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心活。与此并肩,计算机和互联网的效率和安全现象也就成为摆在统统人眼前 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,形式化方法是根据某个或统统形式规范或属性,使用数学的方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方法的研究事业,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。并肩,如孔夫子所言,好之者不如乐之者。从事研究工作,最好是在兴趣的有利于下,心无旁骛地孜孜以求。符鸿飞正是那末 做的。

  符鸿飞于5003年考入上海交通大学计算机科学与技术专业。真是当全部都是选折 计算机专业是原因分析 分析想探索与数学有一定联系的计算机现象。在本科求学期间,在编写应用程序的过程中,符鸿飞对怎样保证应用程序编写的正确性产生了困惑,之前 在写完应用程序后往往会反复读几遍应用程序,确保应用程序真正是写对的。统统 写应用程序的方法相比一般通过测试检验应用程序的方法效率上要显得慢,之前 通过统统 方法写出来的应用程序往往匮乏较少,之前 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,并医学会 了计算机科学理论的基础——自动机理论。

  在硕士研究生阶段,符鸿飞选折 了上海交通大学傅育熙教授作为此人 的导师。傅育熙教授的研究方向是理论计算机科学中的应用程序理论。在他的指导下,符鸿飞对统统无穷情况表应用程序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方法证明系统正确性的形式化方法领域产生了兴趣。

  基于硕士阶段对形式化方法的兴趣,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方法相关的博士。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现象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教授媒体企业合作研究概率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。应用程序验证(即针对应用程序的形式化验证)领域是理论和应用相结合的另一一另一个范例,在理论上并能 开拓新的形式化方法领域,在应用上却说需要 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。应用程序验证方向也和符鸿飞本科时遇到的怎样保证写对应用程序统统 现象一致。

  面向实际,取得硕果累累

  科研成果要运用于实际的生产和心活当中,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,他主要研究概率应用程序的形式化验证,致力于并能获得统统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方法领域。形式化方法是利用数学和逻辑的方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另一一另一个核心课题。原因分析 分析潜在的漏洞原因分析 分析原因分析 重大的人身或财产损失,怎样保证关键系统不老会 老出重大漏洞是另一一另一个重要的现象。作为理论计算机科学的另一一另一个重要分支,形式化方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,之前 并能为系统否是满足统统关键的正确性性质作出最强的保证。近年来,随着系统那末 比较复杂,通过传统测试方法那末 难以覆盖足够多的系统执行路径。之前 ,形式化方法为全覆盖的、自动化的系统正确性证明提供了另一一另一个行之有效的方法。

  符鸿飞在形式化方法中的另一一另一个重要方向——模型检测和应用程序验证中全部都是突出贡献。模型检测是研究怎样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,并获得了统统基础性理论成果。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另一一另一个基础模型检测算法,并发表在国际著名形式化方法学术会议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科学学术会议ICALP、FSTTCS上发表多篇重要论文。

  相对于模型检测,应用程序验证是研究怎样验证应用程序正确性的方向。在应用程序验证方面,符鸿飞在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方法、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媒体媒体企业合作提出了分级上鞅在并肩带有恶意非选折 性与友善非选折 性概率应用程序上的定义,并给出了线性分级上鞅的合成算法以及相关的计算比较比较复杂,进而为带有非选折 性的概率应用程序终止性与期望运行时间验证提供了另一一另一个坚实的理论基础;并肩,符鸿飞在该成果中证明了分级上鞅并能 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统统数学定理以及半正定规划给出了概率应用程序上合成多项式分级上鞅的另一一另一个高效算法(CAV 2016)。再次,符鸿飞针对概率应用程序的资源消耗给出了另一一另一个基础验证算法(IJCAI 2018)。最后,符鸿飞将分级函数推广至非概率递归应用程序,进而通过线性规划以及实代数几何上的统统定理给出了另一一另一个输出非概率递归应用程序精确运行时间的验证算法;该算法并能 有效地输出统统 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);并肩,符鸿飞基于一元递归关系针对随机递归算法给出了另一一另一个验证精确期望运行时间的高效算法;该算法并能 在线性时间内输出另一一另一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方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方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、并发性以及实时性全部都是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,并能在为保证大规模概率并发实时系统关键性质方面给出另一一另一个有效的理论框架。

  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500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方法的深入研究,并教授《离散数学》、《应用程序语言理论》等与形式化方法相关的课程。并肩,符鸿飞与博士导师Joost-Pieter Katoen教授、博士后媒体企业合作导师Krishnendu Chatterjee教授以及国内著名学者张立军教授等保持媒体企业合作关系,并肩推进形式化方法的发展。

  在团队媒体企业合作方面,目前,符鸿飞主却说通过与国际国内并肩研究方向的学者进行交流媒体企业合作。国外主却说与奥地利科学技术研究院的博士后媒体企业合作导师Krishnendu Chatterjee进行媒体企业合作研究,国内主却说与上海交通大学(校内媒体企业合作)、华东师范大学、中国科学院软件研究统统 及北京大学等具有并肩研究方向的学者进行媒体企业合作交流。

  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,才有原因分析 分析在研究事业中不断地披荆斩棘,勇攀高峰,符鸿飞真是在此人 统统 研究领域(形式化方法),创新并能 有两种 形式。

  首先,两种 创新形式是通过比较复杂的数学方法补救另一一另一个原因分析 分析被提出的公认现象。统统 形式的创新并能 求研究者或研究团队有扎实的数学功底、要有一定补救数学现象的能力、并肩最重要的是要对待补救的现象有充分的兴趣。比如符鸿飞获得HSCC 2013最佳学生论文奖的那篇论文,首先他对统统 现象感兴趣,你会花时间在统统 现象上;其次在花时间补救统统 现象的过程中,他通过持续的思考并借助此人 在大学本科时期积累的数学基础补救了统统 现象中另一一另一个关键的现象(连续性和无初值属性)。符鸿飞此人 认为兴趣是补救统统 现象的关键,之前 这另一一另一个关键性现象的的补救或许会困难得多。

  其次,创新并能 通过提出新的理论概念、并通过充实的方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,全部都是在和媒体企业合作导师交流后发现了新的理论点,之前 在哪几次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,之前 研究新的方法以补救哪几次新的理论现象。符鸿飞认为统统 类型的创新并能 对统统 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并能 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统统关键性质。原因分析 分析符鸿飞是做理论研究的,统统 在这方面还那末 太少的建树。不过他提到原因分析 分析理论和实际应用之间往往位于比较大的距离,之前 将理论结果转化为实际应用通常并能 另一此人 的团队以及一两年的时间。之前 完成统统 类型的创新真是理论上没哪几次难度,但并能 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每种太少。除了将理论投入应用的创新并能 团队和时间以外,理论性的创新却说需要 学术同行之间多进行交流,统统 完后 却说需要 有能力的学生对理论结果做统统初步的实验。之前 ,目前想完成创新并能 多种每种结合在并肩,在单一每种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,统统 做好教学工作与科研两种 一样重要。

  在教学方面,符鸿飞真是首太难把学生放入去首位。比如在设计教学内容的完后 并能 考虑哪几次样的内容是有有利于学生的,在进行教学的完后 并能 先站在学生的深度图看待现象、设想学生会怎样去学习新的知识。学生在学习一门课程前有统统人此人 的知识型态,原因分析 分析教师严格按照此人 对课程内容的把握上课,有原因分析 分析会原因分析 学生无法将新的知识同原有的知识型态建立起联系,之前 教师首太难从学生的深度图出发讲课,直到学生并能循序渐进地掌握课程内容。并肩,学生原因分析 分析情况表各不相同,在掌握课程内容方面多有差异,之前 教师要对每个学生全部都是耐心、尽量补救每个学生的现象。

  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。却说做的好处是学生的注意力会老会 比较集中,并肩学生也并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并能 联系整个专业背景,力求学生在修习过课程并能 够更好地适应专业发展趋势。讲课时并能 注意保持讲课逻辑的一致性和内在关联性,使得学生并能融会贯通。并肩,却说需要 随时观察学生掌握课程内容的情况表并进行有必要的干预。

  目前工作以及未来展望

  目前,符鸿飞有统统关于概率应用程序验证的理论结果正在和媒体媒体企业合作并肩完成。关于概率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媒体企业合作完成几项深入的研究;关于概率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另一一另一个学生进行研究;而关于概率应用程序的灵敏性验证,符鸿飞也正与华东师范大学的媒体媒体企业合作并肩开展研究。另外,符鸿飞也在和心国科学院软件研究统统 及北京大学的统统研究人员讨论媒体企业合作事宜。

  展望未来,符鸿飞的另一一另一个短期的憧憬是希望哪几次结果都并能圆满完成,之前 该被学术界认可。长远来看,他希望作出统统并能应用在工业界关键场合的成果。统统人相信,经过坚持不懈的积极开拓,假以时日,他一定能得偿所愿。