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益活。与此同時 ,计算机和互联网的传输速度和安全问题图片也就成为摆在人们儿肩上的一项重要课题。在计算机硬件(很糙是集成电路)和软件系统的设计过程中,形式化法子是根据某个或如保让 形式规范或属性,使用数学的法子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很糙副研究员符鸿飞长期致力于形式化法子的研究事业,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。符鸿飞正是没人 做的。

  符鸿飞于4003年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。你这个当后要 选泽计算机专业是将会想探索与数学有一定联系的计算机问题图片。在本科求学期间,在编写进程的过程中,符鸿飞对如保保证进程编写的正确性产生了困惑,如保让在写完进程后往往会反复读几遍进程,确保进程真正是写对的。你这个写进程的法子相比一般通过测试检验进程的法子传输速度上要显得慢,如保让通过你这个法子写出来的进程往往过低较少,如保让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,并學會了计算机科学理论的基础——自动机理论。

  在硕士研究生阶段,符鸿飞选泽了上海交通大学傅育熙教授作为买车人的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的进程理论。在他的指导下,符鸿飞对如保让 无穷情況进程模型的可判定性和计算比较比较复杂进行了研究,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法子证明系统正确性的形式化法子领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化法子的兴趣,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法子相关的博士。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问题图片的基础算法和计算比较比较复杂。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教授公司企业合作 研究概率进程的形式化验证,并发表了多篇关于基础理论的结果。进程验证(即针对进程的形式化验证)领域是理论和应用相结合的如保让范例,在理论上上能开拓新的形式化法子领域,在应用上也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。进程验证方向也和符鸿飞本科时遇到的如保保证写对进程你这个问题图片一致。

  面向实际,取得硕果累累

  科研成果要运用于实际的生产和益活当中,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,他主要研究概率进程的形式化验证,致力于不不上能获得如保让 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法子领域。形式化法子是利用数学和逻辑的法子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如保让核心课题。将会潜在的漏洞将会意味着着重大的人身或财产损失,如保保证关键系统不冒出重大漏洞是如保让重要的问题图片。作为理论计算机科学的如保让重要分支,形式化法子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,如保让不不上能为系统算是满足如保让 关键的正确性性质作出最强的保证。近年来,随着系统没人 比较复杂,通过传统测试法子没人 难以覆盖足够多的系统执行路径。如保让,形式化法子为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了如保让行之有效的法子。

  符鸿飞在形式化法子中的如保让重要方向——模型检测和进程验证中都有突出贡献。模型检测是研究如保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、可判定性和计算比较比较复杂,并获得了如保让 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如保让基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化法子学术会议FOSSACS、HSCC上。其中发表在HSCC上的论文获得了最佳学生论文奖。在可判定性和计算比较比较复杂理论方面,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比较比较复杂,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,进程验证是研究如保验证进程正确性的方向。在进程验证方面,符鸿飞在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法子、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公司企业合作 者提出了分级上鞅在同時 蕴含恶意非选泽性与友善非选泽性概率进程上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算比较比较复杂,进而为蕴含非选泽性的概率进程终止性与期望运行时间验证提供了如保让坚实的理论基础;同時 ,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅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如保让 数学定理以及半正定规划给出了概率进程上合成多项式分级上鞅的如保让高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率进程的资源消耗给出了如保让基础验证算法(IJCAI 2018)。最后,符鸿飞将分级函数推广至非概率递归进程,进而通过线性规划以及实代数几何上的如保让 定理给出了如保让输出非概率递归进程精确运行时间的验证算法;该算法上能有效地输出什么都有有经典递归算法(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如保让验证精确期望运行时间的高效算法;该算法上能在线性时间内输出如保让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法子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法子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、并发性以及实时性都有难以通过直觉或是大规模测试保证正确性的比较复杂系统性质。通过该项目的研究,不不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如保让有效的理论框架。

  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400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法子的深入研究,并教授《离散数学》、《进程语言理论》等与形式化法子相关的课程。同時 ,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后公司企业合作 导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持公司企业合作 关系,同時 推进形式化法子的发展。

  在团队公司企业合作 方面,目前,符鸿飞主如保让通过与国际国内同時 研究方向的学者进行交流公司企业合作 。国外主如保让与奥地利科学技术研究院的博士后公司企业合作 导师Krishnendu Chatterjee进行公司企业合作 研究,国内主如保让与上海交通大学(校内公司企业合作 )、华东师范大学、中国科学院软件研究什么都有有及北京大学等具有同時 研究方向的学者进行公司企业合作 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,才有将会在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞随便说说在买车人你这个研究领域(形式化法子),创新上能有你这个形式。

  首先,你这个创新形式是通过比较复杂的数学法子外理如保让将会被提出的公认问题图片。你这个形式的创新需要求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定外理数学问题图片的能力、同時 最重要的是要对待外理的问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,首先他对你这个问题图片感兴趣,你要花时间在你这个问题图片上;其次在花时间外理你这个问题图片的过程中,他通过持续的思考并借助买车人在大学本科时期积累的数学基础外理了你这个问题图片中如保让关键的问题图片(连续性和无初值属性)。符鸿飞买车人认为兴趣是外理你这个问题图片的关键,如保让这如保让关键性问题图片的的外理或许会困难得多。

  其次,创新上能通过提出新的理论概念、并通过充实的法子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,都有在和公司企业合作 导师交流后发现了新的理论点,并且在那些点上展开所获得的结果。目前符鸿飞正在做的几次课题也是找到了新的理论点,并且研究新的法子以外理那些新的理论问题图片。符鸿飞认为你这个类型的创新需要对你这个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如保让 关键性质。将会符鸿飞是做理论研究的,什么都有有在这方面还没人 过多的建树。不过他提到将会理论和实际应用之间往往处于比较大的距离,如保让将理论结果转化为实际应用通常需要另如保让人的团队以及一两年的时间。如保让完成你这个类型的创新随便说说理论上没那些难度,但需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次责过多。除了将理论投入应用的创新需要团队和时间以外,理论性的创新也需要学术同行之间多进行交流,什么都有有日后也需要有能力的学生对理论结果做如保让 初步的实验。如保让,目前想完成创新需要多种次责结合在同時 ,在单一次责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,什么都有有做好教学工作与科研你这个一样重要。

  在教学方面,符鸿飞随便说说首没人把学生放上去首位。比如在设计教学内容的日上上能考虑那些样的内容是有助学生的,在进行教学的日上上能先站在学生的宽度看待问题图片、设想学生会如保去学习新的知识。学生在学习一门课程前人们们儿买车人的知识底部形态,将会教师严格按照买车人对课程内容的把握上课,有将会会意味着着学生无法将新的知识同原有的知识底部形态建立起联系,如保让教师首没人从学生的宽度出发讲课,直到学生不不上能循序渐进地掌握课程内容。同時 ,学生将会情況各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,如保让教师要对每个学生都有耐心、尽量外理每个学生的问题图片。

  其次,在教学的日后,要注意调动学生的积极性、活跃课堂气氛。如保让 做的好处是学生的注意力会老是比较集中,同時 学生本来不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需要联系整个专业背景,力求学生在修习过课程上不不上能更好地适应专业发展趋势。讲课需要要注意保持讲课逻辑的一致性和内在关联性,使得学生不不上能融会贯通。同時 ,也需要随时观察学生掌握课程内容的情況并进行有必要的干预。

  目前工作以及未来展望

  目前,符鸿飞有如保让 关于概率进程验证的理论结果正在和公司企业合作 者同時 完成。关于概率进程的终止性验证,目前符鸿飞在和上海交通大学理论组公司企业合作 完成几项深入的研究;关于概率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如保让学生进行研究;而关于概率进程的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的公司企业合作 者同時 开展研究。另外,符鸿飞也在和益国科学院软件研究什么都有有及北京大学的如保让 研究人员讨论公司企业合作 事宜。

  展望未来,符鸿飞的如保让短期的憧憬是希望那些结果都不不上能圆满完成,如保让能被学术界认可。长远来看,他希望作出如保让 不不上能应用在工业界关键场合的成果。人们儿相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。