一、计算机应用技术学科发展概况

   武汉大学计算机学院于 2003年获批湖北省计算机应用技术重点学科。本学科是在原武汉大学的“湖北省重点学科”和原武汉水利电力大学“电力部重点学科”为基础，进行重新整合形成的计算机应用技术学科点。本学科具有硕士授予权和博士授予权，2003年获得国家认可的一级学科，本学科可以授予博士学位的有计算机应用技术、信息安全。计算机应用技术学科以计算机学院为依托，集中软件工程国家重点实验室、国家多媒体技术工程研究中心、国际软件学院等相关单位的科研、教学力量形成学科点的师资队伍，由学校信息学部统一建设。

   武汉大学计算机应用技术学科学风扎实、注重实际、强调创新，在智能计算、信息安全、软件工程、多媒体软件、网络与分布处理等方面具有较强的科研和教学力量。在瞄准国际前沿领域研究的同时，注重国家发展研究目标，积极承担对国民经济有重大效益的项目和工程。与美国、加拿大、日本、澳大利亚、新加坡、韩国、台湾及香港等国家和地区的科研机构在智能计算、信息安全、软件工程、数据库技术、多媒体通信、网格计算等方面都有着良好的合作关系。 2003年以来先后承担了国家科技部、国家自然科学基金委、国家发改委、教育部等的重大攻关项目及省市科技开发项目195项，一些研究成果在国内外产生了重要影响，并将研究成果实际应用，取得了良好的社会效益和经济效益。获得包括省部级奖励在内的各种科技进步奖励5项。在国内外学术刊物及会议上发表论文1046篇，国际杂志和会议上发表360篇，被SCI、EI等索引收录422篇。

   计算机应用学科主要研究方向包括： 信息系统及安全技术、 多媒体技术、应用软件设计、软件工程。

   在信息安全学科领域的可信计算、密码学、网络安全和信息系统安全等方面也形成了自己的学科特色和优势。经教育部批准，我们 2001年创建了全国第一个信息安全本科专业，于2003年同时获得了信息安全硕士点、博士点和博士后产业基地，形成了本科生和研究生的比较完整的信息安全高层次教育体系。于2004年10月在国内研制出第一台可信计算机，提出了演化密码的概念和用演化计算设计密码的新方法，形成了完整的教育和科研体系。 目前已经获得自然科学基金重点项目、重大研究计划、国家 863计划、国务院密码基金、湖北省科技攻关计划等一批具有影响的课题。形成了以张焕国教授为首的，一批年富力强的年轻博士、教授为主的师资队伍，发表了一百多篇论文。聘请了沈昌祥院士等为本方向博士导师，一批国内知名学者为客座教授，为青年学者的成长奠定了基础。在863计划707主题领域有一定的发展潜力。

   多媒体技术方面，国家多媒体软件工程技术研究中心在音视频编码、安全防范系统及关键技术、多媒体技术及其应用平台、多媒体通信等专业方向上，从核心技术、专利、标准、关键产品、典型应用和示范工程等方面取得了可喜的成果。在安全防范系统及关键技术方面，受公安部和国家标准委员会的委托，负责和起草安全防范的行业标准和国家标准，规范和指导我国安全防范产业的发展。同时还负责 AVS音频编解码标准制定的组织工作。

   应用软件设计方面，目前软件工程国家重点实验室为基地，先后完成电力系统、 GPS、GIS、电子政务、MIS、移动通信、教育等一批重要成果，为湖北乃至全国经济建设。一些课题获得省部级科研成果奖励。本方向有刘经南院士为首席科学家。

   在软件工程方面，围绕互联网上的软件工程这个主题方向，开展了基础研究和推广应用工作。在本体元建模方法、基于组件和 Web服务的软件工程、软件体系结构、软件互操作性、软件质量保证等方面，完成了一批高层次的科研项目，获得省部级奖二项，软件著作权登记多项。在电子政务和电子商务等应用领域，开展了应用研究工作并取得了一系列的应用成果。近年来，开展了网络式软件工程和语义软件工程方面的研究工作。随着高水平科研人员的引进，已建立起立足国际学术前沿，勤奋严谨，具有创新精神的研究团队。在 软件工程方面， 制订了“本体注册的元模型框架”ISO国际标准，这是中国在计算机软件方面主持起草的第一个ISO标准。

   2000年以来本学科点在信息安全、软件工程、多媒体技术、可视化技术、计算机应用等领域作了大量基础研究和开发应用工作，取得了丰硕的科学研究成果，共完成国家重点攻关项目、863计划高科技项目、跨世纪人才基金项目、国家和省自然科学基金项目、国际合作和其他研究课题100余项。在研科研项目60余项，有多个项目获得国家和省部级奖，出版著作70余部，在各类学术期刊上发表论文1300余篇，被SCI、EI和ISTP收录200篇，承担的国际交流合作项目共20余项；举办的主要国际国内学术会议有2000年4月的演化计算国际会议、2003年3月的“第三届中国信息和通信安全学术会议”、2004年10月的“第一届中国可信计算于信息安全学术会议”和“计算机信息技术国际学术会议”、2005年11月的全国高校计算机系主任（院长）论坛等。设有专业实验室含网络攻防实验室、应用软件开发实验室、多媒体开放实验室、湖北省多媒体重点实验室、演化密码实验室、计算机免疫学实验室等；教学实验室含软件工具示范实验室、软件工程实验室、计算机基础实验室、多媒体实验室、计算机原理实验室、操作系统实验室和数据库实验室等。六年来，共培养计算机应用专业博士、硕士共300余人。

二、研究方向

   （一）信息系统及安全技术

   主要学术带头人为张焕国、梁意文、王丽娜等。

   通过多年的努力和建设，经国家批准已建立了“中国信息安全产品测评认证中心 --互操作性测评中心”，与湖北省军区联合建立了“信息网络攻防研究中心”，与企业联合建立了企业博士后流动站，与国家信息安全成果产业化基地（湖北）联合建立了信息安全校外实习基地。2001年，经教育部批准，开办了全国第一个信息安全本科专业，形成了本科生和研究生的比较完整的信息安全教育体系。2003年获得博士学位授予权，聘请沈昌祥院士为兼职教授，并招收博士生。我们在该方向的主要研究工作包括：

1．密码学

   首先提出了演化密码的概念和用演化计算设计密码的新方法，并以 DES为例获得实际成功；对有限自动机公钥密码的安全性理论进行了深入的分析，丰富和发展了其安全性理论；提出了变长检错码的概念，并实际用于计算机病毒的检测；系统地研究了字节错误纠错码的理论，部分成果用于我国巨型计算机。正在进行的研究工作有：演化密码研究，混沌密码学，容错理论与技术，网络大容量信息的动态捕获与分析，安全计算机系统，新型安全智能卡，密码芯片等。

2．计算机免疫学与网络安全

   主要研究网络安全技术。所研制的网络测评工具通过国家 863专家组的验收。研制的“基于事件关联方法的智能网络故障诊断系统”有自己的特色。提出了基于染色体的数字基因序列的网络免疫模型，并成功地建立了实验系统，网络安全免疫获得“网络与信息安全”重大研究计划项目，网络故障管理和网络容侵理论与技术取得一定的成果。

3．互操作性与软件可靠性

   在信息系统的公共操作平台，信息安全产品的互操作性，软件可靠性等方面取得一定的成果。在该领域的主要研究内容有：（ 1）研究并开发拥有自主版权的安全管理平台、网络远程服务平台、面向三个重要行业的信息基础设施公共操作环境（COE）平台。（2）建立与这些平台配套的用户信息化标准体系，包括管理平台标准与COE平台标准、网络远程服务标准、平台与网络远程服务的安全标准。建立了互操作性测评中心。(3) 参与制定 我国信息安全标准体系、行业信息安全保障体系。 研制的《软件可靠性专家系统（SRES）》已用于我国军事软件的可靠性评估，曾获得教育部科技进步三等奖。目前，正在深入研究软件可靠性稳定增长测试方法，软件安全性测试方法和基于知识面向对象的软件测试方法等。

   （二）多媒体技术

   主要学术带头人为胡瑞敏、陈世鸿、黄传河等。

      多媒体技术研究方向 以 国家多媒体软件工程技术研究中心、国家教育部多媒体软件开放研究实验室、多媒体网络通信工程湖北省重点实验室 等作为 研究基地，先后承担国家 863项目、教育部、湖北省重点项目共20余项，所研制的产品在多媒体技术领域得到广泛应用。1998年、2000年获湖北省科技进步二等奖，1999年获教育部科技进步二等奖，2000年获湖北省科技成果推广二等奖。我们在该方向的主要研究工作包括：

1．多媒体知识工程

在多年人工智能、知识工程研究成果基础上，重点研究基于多媒体信息处理的知识获取理论、技术和方法，机器学习理论和方法，知识表示语言，知识推理理论、推理模型和推理系统，为智能化多媒体软件系统建立理论基础和实用开发平台。

2、多媒体软件工程

   采用现代软件工程技术，重点研究多媒体数据库、基于领域的内容检索方法和技术、知识发现、知识挖掘技术，视频、音频压缩 /还原技术。基于上述技术研制多媒体软件创作工具、开放式多媒体软件集成平台、多媒体软件系统的测试与验证工具。 为示范工程及其它多媒体应用软件提供开发平台及工程化实验技术。

3． 网络多媒体技术

   从设备、系统、应用三个层次瞄准适合于多媒体通信与分布式计算的高速、宽带网络系统，研究网络的基本原理、系统结构、协议标准、互联技术及其发展趋势；研究实时交互特性、通信服务、服务质量（ QoS）、交换技术和同步机制及CSCW分布计算、远程教育、视频会议系统等应用。

   研究基于内容的多媒体编码短时流量预测、带宽资源请求与分配策略，信源与信道相结合的流媒体传输中的 QoS管理与流量工程，基于信源编码策略的信息安全和信息隐蔽技术。基于短时流量检测与预测的网络控制视频编码器已经用于电视会议系统中，使视频通信的服务质量明显提高。基于信源编码的信息安全技术研究将为满足特殊需求的应用打下基础。

4．多媒体信息特性分析与建模

   研究语音 /音频，图像/视频等信号的处理、分析、理解的理论与技术；基于语音识别和文语转换的多通道用户界面；语音、音频、图像和视频的编码器及其快速算法；解码端基于心理感知特性的错误掩盖与后滤波算法研究。语音识别和文语转换的研究成果已经用于智能人机界面设计和呼叫中心中。在低码率语音编码和视频编码、高分辨率图文信息编码的领域研究中，已经具有明显特色。

   （三）应用软件设计

   主要学术带头人为刘经南、贺贵明、唐胜群等。

   我们在该方向的主要研究工作包括：

1．GPS及应用软件

   GPS系统应用软件由武汉大学软件工程国家重点实验室主任刘经南院士牵头，利用卫星信息实现全球定位的应用。它是数字化交通、国防现代化、数字化地球的基础。经过多年的研究，我们在GPS及其应用软件的开发和应用领域取得了一系列成绩，在三峡工程、国土资源利用等方面均取得，相继完成重大课题“卫星导航增强系统广域差分GPS接收机”，“空间数据采集与应用软件开发”等。

   2001年“国家高精度GPS网布测方案、施测技术和数据处理的研究”获得国家科技进步二等奖。

2．电力系统应用软件开发

   电力系统的应用软件开发充分利用武汉大学在电力系统上的学科优势，结合水电、火电，以本学科的基地——软件工程国家重点实验室在软件工程上的优势，采用建立了一个多学科综合的软件开发模式。完成了三峡工程、河南省电力总公司等一系列大型应用软件开发，为湖北乃至全国电力系统信息化建设作出了应有的贡献。技术涉及 MIS、工业控制网络、大坝安全检测等重要领域。完成电力部重点项目“可视化技术及小波技术在电力系统应用研究”。其中，洛阳首阳山电厂管理信息系统获河南省电力局二等奖、河南省电力局管理信息系统获河南省科技进步二等奖。

3．电子政务信息化及国土资源系统

   结合政府上网工程的需要，我们完成了武汉市电子政务平台的总体设计、湖北省教育厅 OA、湖北省政府网络监理、高校办公系列软件等数十项软件的成功开发， 为湖北的信息化建设做出了较大的贡献。同时为计算机应用技术人才培养提供良好的环境。特别是CARELAND系列软件被国家国土资源部推荐为国土资源管理的首选软件在全国推广，创造了良好的经济效益和社会效益。

   （四）软件工程

   主要学术带头人为何炎祥、彭志勇、孟波等。

1．并行算法

并行算法研究一类适合于大规模并行机的问题求解方法，主要宗旨是充分运用并行机的计算资源，提高并行机的利用率，达到快速求解大规模科学与工程问题。 20世纪70年代末，基于区域分裂原理提出了一类解数学物理问题的异步并行算法。经过多年研究，建立了较完整的分裂法理论，提出了一系列实用的并行算法，它们被国内外同行广泛地研究和应用。发表的论文、专著被国内外同行频繁引用。成果“异步并行算法和区域分裂法的若干问题”于1994年获国家自然科学奖（四等）。进入90年代，根据并行算法研究的新发展，我们又开展了基于细胞自动机的大规模并行算法研究，以及与演化计算相结合的并行演化算法研究，提出大量适合于求解数值和非数值计算问题的并行算法。研究成果“演化计算及其并行处理”1997年获教育部科技进步一等奖，“复杂系统仿真的并行计算模型和算法”1999年获教育部科技进步三等奖。

2．分布式软件工程

   分布式软件工程是在分布式研究与软件工程研究基础上形成的研究领域，如分布式多视点需求描述模型、多 Agent系统和分布式数据开采等是当今计算机领域前沿研究课题。研究并建立了一个基于多Agent的分布计算环境模型，深入探讨了多Agent系统的一些基本问题；提出了基于Agent-group的多对多RPC通讯机制；研究并建立了基于网络环境下面向多个站点机、多种数据库、多类数据源的分布式数据开采系统的基本框架模型和体系结构，探讨了Agent技术与分布式开采技术相结合的新方法，并据此开发了商务智能分析系统。

3．软件需求工程

   软件需求工程研究一直是软件工程研究的热门，而面向嵌入式实时软件系统需求的定义和分析的研究又是目前需求工程的重点研究之一。现已开发出面向嵌入式实时软件的需求工程环境，并提出了将属性、时间特性与层次式自动机结合为一体、使用规则和模板技术的新的实时软件系统的需求描述模型及多种检测方法。此外，在基于组件的需求工程和基于多视点的需求分析等一些难度很大的前沿性研究方面取得了部分研究成果。