支持向量機；樸素貝葉斯；互信息

A knowledge push technology based on applicable probability matching and multidimensional context driving

Shu-you Zhang, Ye Gu, Xiao-jian Liu, Jian-rong Tan

DOI: 10.1631/FITEE.1700763 Downloaded: 1785 Clicked: 5282 Cited: 0 Commented: 0(p.235-245) <Full Text> <PPT> 1548

Chinese summary <24> 基于适用概率匹配與多維情境驅動的設計知(zhī)識推送技術

概要：爲了提高産品智能設計過程中(zhōng)設計知(zhī)識的使用效率和質量，有必要向設計人員(yuán)主動推送設計知(zhī)識。知(zhī)識推送主要包括知(zhī)識匹配和匹配結果的合理推送兩個方面。針對現有知(zhī)識匹配通常缺乏智能性和匹配結果推送缺少個性化的問題，提出基于适用概率匹配和多維情境驅動的設計知(zhī)識推送技術。構建包括設計知(zhī)識表示向量、設計案例特征向量和映射布爾矩陣等的訓練樣本集，通過貝葉斯理論計算設計知(zhī)識适用與不适用于設計内容的概率，即二者之間的匹配度，得到推送知(zhī)識集。構建等級化設計内容模型對推送知(zhī)識集進行過濾，通過設計知(zhī)識、設計上下(xià)文、設計内容和設計人員(yuán)等多維情境驅動，實現個性化的設計知(zhī)識推送。在數控機床智能設計平台中(zhōng)的知(zhī)識推送應用，證明了該技術的可行性和正确性。

關鍵詞組：産品設計；知(zhī)識推送；适用概率匹配；多維情境；個性化

Bio-inspired heuristics hybrid with interior-point method for active noise control systems without identification of secondary path

Muhammad Asif Zahoor Raja, Muhammad Saeed Aslam, Naveed Ishtiaq Chaudhary, Wasim Ullah Khan

DOI: 10.1631/FITEE.1601028 Downloaded: 2171 Clicked: 7095 Cited: 0 Commented: 0(p.246-259) <Full Text> <PPT> 1511

Chinese summary <23> 無次要路徑主動噪聲控制系統的生(shēng)物(wù)啓發式與内點混合法

概要：開(kāi)發了一(yī)種主動噪聲控制（active noise control，ANC）系統的混合計算框架，運用基于遺傳算法（genetic algorithm，GA）和内點法（interior-point method，IPM）的進化計算技術，集成得到GA-IPM方法。标準ANC系統通常采用濾波擴展最小(xiǎo)均方算法優化線性有限脈沖響應濾波器的系數，但易陷入局部極小(xiǎo)值（localminima，LM）。本文提出的GA-IPM計算方法有效解決了上述問題。該法不易出現LM問題，且無需識别方案中(zhōng)ANC系統的次級路徑。采用正弦、随機和複雜(zá)随機噪聲幹擾下(xià)的耳機ANC模型，對該方法在幾種線性和非線性主級和次級路徑狀況下(xià)的表現進行評估。大(dà)量獨立運行算法的統計分(fēn)析結果驗證了該方案的準确性和收斂性。

關鍵詞組：主動噪聲控制（ANC）；過濾擴展最小(xiǎo)均方（FXLMS）；模拟計算；遺傳算法；内點法

Words alignment based on association rules for cross-domain sentiment classification

Xi-bin Jia, Ya Jin, Ning Li, Xing Su, Barry Cardiff, Bir Bhanu

DOI: 10.1631/FITEE.1601679 Downloaded: 1869 Clicked: 5710 Cited: 0 Commented: 0(p.260-272) <Full Text> <PPT> 1313

Chinese summary <21> 基于關聯規則進行詞對齊的跨領域情感分(fēn)類算法

概要：文本情感分(fēn)類被應用于企業用戶管理系統，通過自動對諸如評論、博客等帶有情感傾向性文字進行分(fēn)析，幫助商(shāng)家更好地了解用戶對商(shāng)品或者服務的态度。然而，評論和博客等内容常源于不同應用領域，爲每個領域訓練一(yī)個能準确預測情感傾向的分(fēn)類器非常困難。主要原因是，在不同領域，人們通常會用不同特征詞表達相同情感，并且難以找到一(yī)個直接的映射函數，以建立不同領域特征詞間的映射關系，從而消除領域間差異。因此，将某個領域訓練好的分(fēn)類器直接應用到另一(yī)個領域時，會因爲領域間差異使得分(fēn)類器準确率急速下(xià)降。本文提出一(yī)個新的基于關聯規則進行特征詞對齊的跨領域情感分(fēn)類算法，該算法通過在同一(yī)領域中(zhōng)挖掘具有強關聯關系的領域共享詞和領域專有詞詞對，建立直接映射關系，并以領域共享詞爲橋梁，在不同領域的特征專有詞之間建立間接映射關系，從而在一(yī)定程度上消除了源領域和目标領域之間的差異，有效提升了跨領域情感分(fēn)類準确率。在亞馬遜數據庫上的實驗結果證明該算法提高了跨領域情感分(fēn)類性能。

關鍵詞組：情感分(fēn)類；跨領域；關聯規則

Influence of motor cable on common-mode currents in an inverter-fed motor drive system

Peng-kang Xie, Jia-zheng Lu, Guo-zhu Chen, Heng-lin Chen

DOI: 10.1631/FITEE.1601518 Downloaded: 3080 Clicked: 5714 Cited: 0 Commented: 0(p.273-284) <Full Text> <PPT> 1287

Chinese summary <23> 變頻(pín)電機驅動系統中(zhōng)電纜對共模電流影響研究

概要：由電纜連接的感應電動機驅動系統廣泛應用于工(gōng)業應用領域。然而，功率器件的高頻(pín)開(kāi)關在操作過程中(zhōng)會産生(shēng)共模電壓，從而導緻電機驅動系統中(zhōng)出現嚴重的共模電流。在驅動系統中(zhōng)通過電纜和電機的共模電流可以引起周圍電子設備的電磁幹擾，縮短感應電動機的壽命。因此，有必要對電機驅動系統中(zhōng)的共模電流進行分(fēn)析。本文建立了無屏蔽和屏蔽電纜的高頻(pín)模型，考慮了電纜的頻(pín)率相關效應和互感效應。采用有限元法提取電力電纜參數，并進行驗證。介紹了異步電動機和逆變器的高頻(pín)模型，得到電機和逆變器端子上的共模電流，分(fēn)析了電纜長度和電纜類型對共模電流的影響。實驗結果與模型預測的共模電流有較好一(yī)緻性。

關鍵詞組：共模電流；電纜模型；電機驅動系統；參數提取

Thermal energy harvesting circuit with maximum power point tracking control for self-powered sensor node applications

Eun-Jung Yoon, Jong-Tae Park, Chong-Gun Yu

DOI: 10.1631/FITEE.1601181 Downloaded: 3257 Clicked: 7270 Cited: 0 Commented: 0(p.285-296) <Full Text> <PPT> 1525

Chinese summary <21> 爲自供能傳感器節點供電的最大(dà)功率點跟蹤控制熱能收集電路

概要：提出一(yī)種簡便的具有最大(dà)功率點跟蹤（maximum power point tracking，MPPT）控制功能的熱能收集電路，爲自供能微型傳感器節點供電。由于熱電發生(shēng)器（thermo electric generator，TEG）的輸出電壓足夠高，可直接驅動負載應用，故該電路免去(qù)了複雜(zá)的啓動電路和直流-直流（DC-DC）升壓轉換器。爲克服TEG設備和負載應用之間的功率失配，該電路在激活/休眠模式下(xià)工(gōng)作。該熱能收集電路基于0.35μm互補式金屬氧化物(wù)半導體(tǐ)（CMOS）工(gōng)藝研制。實驗結果證明該電路能正常工(gōng)作，展示了MPPT方案性能。該電路實現了95.5％的峰值功效和高于99％的MPPT精度。

關鍵詞組：熱電能；能量收集；最大(dà)功率點跟蹤（MPPT）控制；自供電系統；傳感器節點

New method to determine optimum impedance of fault current limiters for symmetrical and/or asymmetrical faults in power systems

Mahmoud Modaresi, Hamid Lesani

DOI: 10.1631/FITEE.1601689 Downloaded: 1680 Clicked: 5221 Cited: 0 Commented: 0(p.297-307) <Full Text>

Chinese summary <22> 電力系統中(zhōng)對稱和/或不對稱故障的限流器阻抗優化新方法

概要：爲給電力網絡設計者選擇故障限流器（fault currentl imiters，FCLs）的阻抗類型和阻值，提出一(yī)種基于其在網絡中(zhōng)的位置計算最佳FCL阻值的新方法。由于阻抗的複雜(zá)性，需同時考慮FCL阻抗實部和虛部的代價。FCL阻抗優化的目标函數，是以最小(xiǎo)化代價最大(dà)限度減少故障電流。雖然最佳FCL阻抗值的計算受其在網絡中(zhōng)位置的影響，但選取FCL位置的方法并非本文重點。該FCL阻抗優化方法可用于任何具有對稱和/或不對稱故障的網絡。以一(yī)個14總線IEEE網絡爲例解釋該過程。該網絡采用的最優FCL阻抗是同時考慮FCL阻抗實部和虛部的大(dà)範圍代價計算得到的。

關鍵詞組：故障限流器（FCL）；FCL阻抗；短路電流；故障電流；電力系統

Erratum

Erratum: Erratum to: ONFS: a hierarchical hybrid file system based on memory, SSD, and HDD for high performance computers

Xin Liu, Yu-tong Lu, Jie Yu, Peng-fei Wang, Jie-ting Wu, Ying Lu

DOI: 10.1631/FITEE.17e0626 Downloaded: 1600 Clicked: 4738 Cited: 0 Commented: 0(p.308-308) <Full Text>