武延軍,陳海波,包云崗,李 玲

1(中國科學(xué)院 軟件研究所,北京 100190)

2(上海交通大學(xué),上海 200240)

3(中國科學(xué)院 計算技術(shù)研究所,北京 100190)

系統(tǒng)軟件是計算系統(tǒng)中連接底層硬件、應(yīng)用軟件和用戶的核心基礎(chǔ)軟件,是IT 生態(tài)的核心環(huán)節(jié),涵蓋了操作系統(tǒng)、編程語言、編譯器、運行時環(huán)境、集成開發(fā)環(huán)境等.隨著移動計算、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、開源軟件、開源指令集等領(lǐng)域的飛速發(fā)展,相關(guān)的軟硬件都迎來了新的發(fā)展機遇.近10 多年來,傳統(tǒng)操作系統(tǒng)已經(jīng)衍生出移動操作系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)等,同時也涌現(xiàn)出了很多新的編程語言和編譯器,為用戶提供了更高效、更高質(zhì)量的開發(fā)和運行支持.此外,開源軟件成為軟件行業(yè)的重要發(fā)展模式,正在重塑軟件產(chǎn)業(yè)格局,但安全性和可靠性問題并沒有得到很好的解決.最后,以RISC-V 為代表的開放指令集崛起,也給系統(tǒng)軟件帶來了新的機遇和挑戰(zhàn).

本專題采取定向邀請和自由投稿相結(jié)合的方式,共收到23 篇投稿,其中19 篇通過了形式審查.特約編輯邀請了近30 位領(lǐng)域?qū)＜覅⑴c審稿,每篇稿件至少邀請2 位專家進(jìn)行評審,每篇稿件都經(jīng)過兩輪審稿.最終有9 篇論文入選本專題.這9 篇論文的作者將被邀請到全國軟件與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議NASAC 2020 年會上作報告.這9 篇文章中,前沿技術(shù)類包括:

論文“基于污點分析的數(shù)組越界缺陷的靜態(tài)檢測方法”針對C 語言數(shù)組越界的靜態(tài)檢查精度不高的問題,提出了一種基于污點分析和數(shù)據(jù)流分析的數(shù)組越界的靜態(tài)檢測方法,并實現(xiàn)了自動靜態(tài)分析工具Carraybound.

論文“面向移動終端智能的自治學(xué)習(xí)系統(tǒng)”提出了一種面向移動終端隱私數(shù)據(jù)保護(hù)的機器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練模式(自治式學(xué)習(xí)),并設(shè)計和實現(xiàn)了自治學(xué)習(xí)系統(tǒng)AutLearn 來提升終端訓(xùn)練的精度和速度.

論文“基于跨虛擬機零下陷通信的加速器虛擬化框架”針對AI 加速單元的虛擬化性能問題,提出一種基于C/S 架構(gòu)的、支持跨虛擬機快速代理執(zhí)行的加速器虛擬化框架,并在主流的QEMU-KVM 虛擬化平臺上實現(xiàn)了針對NVIDIA GPU 的原型系統(tǒng).

論文“一種適應(yīng)GPU 的混合訪問緩存索引框架”提出一種適應(yīng)GPU 的混合訪問緩存索引框架來減少內(nèi)存訪問與總線傳輸,改善了傳統(tǒng)散列表的性能,并在GPU 硬件上進(jìn)行了實現(xiàn)與實驗驗證.

論文“面向操作系統(tǒng)可靠性保障的開源軟件供應(yīng)鏈”基于供應(yīng)鏈概念體系,提出一種基于知識圖譜的開源軟件供應(yīng)鏈組織方法,以及可靠性風(fēng)險評估和管理方法,并以主流Linux 操作系統(tǒng)發(fā)行版的構(gòu)建過程為例進(jìn)行了分析驗證.

論文“一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指令集擴展與代碼映射機制”面向卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理過程,基于RISC-V 架構(gòu)設(shè)計了專用指令集RV-CNN,提出了代碼至指令的映射機制,并在FPGA 平臺上進(jìn)行了驗證.

綜述類包括:

論文“FPGA 加速系統(tǒng)開發(fā)工具設(shè)計:綜述與實踐”綜述了FPGA 硬件及硬件加速系統(tǒng)開發(fā)工具的發(fā)展,并設(shè)計實現(xiàn)了一種基于高級硬件描述語言的FPGA 加速系統(tǒng)開發(fā)框架.

論文“在離線混部作業(yè)調(diào)度與資源管理技術(shù)研究綜述”從性能干擾模型、作業(yè)調(diào)度、資源隔離與資源動態(tài)分配等方面對離線混部技術(shù)進(jìn)行了綜述,探討了離散混部關(guān)鍵技術(shù)在企業(yè)級混部管理系統(tǒng)中的應(yīng)用及效果,并對未來的研究方向進(jìn)行了展望.

論文“抗電路板級物理攻擊的操作系統(tǒng)防御技術(shù)研究”分析了軟件方式抗電路板級物理攻擊的操作系統(tǒng)防御技術(shù)的研究進(jìn)展,總結(jié)了技術(shù)優(yōu)勢和不足,討論了技術(shù)的發(fā)展趨勢.

本專題面向系統(tǒng)軟件的研究人員和工程人員,內(nèi)容涵蓋操作系統(tǒng)、集成開發(fā)環(huán)境、開源軟件、人工智能、RISC-V 開源指令集等領(lǐng)域,反映了我國學(xué)者在相關(guān)領(lǐng)域的高水平研究成果.感謝《軟件學(xué)報》編委會、CCF 系統(tǒng)軟件專委會對專題工作的指導(dǎo)和幫助,感謝專題全體評審專家及時、耐心、細(xì)致的評審工作,感謝踴躍投稿的所有作者.希望本專題能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件的科研工作有所促進(jìn).