CNCC 2018 經典計算機演算法技術論壇全解讀

新聞 10-15

雷鋒網 AI 科技評論按：計算機演算法是計算機科學的靈魂和基石。在歷史長河的檢驗中，一些計算機演算法成為經典留存至今，隨著計算機科學的日益發展而不斷推陳出新，並對現今的計算機科學產生著重要的影響。然而，當下計算機科學研究氛圍略顯浮躁，大多數研究人員傾向於追求增量型演算法改進，而往往忽視對計算機演算法最本源的探索。這也引起了部分計算機科學研究工作者的擔憂，並激起了他們對重溫經典計算機演算法的渴望。

在 2018 中國計算機大會（CNCC 2018）的以「經典流傳的計算機演算法：起源、應用與影響」為主題的前沿技術論壇上，五位特邀專家將帶領大家重溫經典，解讀他們心目中的經典計算機演算法，與大家分享這些演算法的起源、應用與影響。他們在計算機科學的各自領域中有很深的造詣，不僅前沿研究十分傑出，而且對相關領域的經典計算機演算法也耳熟能詳，相信他們將給大家帶來不一樣的啟發與思考。屆時，雷鋒網 AI 科技評論將作為獨家戰略合作媒體第一時間為大家帶來最新報道。

雷鋒網 AI 科技評論特別對該技術論壇的執行主席之一包雲崗研究員和特邀講者陸品燕教授進行了採訪，從組織者和受邀者的雙重視角，來更加全面、深入地理解這一經典計算機演算法技術論壇背後的深意，並提前了解論壇議程的相關信息。

包雲崗，2003 年本科畢業於南京大學，2008 年獲中科院計算所博士學位，2010-2012 年普林斯頓大學博士後。現為中科院計算所研究員，博士生導師，先進計算機系統研究中心主任，中國科學院大學崗位教授。研究方向是計算機系統結構，在國際會議期刊發表了 30 余篇論文，多次受邀擔任 ASPLOS、ISCA、MICRO、SC 等國際頂級會議程序委員會委員。研製的部分技術已在華為、阿里、Intel 等國內外企業應用，多次獲企業合作貢獻獎，入選華為 2015 年全球合作五個代表成果寫入其年報、獲阿里巴巴最佳合作項目獎等。曾兩次獲計算所優秀論文一等獎，獲首屆「CCF-Intel 青年學者」獎，入選 2016 年中國計算機大會特邀大會報告、ARM2018 全球研究峰會三個特邀大會報告之一、中科院青年創新促進會優秀會員。擔任中國計算機學會理事、普及工作委員會主任，中科院青年創新促進會理事。

陸品燕，上海財經大學信息學院教授、副院長，理論計算機科學研究中心主任。2009 年 1 月於清華大學計算機系獲博士學位後加入微軟亞洲研究院，歷任理論組副研究員、研究員、主管研究員。2015 年 12 月全職加盟上海財經大學，領銜組建理論計算機科學研究中心，經過兩年時間的建設，他的研究中心在 CSRankings 上演算法與複雜性、計算經濟學兩個方向已經排到亞洲第一名、世界第十五名。他的主要研究方向是理論計算機，並注重與其它學科的交叉，包括自然科學中的統計物理以及社會科學中的經濟學與社會選擇理論等。有 60 余篇科研論文在 STOC、FOCS、 SODA、EC 等頂級計算機理論及博弈論的國際會議和雜誌發表，榮獲 ICALP2007、FAW2010、ISAAC2010 等重要國際會議最佳論文獎。2010 年曾受丘成桐先生邀請在第五屆國際華人數學家大會 (ICCM) 上作 45 分鐘的大會報告。擔任 FAW-AAIM 2012、WINE 2017、FAW 2018 等國際會議程序委員會聯合主席，以及多次擔任 STOC，FOCS，ICALP 等頂級國際會議的程序委員會委員。曾榮獲上海市拔尖青年（2017）、中國計算機學會青年科學家（2014）、微軟金星員工獎（2010）、微軟學者（2008）、清華大學特等獎學金（2007）等榮譽。

經典計算機演算法技術論壇背後的深意

在包雲崗研究員看來，經典計算機演算法在計算機信息技術發展中的作用，舉足輕重。「信息技術是一種指數級增長的技術，其指數增長的背後有兩個引擎，一是摩爾定律，另一個便是計算機演算法。一個好的、突破性的演算法可使問題求解速度實現指數增長，對於同樣規模的問題，計算機的處理速度要比原來快幾個數量級。其中，那些經受住時間考驗的經典計算機演算法，現在依舊對我們產生著全方位的影響，一方面依舊被我們廣泛應用和研究，為我們解決現實問題；另一方面則啟發我們探索更好、更新的演算法。例如歷經了 50 多年時間洗禮的非常經典的演算法——快速傅里葉變換，還是一種信息處理技術，現在幾乎所有的信號，依舊會使用這個演算法來進行處理。」

作為一個主要研究方向為計算機系統結構的科學家，他還從經典計算機演算法對自身研究工作的影響角度來突出其重要性。他表示，經典計算機演算法是一個非常基礎性的工具，他們在計算機系統結構的研究工作中也會用到很多的經典演算法，包括曾在 70 年代使用經典圖染色演算法來解決 CPU 寄存器分配問題，使用機器學習演算法如 K-means 演算法從幾十、上百億條數據中挖掘程序特徵並進行分類等等。另外還有一個案例是，杜克大學的 Benjamin Lee 教授的一項計算機系統結構研究工作，曾獲得了 2016 年的最佳論文，他的研究就是將博弈論機制運用到研究數據中心的任務分配中，使得整個系統的吞吐率、效率提升了大概 4-6 倍。因此對於計算機系統結構的研究工作來說，經典計算機演算法也有著巨大的作用。

而陸品燕教授則從應用和教育兩個角度，闡述經典計算機演算法在計算機科學中的基礎和核心地位。「從應用角度來看，目前包括計算機系統和軟體的很多應用中，其實更多還是使用經典的計算機演算法，這些演算法雖然在一些應用中有一些改進，但本質還是原來的經典演算法。從教育角度來看，現在很多高校教學的重點，其實是這些經典計算機演算法和知識，而學生以後不管從事什麼行業或工作，學到的這些經典的計算機演算法和知識，往往要比現在最流行的語言或技術更能顯現出生命力。」

對於經典計算機演算法的看重，是包雲崗研究員本次組織這一技術論壇、陸品燕教授接受邀請在論壇上做特邀報告的重要原因之一。此外，包雲崗研究員還提到另一個出發點，就是對於當下計算機科學研究稍顯浮躁的氛圍的擔憂。他指出，現在很多計算機科學研究者往往傾向於追逐新的增量型計算機演算法，而忽視理解計算機技術的整個發展歷程，雖然他們幾乎每個星期都會提出新演算法，但是這些演算法往往都是比較淺層的。因此，向大家呈現經典演算法的起源、應用以及影響，很有必要。

包雲崗研究員的這一擔憂以及對重溫經典、追本溯源的期待，恰恰也與陸品燕教授的想法不謀而合。陸品燕教授表示：「現實中，大家比較熱衷於追逐熱點，而很少選擇去重溫經典，顯得有些浮躁，在 CNCC 組織一個經典計算機演算法技術論壇，跟我的理念比較一致。」

論壇的議程設置和特邀講者

在整個論壇的議程設置以及講者的邀請上，包雲崗研究員以及另外兩位執行主席——天津理工大學的羅訓教授、北京交通大學的王偉教授重點考量了三個方面：

第一，方向要有廣度，經典計算機演算法的覆蓋度要高；

第二，照顧到現在的熱點，例如機器學習、人工智慧等；

第三，要找各自領域最資深的專家來介紹，此外，這些專家本身也要對歷史有相當的研究。

綜合考慮後，三位執行主席邀請了美國伊利諾伊理工學院的孫賢和教授、北京交通大學的於劍教授、上海財經大學的陸品燕教授、沙特阿卜杜拉國王科技大學的張響亮教授以及北京大學的王立威教授為論壇做特邀報告。

「孫賢和教授對並行計算的演算法和優化有很深的研究，他是 2018 中國計算機學會海外傑出貢獻獎獲得者；於劍教授在人工智慧鑽研得很深，且對計算機演算法和機器學習發展的歷史非常了解，他此前在其他會議上說作的報告非常有深度，深受大家的喜愛；陸品燕教授是計算機理論領域年輕一代的領軍人物，在上海財經大學的計算機研究中心做的研究工作非常出色，可以說達到了世界級的水平；另外兩位年輕的計算機科學家——張響亮教授和王立威教授，在機器學習領域做最前沿的工作，又願意去挖掘歷史，對整個計算機演算法歷史有很好的把握。」

其中，他還提到，陸品燕教授將介紹兩個諾貝爾經濟學家提出的兩個經典的拍賣機制，並從博弈論的角度來講述計算機理論，這種學科交叉的研究方式很值得期待。

據了解，陸品燕教授非常注重理論計算機與其他學科的交叉性。在採訪中，他指出：「學科交叉的研究可以將原來很不一樣的學科的不一樣的想法結合起來，會帶來一些全新的視角。實際上，計算機科學的基本規律與社會科學和自然科學存在很強的聯繫，而理論計算機是計算機科學最理論、最基礎的分支，在計算機科學與其他學科的交叉研究中最具前沿性，當最基礎、經典的演算法或理論與其他學科找到真正有意義的交叉融合方式時，真的能實現任何一門學科無法單獨取得的效果。」

當問及選擇「兩個經典的拍賣機制介紹」這一報告主題的原因，陸品燕教授表示主要有三個出發點：

第一，重溫經典。這次選擇的是經濟學中的拍賣機制，實際上拍賣機制本身就是演算法，雖然這兩個機制獲得了諾貝爾經濟學獎，但是多數計算機科學領域的研究者可能對經典的計算機內部協議演算法比較熟悉，而對它們不是很熟悉。因而，這一主題會給這部分研究者帶來新的視角和知識。

第二，這個主題具有較大的現實意義。隨著互聯網經濟的發展，演算法工程師在設計演算法的時候，需要考慮一些經濟學的約束，因為設計出來演算法是作為一個平台供用戶使用，這些用戶會按照自己的需求決定以什麼方式來參與演算法，這個時候，演算法的設計就需要考慮經濟學的問題——在一群人從自己的利益出發的情況下，怎樣讓這個演算法運行得更好？這個也是在經濟學機制研究和設計需要解決的一個主要問題。

第三，希望對從事經濟機制設計、拍賣或者計算經濟學領域的聽眾有一些啟發。在報告的最後，他會跟他們分享相關研究的最新進展和存在的問題，以及針對這兩個經典計算機演算法如何應對現在更加複雜的需求，提出自己的見解。

關於對論壇參會人員的期待

對於承載著經典經算計演算法的重要性和對當今計算機科學研究的思考的經典計算機演算法技術論壇，在其中扮演著不同身份的包雲崗研究員和陸品燕教授都有著各自的期待。

包雲崗研究員主要從計算機演算法研究者以及演算法應用者兩個維度表達了自己的期望：

對於演算法研究工作者，希望本次論壇能幫助他們提升自己的研究品味，讓他們意識到除了「一星期發表一個演算法」這種「速食化」的研究模式，還有另一種研究模式——從問題的根源出發來做研究，也許這種模式會慢一些，但是做出的東西會成為經典，應該鼓勵大家往這個方向發展；

對於演算法應用者，則希望這次論壇起到一個科普作用。他們通過參加論壇，可以了解到像機器學習等經典計算機演算法是可以在他們各自的領域中應用的，從而也讓他們有意識地將其應用到相應的領域中。

「雖然計算機還比較年輕——1946 年第一台計算機才被發明出來，但計算機科學可以追溯到很早的時期，比如圖靈機 1936 年就出現了，而布爾代數更是可以追溯到 19 世紀，這些最根本的歷史和發展脈絡，希望有更多人了解。

此外，計算機科學歷史也有很高的趣味性——為什麼當時能想到這樣的演算法？背景是什麼？與我們今天的環境有哪些異同點？我們是否有可能提出重大突破的技術和演算法？這些研究本身是有一些客觀規律可循的，這些規律可以啟發我們現今的計算機新技術研究。」

陸品燕教授的期望則與他選擇這一主題的出發點相一致：一是希望大家能重溫經典，讓非專門從事經濟學學科的計算機科學研究者可以從中收穫新的知識和思考視角；二是讓演算法工程師意識到經濟學對演算法的約束作用，設計出符合互聯網經濟時代潮流的演算法；三是期待經濟機制設計、拍賣或者計算經濟學領域的研究者和從業人員，了解到相關的前沿課題以及對相關問題有所思考。

最後，包雲崗研究員還向 AI 科技評論透露，本次論壇的議程設置兼有廣度和深度。屆時，各位特邀講者將從各自精通的包括並行計算、理論計算機、機器學習、人工智慧等角度，各有側重點地為大家帶來一場經典計算機演算法的聽覺盛宴，十分值得期待。

2018 中國計算機大會（CNCC2018）將於 10 月 25-27 日在杭州國際博覽中心（G20 會場）舉行，大會主題為「大數據推動數字經濟」（Big Data Drives the Digital Economy）。

CNCC技術論壇 | 經典流傳的計算機演算法：起源、應用與影響

時間：2018 年 10 月 25 日下午 13:30 - 17:30

地點：杭州國際博覽中心會議區三層 303 會議室

日程安排：

13:30-13:40 開幕式，合影

13:40-14:20 並行計算三大定律（孫賢和）

14:20-15:00 從兩個經典的機器學習演算法談起（於劍）

15:00-15:40 兩個經典的拍賣機制介紹（陸品燕）

15:40-16:00 茶歇

16:00-16:40 無監督學習中的選代表和被代表問題（張響亮）