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“十五”“ 211 工程”重点学科建设项目

——“计算机科学技术与网上软件工程”建设  

 

一、“十五”“ 211工程”总体建设目标

   通过“十五”“ 211工程”建设,争取将软件工程国家重点实验室、国家多媒体软件工程研究中心建设成国内外有影响的科学研究基地、开发和成果转化基地、人才培养基地和学术交流中心。

   争取计算机科学与技术获得一级学科授权点,信息安全学科获得博士学位授权点,计算机软件与理论成为国家重点学科。使网上软件工程理论与核心技术研究方向的研究工作达到国际先进水平;使信息安全、智能计算等研究方向的研究工作达到国内一流。以此带动武汉大学计算机学科人才培养和科学研究整体水平的明显提高,为培养高质量的人才和实现计算机学科的跨越式发展打下坚实基础。

二、“十五”“ 211工程”建设任务完成情况

   (一)总体建设目标、建设任务以及具体指标完成情况

   1、已于2003年获得“计算机科学与技术一级学科”博士授权点;

   2、已于2003年获得“信息安全”学科的硕士学位授权点和博士学位授权点;已于2004年获得“计算机系统结构”和“软件工程”两个博士学位授权点;已于05年12月31日获“数字影视技术”硕士学位授权点;

   3、2003年“计算机应用技术”湖北省重点学科以优异成绩通过专家的评估和验收;

   4、已基本组建一支高素质、高水平、年龄结构、知识结构和学缘结构合理的学术梯队;

   5、已发表三大检索论文501篇,承担国家级科研项目39项以上,科研和开发经费超过4600万元;

   6、形成了“生物信息工程”、“数字媒体”等交叉学科研究方向,与文学院、外语学院联合成立了跨学院、跨学科的“武汉大学语言与信息处理研究中心”,推动了文理交融、学科交叉的学科群建设;

   7、通过本次211学科建设,使信息安全、智能计算等研究方向的研究工作达到国内一流,这是标志性成果。以此带动武汉大学计算机学科人才培养和科学研究整体水平的明显提高,为培养高质量的人才和实现计算机学科的跨越式发展打下坚实的基础。

(二)各子项目建设情况

1、网上软件工程子项目建设

网上软件工程子项目建设的任务是: 利用元模型理论,建立我国电子政务中的集中分布式数据库的通用模型,解决电子政务和电子商务中的异构数据库、信息孤岛等问题。利用动态软件体系结构作为指导,建立基于 Web Service的电子政务和电子商务的领域化模型、体系结构模型和软件组件模型。通过2-3个电子政务和电子商务的实例研究与开发,为我国电子政务、电子商务的建设做好示范项目,引领这个领域的发展与建设。

网上软件工程子项目建设的成效是: 建立了湖北软件测评中心、中国 UML教育与资格认证中心、、武汉大学电子政务研究中心、武汉市电子政务生产力促进中心。已在国内外刊物和学术会议上发表论文200多篇,其中国际会议论文70多篇,承担国家自然科学基金等项目40余项,其中 “十五”国家重大科技专项(重要技术标准研究)1项, 武汉软件应用产业化重大专项1项,湖北省和武汉市重点科技项目各1项。出版专著10本。在我国首次主持信息与软件的国际ISO标准,得到国际认可。现主持国际标准1项:MMFI for Ontology Registry(ISO SC32 19763(3));主持国内标准2项:“十五”国家重大科技专项-重要技术标准研究-我国优势技术国际标准研究制定(2002BA906A21-25)、国家建议性标准(国标委立项,No.1356-1359);主持国家行业标准1项:ebXML软构件互操作性测试标准 (国家信息产业部);参加制定国家行业标准2项:软构件标准(国家信息产业部)、UML国家军队标准(国家信息产业部)。

   获湖北省科技进步二等奖 1项,应邀在国际、国内学术会议上作特邀报告5次。开发了一个 基于本体的网上资源整合平台 ,该平台具有本体的可视化建模、本体编辑的语法检查、本体的多视角展示和选择性推理及结果展示等功能;唐胜群教授被聘为湖北省电子政务和武汉市电子政务首席科学家;应邀在国信办召开的、全国电子政务建设交流大会和第一届全国Web信息系统及其应用学术会议上作《我国电子政务技术路线研究》等大会报告、特邀报告等20多场; 完成电子政务总体设计,通过了由湖北省主持的国务院、国家发改委专家参加的鉴定会,设计方案被评价为“全国领先”,得到了省领导俞正声书记的肯定和批准,正在组织实施。

   彭智勇教授 成功地开发了一个基于对象代理模型的数据库管理系统,并于 2005年11月通过鉴定,得到同行的高度评价,并 申请软件专利 2个,软件著作权登记2个;彭智勇教授还获教育部新世纪人才基金、湖北省杰出青年基金和2005年度中创软件人才奖。

   “湖北软件评测中心” 2005年已为28家公司测试软件50多个,取得了良好的经济效益和社会效益。

2、信息安全子项目建设

   我们在可信计算与信息安全领域中的可信计算机、密码学、网络安全和信息系统安全等方面形成了自己的学科特色和优势。

   武汉大学与武汉瑞达公司合作于 2000年开始进行可信计算机的研制,并成功的推出了可信计算机产品,其系统结构和主要技术路线与TCG的规范是一致的,并在技术上有所创新。产品通过了国家密码管理委员会的安全审查。目前,世界上只有美国IBM、HP和中国武汉研制出这种可信计算机。在这一领域我国起步不晚,应当抓住时机发展我国的可信计算技术与产业。目前,解放军总参机要局,云南省电子政务和湖北省电子政务都已采用这种可信计算机。

   经教育部批准,我们创建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高层次教育体系。在密码学方面,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,部分成果已用于我国巨型计算机。在网络安全方面,网络安全免疫,网络故障管理和网络容侵理论与技术取得一定的成果;在信息系统安全方面,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。

   该研究方向已经形成较为合理的学术梯队,其中教授 5人,副教授13人,讲师16人,至今已培养研究生百余名。近几年已完成的信息安全科研项目有国家自然科学基金、国家密码发展基金、湖北省自然科学基金、湖北省科技攻关、湖北省公安厅等项目15项,企业委托项目多项(其中比较重要的有:网络安全保护系统,智能卡操作系统COS,系列安全容错智能卡通用设备及应用系统)。在研的信息安全项目:国家自然基金项目,国家自然基金的网络与信息安全重点项目,国家863计划,湖北省重大科技攻关项目,武汉市科技攻关项目,企业合作项目10项。当前该方向的主要研究内容有:可信计算机系统、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、新型安全智能卡、密码芯片等。

   获部、省级科技进步奖 2项。在国内外学术刊物和学术会议上发表论文百余篇,出版教材18部,专著4部。经国家批准建立了“国家信息安全互操作性测评中心”,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。这些都为研究生、本科生的培养创造了良好的条件。

3、智能计算子项目建设

   围绕演化计算这个主题方向,开展智能计算的理论与应用研究。在演化算法的设计分析及其应用、演化建模、演化硬件技术和智能计算技术应用等方面的研究取得了一系列理论和应用成果。在国内外同行中产生了较好的影响,形成了一个有显著特色的研究团队。

   以复杂函数优化问题和组合优化中的 NP难题为主要对象全面深入开展演化算法研究,取得了突破性进展,对多峰(多解)函数的优化问题求解,算法运行一次可以求出该多峰函数的所有全局最优解;求解了一百万维的Bump问题,创下该挑战性问题求解的世界纪录;成功求解了球面上点的分布这个世纪数学难题;提出了高效率与高效能演化算法求解动态、多目标优化问题,对某些Benchmark问题的求解,其Pareto最优解集的逼近度(精确性)与分布的均匀性都得到了理想的结果;基于统计力学理论提出了一类动力学演化算法,发展演化算法设计与分析的新方法和新理论。构建了一个演化计算研究与应用支撑平台,可用于演化建模、演化优化等的算法设计及其应用研究。以时间序列分析为应用背景,提出了一类多层次、多尺度的动态数据智能化建模算法,应用于气象预测和预报获得了很好的效果。以电化学中化学反应动力系统为应用背景,实现了动力系统模型(描述为非线性常微分方程组)的自动发现,自动发现的系统模型在拟合与预报方面效果均佳。将演化算法与可编程逻辑器件相结合,提出了描述演化硬件的OHDL语言、硬件电路的有向图编码方法、硬件的多层次演化策略和基于硬件特征的适应值评价;构建了一个演化硬件的设计与实现平台,在此平台上实现了几个典型数字和模拟电路的自动演化设计。综合运用智能计算的理论与技术成果,与铁道部门合作研制开发了一个“三品智能检测报警系统”,与X射线危险品检查仪配套使用,实现铁路客货运行包中易燃、易爆等危险品的自动检测和报警,该系统已在武汉、郑州、南昌等铁路局推广应用,受到铁道部安监司和用户好评,效果良好。

   项目组承担国家自然科学基金重点项目 1项,国家自然科学基金面上项目6项,国家863项目1项,其他省部级项目8项。已在国内外刊物和学术会议上发表论文180多篇,其中国际会议论文40篇,康立山教授还应邀在国际学术会议上作大会特邀报告8次,国内学术会议大会特邀报告2次,被SCI收录论文20多篇,EI和ISTP收录60多篇。同时与国际演化计算领域的许多研究机构和学者保持密切的合作和交流, 20多人次参加有关智能计算的国际学术会议,多人应邀出访与合作。通过国际交流,扩大了成果的国际影响,武汉大学软件工程国际重点实验室被国内外同行公认为国际上演化计算的重要研究基地之一。

   4、网格计算子项目建设

   本子项目的建设目标是在网格体系结构、网格中间件等领域 形成和提出一些网格标准,将解决一批理论和技术问题,使我校特色方向的优势得以发挥和融合,使一批年轻人员得到锻炼和提高。

   本子项目的任务是: 建成“武汉大学网格计算平台”,并作为中国教育科研网格和中国国家网格的节点;努力使我校在计算机网络与通信、网格与高性能计算领域的研究达到国内领先水平,跟踪国际先进水平,争取在某些研究方向有所创新。

   本子项目的主要内容包括:

   (1) 计算机网格体系结构设计;

   (2) 计算机网格操作系统(GOS)和计算协议(GCP)的设计;

   (3) 基于网格的 分布计算环境模型 研究;

   (4) 分布、协同信息系统的协作、协调和协商算法的研究;

   (5) 基于 移动 Agent软件服务模型 及其平台 研究;

   (6) 分布式数据开采研究;

   (7) 计算机网格编程环境设计;

   (8) 计算机网格资源层和应用模式的设计;

   (9) 计算机网格中间件层和应用层研究;

   (10) 光通信技术和个人通信技术关键问题研究;

   (11) 新一代网络协议研究;

   (12) 网格行为学研究;

   (13) 网格服务质量(QOS)控制和管理;

   (14) 网格安全。

   本子项目取得的成效是;完成武汉大学网格计算平台总体方案,并进入实施阶段;提出层体系结构模型;在基于移动 Agent软件服务模型及其平台,分布式数据开采,计算机网格资源层和应用模式,计算机网格中间件层和应用层模型,光通信技术和个人通信技术,移动通信,网络服务质量(QOS)控制、算法和实现机制,网络多媒体及应用等方面进行了研究,承接了一批项目,发表了一批研究论文。

三、“十五”“ 211工程”项目建设的重大突破

   与“九五”“ 211工程”相比,“211工程”所取得的进步和重大突破有:

   1.于2003年获得“计算机科学与技术一级学科”博士学位授权点;于2003年获得“信息安全”学科的博士学位授权点和硕士学位授权点;于2004年获得“计算机系统结构”和“软件工程”两个博士学位授权点;于2005年12月获“数字影视技术”硕士学位授权点。

   2.2003年我院“计算机应用技术”湖北省重点学科以优异成绩通过专家的评估和验收。

   3.学院基本组建了一支高素质,高水平,年龄结构,知识结构和学缘结构合理的学术梯队,并发表3大检索论文501篇,承担国家级科研项目80项,科研和开发经费超过4600 万元;我院形成了“生物信息工程”、“数字媒体”等交叉学科研究方向,与文学院、外语学院联合成立了跨学院、跨学科的“武汉大学语言与信息处理研究中心”,推动了文理交融、学科交叉的学科群建设。

   4.使信息安全、智能计算等研究方向的研究工作达到国内一流,这是标志性成果。以此带动武汉大学计算机学科人才培养和科学研究整体水平的明显提高,为培养高质量的人才和实现计算机学科的跨越式发展打下坚实的基础。

   展望未来,通过“十一五” 211建设,武汉大学计算机学院争取申报成功计算机软件与理论的国家重点学科。使网上软件工程理论与核心技术等研究方向的研究工作达到国际先进水平,使信息安全、智能计算等研究方向的研究工作保持国内一流,形成在国际上具有一定影响的信息安全、智能计算研究中心,并以此带动武汉大学计算机学科人才培养和科学研究整体水平的明显提高,为培养高质量的人才和实现计算机学科的跨越式发展打下坚实的基础。