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。与此一起,计算机和互联网的速率单位单位 和安全大间题也就成为摆在一些人身后的一项重要课题。在计算机硬件(不何如是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式化最好的办法是根据某个或一些形式规范或属性,使用数学的最好的办法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不何如副研究员符鸿飞长期致力于形式化最好的办法的研究事业,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。一起,如孔夫子所言,好之者不如乐之者。从事研究工作,最好是在兴趣的有助下,心无旁骛地孜孜以求。符鸿飞正是这样做的。

  符鸿飞于303年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。并不一定当后要选取计算机专业是不可能 想探索与数学有一定联系的计算机大间题。在本科求学期间,在编写tcp连接的过程中,符鸿飞对何何如证tcp连接编写的正确性产生了困惑,但会 在写完tcp连接后往往会反复读几遍tcp连接,确保tcp连接真正是写对的。你这种 写tcp连接的最好的办法相比一般通过测试检验tcp连接的最好的办法速率单位单位 上要显得慢,但会 通过你这种 最好的办法写出来的tcp连接往往缺乏较少,但会 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,并学精了计算机科学理论的基础——自动机理论。

  在硕士研究生阶段,符鸿飞选取了上海交通大学傅育熙教授作为每所他们的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的tcp连接理论。在他的指导下,符鸿飞对一些无穷情况汇报tcp连接模型的可判定性和计算冗杂性进行了研究,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最好的办法证明系统正确性的形式化最好的办法领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化最好的办法的兴趣,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最好的办法相关的博士。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间题的基础算法和计算冗杂性。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教授商务合作研究概率tcp连接的形式化验证,并发表了多篇关于基础理论的结果。tcp连接验证(即针对tcp连接的形式化验证)领域是理论和应用相结合的1个范例,在理论上还有助开拓新的形式化最好的办法领域,在应用上也还有助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。tcp连接验证方向也和符鸿飞本科时遇到的何何如证写对tcp连接你这种 大间题一致。

  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tcp连接的形式化验证,致力于有助获得一些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最好的办法领域。形式化最好的办法是利用数学和逻辑的最好的办法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1个核心课题。不可能 潜在的漏洞不可能 原困 重大的人身或财产损失,何何如证关键系统不老会 出现重大漏洞是1个重要的大间题。作为理论计算机科学的1个重要分支,形式化最好的办法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,但会 有助为系统是是否满足一些关键的正确性性质作出最强的保证。近年来,随着系统这样冗杂,通过传统测试最好的办法这样难以覆盖足够多的系统执行路径。但会 ,形式化最好的办法为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了1个行之有效的最好的办法。

  符鸿飞在形式化最好的办法中的1个重要方向——模型检测和tcp连接验证中就有突出贡献。模型检测是研究何如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、可判定性和计算冗杂性,并获得了一些基础性理论成果。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1个基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化最好的办法学术会议FOSSACS、HSCC上。其中发表在HSCC上的论文获得了最佳学生论文奖。在可判定性和计算冗杂性理论方面,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冗杂性,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精术会议ICALP、FSTTCS上发表多篇重要论文。

  相对于模型检测,tcp连接验证是研究何如验证tcp连接正确性的方向。在tcp连接验证方面,符鸿飞在tcp连接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最好的办法、tcp连接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商务合作提出了分级上鞅在一起所含恶意非选取性与友善非选取性概率tcp连接上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算冗杂性,进而为所含非选取性的概率tcp连接终止性与期望运行时间验证提供了1个坚实的理论基础;一起,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅还有助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一些数学定理以及半正定规划给出了概率tcp连接上合成多项式分级上鞅的1个高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率tcp连接的资源消耗给出了1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tcp连接,进而通过线性规划以及实代数几何上的一些定理给出了1个输出非概率递归tcp连接精确运行时间的验证算法;该算法还有助有效地输出全都经典递归算法(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);一起,符鸿飞基于一元递归关系针对随机递归算法给出了1个验证精确期望运行时间的高效算法;该算法还有助在线性时间内输出1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最好的办法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最好的办法以有效验证兼具随机性、并发性以及实时性型态的大规模系统。随机性、并发性以及实时性就有难以通过直觉或是大规模测试保证正确性的冗杂系统性质。通过该项目的研究,有助在为保证大规模概率并发实时系统关键性质方面给出1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30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最好的办法的深入研究,并教授《离散数学》、《tcp连接语言理论》等与形式化最好的办法相关的课程。一起,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后商务合作导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持商务合作关系,一起推进形式化最好的办法的发展。

  在团队商务合作方面,目前,符鸿飞主全都通过与国际国内一起研究方向的学者进行交流商务合作。国外主全都与奥地利科学技术研究院的博士后商务合作导师Krishnendu Chatterjee进行商务合作研究,国内主全都与上海交通大学(校内商务合作)、华东师范大学、中国科学院软件研究全都及北京大学等具有一起研究方向的学者进行商务合作交流。

  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,才有不可能 在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞实在在每所他们你这种 研究领域(形式化最好的办法),创新还有助有有一种形式。

  首先,有一种创新形式是通过冗杂的数学最好的办法防止1个不可能 被提出的公认大间题。你这种 形式的创新时需求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定防止数学大间题的能力、一起最重要的是要对待防止的大间题有充分的兴趣。比如符鸿飞获得HSCC 2013最佳学生论文奖的那篇论文,首先他对你这种 大间题感兴趣,不想 花时间在你这种 大间题上;其次在花时间防止你这种 大间题的过程中,他通过持续的思考并借助每所他们在大学本科时期积累的数学基础防止了你这种 大间题中1个关键的大间题(连续性和无初值属性)。符鸿飞每所他们认为兴趣是防止你这种 大间题的关键,但会 这1个关键性大间题的的防止或许会困难得多。

  其次,创新还有助通过提出新的理论概念、并通过充实的最好的办法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,就有在和商务合作导师交流后发现了新的理论点,之后在哪此点上展开所获得的结果。目前符鸿飞正在做的多少课题也是找到了新的理论点,之后研究新的最好的办法以防止哪此新的理论大间题。符鸿飞认为你这种 类型的创新时需对你这种 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还有助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一些关键性质。不可能 符鸿飞是做理论研究的,全都在这方面还这样过多 的建树。不过他提到不可能 理论和实际应用之间往往存在比较大的距离,但会 将理论结果转化为实际应用通常时需4每所他们的团队以及一两年的时间。但会 完成你这种 类型的创新实在理论上没哪此难度,但时需一定的人力和时间。

  最后,符鸿飞提到目前的趋势是完成创新所需的偏离 过多 。除了将理论投入应用的创新时需团队和时间以外,理论性的创新也时需学术同行之间多进行交流,全都过后也时需有能力的学生对理论结果做一些初步的实验。但会 ,目前想完成创新时需多种偏离 结合在一起,在单一偏离 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,全都做好教学工作与科研有一种一样重要。

  在教学方面,符鸿飞实在首不能自己把学生倒入首位。比如在设计教学内容的过后还有助考虑哪此样的内容是有助学生的,在进行教学的过后还有助先站在学生的高度看待大间题、设想学生会何如去学习新的知识。学生在学习一门课程前有一些人每所他们的知识型态,不可能 教师严格按照每所他们对课程内容的把握上课,有不可能 会原困 学生无法将新的知识同原有的知识型态建立起联系,但会 教师首不能自己从学生的高度出发讲课,直到学生有助循序渐进地掌握课程内容。一起,学生不可能 情况汇报各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,但会 教师要对每个学生就有耐心、尽量防止每个学生的大间题。

  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。这样 做的好处是学生的注意力会老会 比较集中,一起学生有助够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时需联系整个专业背景,力求学生在修习过课程还有助够更好地适应专业发展趋势。讲课时时需注意保持讲课逻辑的一致性和内在关联性,使得学生有助融会贯通。一起,也时需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,符鸿飞有一些关于概率tcp连接验证的理论结果正在和商务合作一起完成。关于概率tcp连接的终止性验证,目前符鸿飞在和上海交通大学理论组商务合作完成几项深入的研究;关于概率tcp连接资源消耗的验证,符鸿飞目前正在带领上海交通大学理论组的1个学生进行研究;而关于概率tcp连接的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的商务合作一起开展研究。另外,符鸿飞也在与生国科学院软件研究全都及北京大学的一些研究人员讨论商务合作事宜。

  展望未来,符鸿飞的1个短期的憧憬是希望哪此结果都有助圆满完成,但会 能被学术界认可。长远来看,他希望作出一些有助应用在工业界关键场合的成果。一些人相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。