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创新科研谱新篇,专注教学育英才

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  ——记上海交通大学计算机科学与工程系符鸿飞

  当今之世,电子计算机技术和以其为基础的互联网科技正深刻地改变着人类的生产与生活。与此一同,计算机和互联网的带宽和安全大问题也就成为摆在我们 身后的一项重要课题。在计算机硬件(有点是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式化依据是根据某个或过后 形式规范或属性,使用数学的依据证明其正确性或非正确性。上海交通大学电子信息与电气工程学院有点副研究员符鸿飞长期致力于形式化依据的研究事业,并着重于理论联系实际,尽量将理论成果实现现实生产生活的运用,取得了丰硕的成果。

  在兴趣指引下孜孜以求

  爱因斯坦有句名言:兴趣是最好的老师。但凡要在一项事业中取得成绩,离不开日复一日的辛勤耕耘。一同,如孔夫子所言,好之者不如乐之者。从事研究工作,最好是在兴趣的有利于下,心无旁骛地孜孜以求。符鸿飞正是如此做的。

  符鸿飞于5003年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。难能可贵当不会选则计算机专业是将会想探索与数学有一定联系的计算机大问题。在本科求学期间,在编写线程池池运行的过程中,符鸿飞对要怎样保证线程池池运行编写的正确性产生了困惑,过后在写完线程池池运行后往往会反复读几遍线程池池运行,确保线程池池运行真正是写对的。这人 写线程池池运行的依据相比一般通过测试检验线程池池运行的依据带宽上要显得慢,过后通过这人 依据写出来的线程池池运行往往不足英文较少,过过后期调试过程也相应比较短。除此以外,符鸿飞对算法理论和自动机理论感兴趣,并研究会了计算机科学理论的基础——自动机理论。

  在硕士研究生阶段,符鸿飞选则了上海交通大学傅育熙教授作为自己的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的线程池池运行运行理论。在他的指导下,符鸿飞对过后 无穷情况汇报线程池池运行运行模型的可判定性和计算繁复性进行了研究,并在互模拟判定以及模型检测算法方面作出了理论上的贡献。硕士阶段的求学经历让符鸿飞对利用数学依据证明系统正确性的形式化依据领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化依据的兴趣,符鸿飞通过国家公派留学找到了该领域著名学者Joost-Pieter Katoen教授,赴德国亚琛工业大学攻读形式化依据相关的博士。在攻读博士期间,符鸿飞主要研究概率系统形式化验证,并独立自主地给出了诸多相关理论大问题的基础算法和计算繁复性。在博士期间,符鸿飞的研究兴趣逐渐由纯理论转向理论与应用相结合。

  在博士后期间,符鸿飞和奥地利科学技术研究院(IST Austria)的Krishnendu Chatterjee教授合作依据依据研究概率线程池池运行的形式化验证,并发表了多篇关于基础理论的结果。线程池池运行验证(即针对线程池池运行的形式化验证)领域是理论和应用相结合的一一四个 范例,在理论上可不可不不还上能开拓新的形式化依据领域,在应用上也可不可不不还上能和无运行时错误保证、无安全漏洞等重要的实际应用相结合。线程池池运行验证方向也和符鸿飞本科时遇到的要怎样保证写对线程池池运行这人 大问题一致。

  面向实际,取得硕果累累

  科研成果要运用于实际的生产与生活当中,发挥其应有的价值。这也是符鸿飞一贯以来从事科研所秉持的理念,目前,他主要研究概率线程池池运行的形式化验证,致力于不不还上能获得过后 具有实际应用背景的理论结果。

  符鸿飞致力于理论计算机科学中的形式化依据领域。形式化依据是利用数学和逻辑的依据证明计算机系统正确性的研究领域。计算机系统的正确性在安全或任务关键系统中是一一四个 核心课题。将会潜在的漏洞将会是是因为重大的人身或财产损失,要怎样保证关键系统不老会 出现重大漏洞是一一四个 重要的大问题。作为理论计算机科学的一一四个 重要分支,形式化依据为关键系统组件正确性的自动化推理和证明提供了坚实的基础,过后不不还上能为系统有无满足过后 关键的正确性性质作出最强的保证。近年来,随着系统如此繁复,通过传统测试依据如此难以覆盖足够多的系统执行路径。过后,形式化依据为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了一一四个 行之有效的依据。

  符鸿飞在形式化依据中的一一四个 重要方向——模型检测和线程池池运行验证中都有突出贡献。模型检测是研究要怎样验证系统模型正确性的研究领域。在模型检测方面,符鸿飞着力研究概率模型检测的算法、可判定性和计算繁复性,并获得了过后 基础性理论成果。在模型检测算法方面,符鸿飞以独立作者身份给出了关于连续时间马尔可夫过程时序逻辑的一一四个 基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化依据学术会议FOSSACS、HSCC上。其中发表在HSCC上的论文获得了最佳学生论文奖。在可判定性和计算繁复性理论方面,符鸿飞着力研究离散时间马尔可夫过程上关于互模拟等价关系的可判定性和计算繁复性,并以独立作者或主要贡献者身份在国际著名理论计算机科学些术会议ICALP、FSTTCS上发表多篇重要论文。

  相对于模型检测,线程池池运行验证是研究要怎样验证线程池池运行正确性的方向。在线程池池运行验证方面,符鸿飞在线程池池运行终止性以及运行时间验证方面取得诸多基础性理论结果,并发表在国际顶级形式化依据、线程池池运行语言理论以及人工智能学术会议POPL、CAV、IJCAI上。首先,符鸿飞作为主要贡献者与合作依据依据者提出了分级上鞅在一同含晒 恶意非选则性与友善非选则性概率线程池池运行上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算繁复性,进而为含晒 非选则性的概率线程池池运行终止性与期望运行时间验证提供了一一四个 坚实的理论基础;一同,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅可不可不不还上能导出有限步内不终止概率的指数衰减性(POPL 2016,TOPLAS 2018)。其次,符鸿飞通过实代数几何中的过后 数学定理以及半正定规划给出了概率线程池池运行上合成多项式分级上鞅的一一四个 高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率线程池池运行的资源消耗给出了一一四个 基础验证算法(IJCAI 2018)。最后,符鸿飞将分级函数推广至非概率递归线程池池运行,进而通过线性规划以及实代数几何上的过后 定理给出了一一四个 输出非概率递归线程池池运行精确运行时间的验证算法;该算法可不可不不还上能有效地输出所以经典递归算法(如归并排序、最近点对算法等)的精确非多项式运行时间 (CAV 2017);一同,符鸿飞基于一元递归关系针对随机递归算法给出了一一四个 验证精确期望运行时间的高效算法;该算法可不可不不还上能在线性时间内输出一一四个 由随机递归算法导出的递归关系的精确期望运行时间(CAV 2017)。

  截至目前,符鸿飞在理论计算机科学以及形式化依据国际著名会议以及期刊上发表论文14篇。获得过HSCC 2013最佳学生论文奖以及科学中国人2017年度人物。

  在研究中,符鸿飞承担过一项关于大规模并发实时系统模型检验的国家重点项目。该项目的重点在于研究新的理论依据以有效验证兼具随机性、并发性以及实时性行态的大规模系统。随机性、并发性以及实时性都有难以通过直觉或是大规模测试保证正确性的繁复系统性质。通过该项目的研究,不不还上能在为保证大规模概率并发实时系统关键性质方面给出一一四个 有效的理论框架。

  在学术兼职方面,符鸿飞为国际著名学术会议和期刊ICALP、VMCAI、FOSSACS、Information and Computation, Information Processing Letters等审稿500篇左右。目前,符鸿飞在上海交通大学带领博士生进行形式化依据的深入研究,并教授《离散数学》、《线程池池运行语言理论》等与形式化依据相关的课程。一同,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后合作依据依据导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持合作依据依据关系,一同推进形式化依据的发展。

  在团队合作依据依据方面,目前,符鸿飞主所以 通过与国际国内一同研究方向的学者进行交流合作依据依据。国外主所以 与奥地利科学技术研究院的博士后合作依据依据导师Krishnendu Chatterjee进行合作依据依据研究,国内主所以 与上海交通大学(校内合作依据依据)、华东师范大学、中国科学院软件研究所以及北京大学等具有一同研究方向的学者进行合作依据依据交流。

  开拓创新,自然水到渠成

  创新是科研的灵魂,唯有通过不断创新,才有将会在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞觉得 在自己这人 研究领域(形式化依据),创新可不可不不还上能有一种生活生活形式。

  首先,一种生活生活创新形式是通过繁复的数学依据解决一一四个 将会被提出的公认大问题。这人 形式的创新可不不还上能求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定解决数学大问题的能力、一同最重要的是要对待解决的大问题有充分的兴趣。比如符鸿飞获得HSCC 2013最佳学生论文奖的那篇论文,首先他对这人 大问题感兴趣,让你花时间在这人 大问题上;其次在花时间解决这人 大问题的过程中,他通过持续的思考并借助自己在大学本科时期积累的数学基础解决了这人 大问题中一一四个 关键的大问题(连续性和无初值属性)。符鸿飞自己认为兴趣是解决这人 大问题的关键,过后这人 一四个 关键性大问题的的解决或许会困难得多。

  其次,创新可不可不不还上能通过提出新的理论概念、并通过充实的依据说明提出的概念具有理论或实际上的意义。比如符鸿飞最近几年发表在POPL、CAV以及IJCAI上的文章,都有在和合作依据依据导师交流后发现了新的理论点,过后在哪有好多个点上展开所获得的结果。目前符鸿飞正在做的有好多个课题也是找到了新的理论点,过后研究新的依据以解决哪有好多个新的理论大问题。符鸿飞认为这人 类型的创新可不不还上能对这人 领域的全局有一定程度的了解。

  再次,符鸿飞提到他研究领域中的创新还可不可不不还上能通过将理论结果应用到大规模工业系统中,以验证实际系统中的过后 关键性质。将会符鸿飞是做理论研究的,所以在这方面还如此如此多的建树。不过他提到将会理论和实际应用之间往往发生比较大的距离,过后将理论结果转化为实际应用通常可不不还上能一一四个 多人的团队以及一两年的时间。过后完成这人 类型的创新觉得 理论上没哪有好多个难度,但可不不还上能一定的人力和时间。

  最后,符鸿飞提到目前的趋势是完成创新所需的每段如此多。除了将理论投入应用的创新可不不还上能团队和时间以外,理论性的创新也可不不还上能学术同行之间多进行交流,所以过后也可不不还上能有能力的学生对理论结果做过后 初步的实验。过后,目前想完成创新可不不还上能多种每段结合在一同,在单一每段方面即使再强也难以达到好的成果。

  面向未来,做好教学工作

  冰冻三尺,非一日之寒。科研成果的取得也离不开一代代研究者在继承的基础上不断创新,开创新篇。良好的传承是研究事业取得大成的重要条件,所以做好教学工作与科研一种生活生活一样重要。

  在教学方面,符鸿飞觉得 首没能把学生放满首位。比如在设计教学内容的过后可不可不不还上能考虑哪有好多个样的内容是有有利于学生的,在进行教学的过后可不可不不还上能先站在学生的深度1看待大问题、设想学生会要怎样去学习新的知识。学生在学习一门课程前有我们 自己的知识行态,将会教师严格按照自己对课程内容的把握上课,有将会会是是因为学生无法将新的知识同原有的知识行态建立起联系,过后教师首没能从学生的深度1出发讲课,直到学生不不还上能循序渐进地掌握课程内容。一同,学生将会情况汇报各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,过后教师要对每个学生都有耐心、尽量解决每个学生的大问题。

  其次,在教学的过后,要注意调动学生的积极性、活跃课堂气氛。如此 做的好处是学生的注意力会老会 比较集中,一同学生要是不还上能主动参与到课程的学习中,提高教学效果。

  最后,在课程内容的设置方面可不不还上能联系整个专业背景,力求学生在修习过课程可不可不不还上能够更好地适应专业发展趋势。讲课时可不不还上能注意保持讲课逻辑的一致性和内在关联性,使得学生不不还上能融会贯通。一同,也可不不还上能随时观察学生掌握课程内容的情况汇报并进行有必要的干预。

  目前工作以及未来展望

  目前,符鸿飞有过后 关于概率线程池池运行验证的理论结果正在和合作依据依据者一同完成。关于概率线程池池运行的终止性验证,目前符鸿飞在和上海交通大学理论组合作依据依据完成几项深入的研究;关于概率线程池池运行资源消耗的验证,符鸿飞目前正在带领上海交通大学理论组的一一四个 学生进行研究;而关于概率线程池池运行的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的合作依据依据者一同开展研究。另外,符鸿飞也在与生国科学院软件研究所以及北京大学的过后 研究人员讨论合作依据依据事宜。

  展望未来,符鸿飞的一一四个 短期的憧憬是希望哪有好多个结果都不不还上能圆满完成,然不会被学术界认可。长远来看,他希望作出过后 不不还上能应用在工业界关键场合的成果。我们 相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。