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和阳活。与此一块儿,计算机和互联网的速率和安全什么的什么的问题也就成为摆在大伙肩上的一项重要课题。在计算机硬件(一阵一阵是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式化办法 是根据某个或一些形式规范或属性,使用数学的办法 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一阵一阵副研究员符鸿飞长期致力于形式化办法 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。一块儿,如孔夫子所言,好之者不如乐之者。从事研究工作,最好是在兴趣的利于下,心无旁骛地孜孜以求。符鸿飞正是这麼做的。

  符鸿飞于10003年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。难能可贵当后要挑选计算机专业是机会想探索与数学有一定联系的计算机什么的什么的问题。在本科求学期间,在编写系统应用应用程序的过程中,符鸿飞对怎么保证系统应用应用程序编写的正确性产生了困惑,并且在写完系统应用应用程序后往往会反复读几遍系统应用应用程序,确保系统应用应用程序真正是写对的。你你是什么写系统应用应用程序的办法 相比一般通过测试检验系统应用应用程序的办法 速率上要显得慢,并且通过你你是什么办法 写出来的系统应用应用程序往往不足较少,并且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,并学数学了计算机科学理论的基础——自动机理论。

  在硕士研究生阶段,符鸿飞挑选了上海交通大学傅育熙教授作为当时人的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的系统应用应用程序理论。在他的指导下,符鸿飞对一些无穷状态系统应用应用程序模型的可判定性和计算多样化性进行了研究,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办法 证明系统正确性的形式化办法 领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化办法 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什么的什么的问题的基础算法和计算多样化性。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教授相互公司合作 研究概率系统应用应用程序的形式化验证,并发表了多篇关于基础理论的结果。系统应用应用程序验证(即针对系统应用应用程序的形式化验证)领域是理论和应用相结合的一另五个 范例,在理论可不可否不能开拓新的形式化办法 领域,在应用上也可不可否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。系统应用应用程序验证方向也和符鸿飞本科时遇到的怎么保证写对系统应用应用程序你你是什么什么的什么的问题一致。

  面向实际,取得硕果累累

  科研成果要运用于实际的生产和阳活当中,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,他主要研究概率系统应用应用程序的形式化验证,致力于也能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办法 领域。形式化办法 是利用数学和逻辑的办法 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一另五个 核心课题。机会潜在的漏洞机会原应分析重大的人身或财产损失,怎么保证关键系统找不到显重大漏洞是一另五个 重要的什么的什么的问题。作为理论计算机科学的一另五个 重要分支,形式化办法 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,并且也能为系统有无满足一些关键的正确性性质作出最强的保证。近年来,随着系统过多样化,通过传统测试办法 这麼难以覆盖足够多的系统执行路径。并且,形式化办法 为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了一另五个 行之有效的办法 。

  符鸿飞在形式化办法 中的一另五个 重要方向——模型检测和系统应用应用程序验证中有无突出贡献。模型检测是研究怎么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、可判定性和计算多样化性,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一另五个 基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化办法 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。在可判定性和计算多样化性理论方面,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多样化性,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数学术会议ICALP、FSTTCS上发表多篇重要论文。

  相对于模型检测,系统应用应用程序验证是研究怎么验证系统应用应用程序正确性的方向。在系统应用应用程序验证方面,符鸿飞在系统应用应用程序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办法 、系统应用应用程序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相互相互公司合作 提出了分级上鞅在一块儿所含恶意非挑选性与友善非挑选性概率系统应用应用程序上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算多样化性,进而为所含非挑选性的概率系统应用应用程序终止性与期望运行时间验证提供了一另五个 坚实的理论基础;一块儿,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅可不可否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系统应用应用程序上合成多项式分级上鞅的一另五个 高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率系统应用应用程序的资源消耗给出了一另五个 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系统应用应用程序,进而通过线性规划以及实代数几何上的一些定理给出了一另五个 输出非概率递归系统应用应用程序精确运行时间的验证算法;该算法可不可有无效地输出一些经典递归算法(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);一块儿,符鸿飞基于一元递归关系针对随机递归算法给出了一另五个 验证精确期望运行时间的高效算法;该算法可不可否在线性时间内输出一另五个 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办法 以有效验证兼具随机性、并发性以及实时性底部形态的大规模系统。随机性、并发性以及实时性有无难以通过直觉或是大规模测试保证正确性的多样化系统性质。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一另五个 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办法 的深入研究,并教授《离散数学》、《系统应用应用程序语言理论》等与形式化办法 相关的课程。一块儿,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后相互公司合作 导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持相互公司合作 关系,一块儿推进形式化办法 的发展。

  在团队相互公司合作 方面,目前,符鸿飞主却说通过与国际国内一块儿研究方向的学者进行交流相互公司合作 。国外主却说与奥地利科学技术研究院的博士后相互公司合作 导师Krishnendu Chatterjee进行相互公司合作 研究,国内主却说与上海交通大学(校内相互公司合作 )、华东师范大学、中国科学院软件研究一些及北京大学等具有一块儿研究方向的学者进行相互公司合作 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,才有机会在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞难能可贵在当时人你你是什么研究领域(形式化办法 ),创新可不可有无并有无形式。

  首先,并有无创新形式是通过多样化的数学办法 正确处理一另五个 机会被提出的公认什么的什么的问题。你你是什么形式的创新必须求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定正确处理数学什么的什么的问题的能力、一块儿最重要的是要对待正确处理的什么的什么的问题有充分的兴趣。比如符鸿飞获得HSCC 2013最佳学生论文奖的那篇论文,首先他对你你是什么什么的什么的问题感兴趣,我应该 花时间在你你是什么什么的什么的问题上;其次在花时间正确处理你你是什么什么的什么的问题的过程中,他通过持续的思考并借助当时人在大学本科时期积累的数学基础正确处理了你你是什么什么的什么的问题中一另五个 关键的什么的什么的问题(连续性和无初值属性)。符鸿飞当时人认为兴趣是正确处理你你是什么什么的什么的问题的关键,并且你你是什么另五个 关键性什么的什么的问题的的正确处理或许会困难得多。

  其次,创新可不可否通过提出新的理论概念、并通过充实的办法 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,有无在和相互公司合作 导师交流后发现了新的理论点,并且在那先 点上展开所获得的结果。目前符鸿飞正在做的好多个课题也是找到了新的理论点,并且研究新的办法 以正确处理那先 新的理论什么的什么的问题。符鸿飞认为你你是什么类型的创新必须对你你是什么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否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。机会符鸿飞是做理论研究的,一些在这方面还这麼过多的建树。不过他提到机会理论和实际应用之间往往处于比较大的距离,并且将理论结果转化为实际应用通常必须一另另一当时人的团队以及一两年的时间。并且完成你你是什么类型的创新难能可贵理论上没那先 难度,但必须一定的人力和时间。

  最后,符鸿飞提到目前的趋势是完成创新所需的累积过多。除了将理论投入应用的创新必须团队和时间以外,理论性的创新也必须学术同行之间多进行交流,一些完后 也必须有能力的学生对理论结果做一些初步的实验。并且,目前想完成创新必须多种累积结合在一块儿,在单一累积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,一些做好教学工作与科研并有无一样重要。

  在教学方面,符鸿飞难能可贵首真难把学生放进去首位。比如在设计教学内容的完后 可不可否考虑那先 样的内容是利于学生的,在进行教学的完后 可不可否先站在学生的层厚看待什么的什么的问题、设想学生会怎么去学习新的知识。学生在学习一门课程前有大伙当时人的知识底部形态,机会教师严格按照当时人对课程内容的把握上课,有机会会原应分析学生无法将新的知识同原有的知识底部形态建立起联系,并且教师首真难从学生的层厚出发讲课,直到学生也能循序渐进地掌握课程内容。一块儿,学生机会状态各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,并且教师要对每个学生有无耐心、尽量正确处理每个学生的什么的什么的问题。

  其次,在教学的完后 ,要注意调动学生的积极性、活跃课堂气氛。原本做的好处是学生的注意力会突然比较集中,一块儿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必须联系整个专业背景,力求学生在修习过课程能利于更好地适应专业发展趋势。讲课时必须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。一块儿,也必须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,符鸿飞有一些关于概率系统应用应用程序验证的理论结果正在和相互相互公司合作 一块儿完成。关于概率系统应用应用程序的终止性验证,目前符鸿飞在和上海交通大学理论组相互公司合作 完成几项深入的研究;关于概率系统应用应用程序资源消耗的验证,符鸿飞目前正在带领上海交通大学理论组的一另五个 学生进行研究;而关于概率系统应用应用程序的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的相互相互公司合作 一块儿开展研究。另外,符鸿飞也在和阳国科学院软件研究一些及北京大学的一些研究人员讨论相互公司合作 事宜。

  展望未来,符鸿飞的一另五个 短期的憧憬是希望那先 结果都也能圆满完成,并且要被学术界认可。长远来看,他希望作出一些也能应用在工业界关键场合的成果。大伙相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。