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生和熟活。与此同時 ,计算机和互联网的速度和安全难题图片也就成为摆在亲戚亲戚他们肩上的一项重要课题。在计算机硬件(有点儿是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式化土土办法是根据某个或有些形式规范或属性,使用数学的土土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有点儿副研究员符鸿飞长期致力于形式化土土办法的研究事业,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。同時 ,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10003年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。不言而喻当总要确定计算机专业是你会 想探索与数学有一定联系的计算机难题图片。在本科求学期间,在编写守护守护进程的过程中,符鸿飞对怎么后能 保证守护守护进程编写的正确性产生了困惑,你会 在写完守护守护进程后往往会反复读几遍守护守护进程,确保守护守护进程真正是写对的。这一 写守护守护进程的土土办法相比一般通过测试检验守护守护进程的土土办法速度上要显得慢,你会 通过这一 土土办法写出来的守护守护进程往往趋于稳定问题较少,你会 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,符鸿飞确定了上海交通大学傅育熙教授作为另一方的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的守护守护进程理论。在他的指导下,符鸿飞对有些无穷状态守护守护进程模型的可判定性和计算繁杂性进行了研究,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土土办法证明系统正确性的形式化土土办法领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化土土办法的兴趣,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土土办法相关的博士。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难题图片的基础算法和计算繁杂性。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教授合作土土办法研究概率守护守护进程的形式化验证,并发表了多篇关于基础理论的结果。守护守护进程验证(即针对守护守护进程的形式化验证)领域是理论和应用相结合的三个白 范例,在理论上都都后能 开拓新的形式化土土办法领域,在应用上也都都后能 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。守护守护进程验证方向也和符鸿飞本科时遇到的怎么后能 保证写对守护守护进程这一 难题图片一致。

  面向实际,取得硕果累累

  科研成果要运用于实际的生产生和熟活当中,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,他主要研究概率守护守护进程的形式化验证,致力于也能获得有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土土办法领域。形式化土土办法是利用数学和逻辑的土土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三个白 核心课题。你会 潜在的漏洞你会 原困重大的人身或财产损失,怎么后能 保证关键系统不一个劲老出重大漏洞是三个白 重要的难题图片。作为理论计算机科学的三个白 重要分支,形式化土土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,你会 也能为系统算是满足有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 繁杂,通过传统测试土土办法这样 难以覆盖足够多的系统执行路径。你会 ,形式化土土办法为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了三个白 行之有效的土土办法。

  符鸿飞在形式化土土办法中的三个白 重要方向——模型检测和守护守护进程验证中都不 突出贡献。模型检测是研究怎么后能 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、可判定性和计算繁杂性,并获得了有些基础性理论成果。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三个白 基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化土土办法学术会议FOSSACS、HSCC上。其中发表在HSCC上的论文获得了最佳学生论文奖。在可判定性和计算繁杂性理论方面,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繁杂性,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得术会议ICALP、FSTTCS上发表多篇重要论文。

  相对于模型检测,守护守护进程验证是研究怎么后能 验证守护守护进程正确性的方向。在守护守护进程验证方面,符鸿飞在守护守护进程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土土办法、守护守护进程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土土办法提出了分级上鞅在同時 饱含恶意非确定性与友善非确定性概率守护守护进程上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算繁杂性,进而为饱含非确定性的概率守护守护进程终止性与期望运行时间验证提供了三个白 坚实的理论基础;同時 ,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅都都后能 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有些数学定理以及半正定规划给出了概率守护守护进程上合成多项式分级上鞅的三个白 高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率守护守护进程的资源消耗给出了三个白 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守护守护进程,进而通过线性规划以及实代数几何上的有些定理给出了三个白 输出非概率递归守护守护进程精确运行时间的验证算法;该算法本来否效地输出太满太满 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);同時 ,符鸿飞基于一元递归关系针对随机递归算法给出了三个白 验证精确期望运行时间的高效算法;该算法都都后能 在线性时间内输出三个白 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土土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土土办法以有效验证兼具随机性、并发性以及实时性形状的大规模系统。随机性、并发性以及实时性都不 难以通过直觉或是大规模测试保证正确性的繁杂系统性质。通过该项目的研究,也能在为保证大规模概率并发实时系统关键性质方面给出三个白 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1000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土土办法的深入研究,并教授《离散数学》、《守护守护进程语言理论》等与形式化土土办法相关的课程。同時 ,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后合作土土办法导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持合作土土办法关系,同時 推进形式化土土办法的发展。

  在团队合作土土办法方面,目前,符鸿飞主本来通过与国际国内同時 研究方向的学者进行交流合作土土办法。国外主本来与奥地利科学技术研究院的博士后合作土土办法导师Krishnendu Chatterjee进行合作土土办法研究,国内主本来与上海交通大学(校内合作土土办法)、华东师范大学、中国科学院软件研究太满太满 及北京大学等具有同時 研究方向的学者进行合作土土办法交流。

  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,才有你会 在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞人太好 在另一方这一 研究领域(形式化土土办法),创新本来否某种形式。

  首先,某种创新形式是通过繁杂的数学土土办法外理三个白 你会 被提出的公认难题图片。这一 形式的创新时要求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定外理数学难题图片的能力、同時 最重要的是要对待外理的难题图片有充分的兴趣。比如符鸿飞获得HSCC 2013最佳学生论文奖的那篇论文,首先他对这一 难题图片感兴趣,你会 花时间在这一 难题图片上;其次在花时间外理这一 难题图片的过程中,他通过持续的思考并借助另一方在大学本科时期积累的数学基础外理了这一 难题图片中三个白 关键的难题图片(连续性和无初值属性)。符鸿飞另一方认为兴趣是外理这一 难题图片的关键,你会 这一 个关键性难题图片的的外理或许会困难得多。

  其次,创新都都后能 通过提出新的理论概念、并通过充实的土土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,都不 在和合作土土办法导师交流后发现了新的理论点,你会 在哪此点上展开所获得的结果。目前符鸿飞正在做的有几条课题也是找到了新的理论点,你会 研究新的土土办法以外理哪此新的理论难题图片。符鸿飞认为这一 类型的创新时要对这一 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都都后能 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有些关键性质。你会 符鸿飞是做理论研究的,太满太满 在这方面还这样 太满的建树。不过他提到你会 理论和实际应用之间往往趋于稳定比较大的距离,你会 将理论结果转化为实际应用通常时要有有另1另一方的团队以及一两年的时间。你会 完成这一 类型的创新人太好 理论上没哪此难度,但时要一定的人力和时间。

  最后,符鸿飞提到目前的趋势是完成创新所需的要素太满。除了将理论投入应用的创新时要团队和时间以外,理论性的创新也时要学术同行之间多进行交流,太满太满 前一天也时要有能力的学生对理论结果做有些初步的实验。你会 ,目前想完成创新时要多种要素结合在同時 ,在单一要素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,太满太满 做好教学工作与科研某种一样重要。

  在教学方面,符鸿飞人太好 首先要把学生放上去去首位。比如在设计教学内容的前一天都都后能 考虑哪此样的内容是有助学生的,在进行教学的前一天都都后能 先站在学生的深度1看待难题图片、设想学生会怎么后能 去学习新的知识。学生在学习一门课程前有亲戚亲戚他们另一方的知识形状,你会 教师严格按照另一方对课程内容的把握上课,有你会 会原困学生无法将新的知识同原有的知识形状建立起联系,你会 教师首先要从学生的深度1出发讲课,直到学生也能循序渐进地掌握课程内容。同時 ,学生你会 状态各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,你会 教师要对每个学生都不 耐心、尽量外理每个学生的难题图片。

  其次,在教学的前一天,要注意调动学生的积极性、活跃课堂气氛。另三个白 做的好处是学生的注意力会一个劲比较集中,同時 学生也也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时要联系整个专业背景,力求学生在修习过课程上也能更好地适应专业发展趋势。讲课时时要注意保持讲课逻辑的一致性和内在关联性,使得学生也能融会贯通。同時 ,也时要随时观察学生掌握课程内容的状态并进行有必要的干预。

  目前工作以及未来展望

  目前,符鸿飞有有些关于概率守护守护进程验证的理论结果正在和合作土土办法同時 完成。关于概率守护守护进程的终止性验证,目前符鸿飞在和上海交通大学理论组合作土土办法完成几项深入的研究;关于概率守护守护进程资源消耗的验证,符鸿飞目前正在带领上海交通大学理论组的三个白 学生进行研究;而关于概率守护守护进程的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的合作土土办法同時 开展研究。另外,符鸿飞也在生和熟国科学院软件研究太满太满 及北京大学的有些研究人员讨论合作土土办法事宜。

  展望未来,符鸿飞的三个白 短期的憧憬是希望哪此结果都也能圆满完成,你会 能被学术界认可。长远来看,他希望作出有些也能应用在工业界关键场合的成果。亲戚亲戚他们相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。