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山东大学IALS 朱大铭 教授

报告生成时间:2026年
个人主页:朱大铭 所属团队:山东大学计算机科学与技术学院 / 智能算法与软件实验室(IALS)


一、学者基本信息

项目 信息
姓名 朱大铭(Daming Zhu)
现任职务 山东大学计算机科学与技术学院二级教授、博士生导师;智能算法与软件实验室(Intelligent Algorithm and Software Laboratory, IALS)实际牵头人(实验室页仅称“学科组”并把他列于团队首位、由他主持实验室论坛,未设“带头人/主任”此类正式头衔)
联系方式 dmzhu@sdu.edu.cn;办公电话 86-531-88390006
入职时间 1990 年 7 月(教师主页"入职时间:1990-07")
学科与研究领域 计算机软件与理论;算法设计与分析、计算复杂性、近似算法、参数算法;计算生物学/生物信息学中的基因组重组排序与距离、基因组比较、基因组组装与片段填充、结构变异检测、蛋白质质谱数据处理
团队平台 山东大学计算机科学与技术学院;智能算法与软件实验室(IALS)
学术组织身份 中国计算机学会(CCF)高级会员;CCF 理论计算机科学专委会常务委员;CCF 生物信息学专委会委员;山东省生物信息学会副理事长(该条仅见于百科类资料,学会侧可核实的是其任 2025 年山东省生物信息学大会程序委员会主席)
科研体量 教师主页公示科研项目共 18 项;主持国家自然科学基金项目多项(含面上项目、海外及港澳学者合作研究基金),主持山东省自然科学基金重点项目 3 项;现主持国家自然科学基金面上项目 1 项及国家级纵向项目 1 项(2025—2028)
论文产出 发表学术论文 150 余篇;被引 3200 余次,H 指数 31、G 指数 33(后三者取自百科类资料口径,未能逐篇剔除同名作者干扰);成果见于 Journal of Computer and System Sciences、Algorithmica、ACM Transactions on Algorithms、Theoretical Computer Science、IEEE/ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics、Bioinformatics、BMC Bioinformatics、Journal of Computational Biology,以及 ISAAC、COCOON、CPM、FAW、BIBM 等国际会议
教学 本科"算法设计与分析"、研究生"算法分析与设计";与导师马绍汉合著《算法设计与分析》(高等教育出版社,2009 年 1 月)
荣誉 省部级科技进步奖与自然科学奖共 4 次;教育部科技论文在线栏目"优秀学者";山东大学"2018 届毕业生最喜爱的老师";参与编撰《中国计算机科学技术百科全书》两次

朱大铭是山东大学计算机理论方向承上启下的关键人物。他 1990 年留校任教,师承马绍汉教授(山东大学理论计算机研究团队与计算生物学方向的奠基者),在三十余年的教学生涯中把"算法与计算复杂性"这一偏冷的基础方向做成了具有国际能见度的学科高地:一方面以基因组重组排序(reversal / translocation / transposition / DCJ / block-move)的近似算法与复杂性证明为方法论内核,另一方面通过香港城市大学、蒙大拿州立大学两条长期国际合作通道,把山大 IALS 嵌入国际计算生物学算法共同体的日常协作之中。

二、教育背景与职业履历

朱大铭的求学轨迹呈"合肥—济南—北京"三点式结构,每一段都对应其后续研究方向的转折:

  • 1980.09—1982.07,山东省实验中学(高中)。
  • 1982.09—1987.07,中国科学技术大学计算机科学技术专业,学士。中科大计算机系是国内最早的系统性计算机科学教育基地之一,这段训练为其后续"以数学证明驱动算法研究"的治学风格奠基。
  • 1987.09—1990.07,山东大学软件专业,工学硕士,导师为马绍汉教授。马绍汉 1938 年 8 月 22 日生于山东平度,山东大学数学系毕业,曾任山东大学计算机科学系主任、软件工程省级重点实验室主任、山东省计算机学会理事长、CCF 第七届理事会理事(2000.4—2004.4);1971 年底启动的 DJL-1 计算机研制(马绍汉为研发团队成员;其个人词条另记"1973 年参与",年份口径存在来源分歧),该项目获 1978 年全国科学大会奖;1985 年赴美国伊利诺大学访问;1987 年建议潘承洞校长组建密码研究小组,培养了王小云等人;1991 年获山东省科技进步二等奖,1990 年参加世界数学家大会。朱大铭由此获得"马绍汉—朱大铭—姜海涛"这条山大理论计算机师承链的中段位置。
  • 1990.07 至今,山东大学任教,历任助教、讲师、副教授、教授。教师主页"入职时间"字段记为 1990-07,至今未离开山大,是典型的"本校培养—留校发展"路径。
  • 1996.09—1999.07,中国科学院计算技术研究所,工学博士。在职攻博期间,他把研究对象从神经网络学习算法转向算法与计算复杂性,并进入基因组重组排序这一当时国际上刚刚兴起的方向。
  • 1998 年至今,香港城市大学短期访问研究 6 次。公开资料显示,1998—2006 年间他在香港城市大学累计开展约 15 个月的合作研究,历任研究助理、高级研究助理及研究员。这段经历是其国际合作网络的起点,也直接催生了 2004—2013 年间一批关于(有向/无向)基因组 translocation 距离与排序的高水平论文。

研究方向的演进大致可划为四个阶段:

  1. 神经网络阶段(1990—1996):神经网络学习算法的收敛性与可学习性,代表作为 ISAAC 1994 的 "Analysis of the Convergency of Topology Preserving Neural Networks on Learning"。
  2. 经典组合优化与近似算法阶段(1996—2005):CLIQUE 问题的难度与求解方法(JCST 2001)、多中心点(k-median 类)问题的算法设计与应用、最小度生成树问题、最大不全 k-满足问题(Max NAE-k-SAT)的局部搜索近似。
  3. 基因组重组排序阶段(2004—2020):有向基因组 translocation 排序的 O(n²) 精确算法;证明无向基因组 translocation 距离计算为 NP-hard;无向 translocation 排序近似比从 1.75 持续改进到 1.5+ε、1.408+ε、1.375(渐近比);短块移动排序的 14/11 近似与 (1+ε) 近似;切割再粘贴(cut-and-paste)排序的 2.25 近似;片段填充(scaffold filling)单面 5/4、双面 1.5 近似。
  4. 基因组数据分析与软件化阶段(2020 至今):从"距离与排序的理论近似比"扩展到"真实测序数据的算法与软件",包括结构变异检测(PASA、SVLR)、转录组组装(IsoTree、DTA-SiST、MultiTrans、TransCoord)、蛋白质质谱数据存储与检索(mzMD),以及带侧翼结构(flanked)的 transposition / block-interchange 距离、字符串上的对称 reversal 排序等新一代问题。

按科研脉络可以串出一条代表性成果清单(均为公开可查的署名论文):

  • Zhu, Ma, Qiu, Analysis of the Convergency of Topology Preserving Neural Networks on Learning, ISAAC 1994(神经网络阶段起点)。
  • Zhu, Luan, Ma, Hardness and Methods to Solve CLIQUE, Journal of Computer Science and Technology 16(4), 2001(组合优化阶段)。
  • Wang, Zhu, Liu, Ma, An O(n²) algorithm for signed translocation, JCSS 70(3), 2005(有向基因组排序的多项式算法)。
  • Zhu, Wang, On the complexity of unsigned translocation distance, TCS 352, 2006(NP-hard 性证明)。
  • Feng, Zhu, Faster algorithms for sorting by transpositions and sorting by block interchanges, ACM Transactions on Algorithms 3(3), 2007(与冯好娣合作的两个排序问题加速算法)。
  • Cui, Wang, Zhu, A 1.75-approximation algorithm for unsigned translocation distance, JCSS 73(7), 2007;Cui, Wang, Zhu, Liu, (1.5+ε)-approximation for unsigned translocation distance, IEEE/ACM TCBB 5(1), 2008(近似比的两级突破)。
  • Jiang, Zhu, Zhu, Algorithms for sorting unsigned linear genomes by the DCJ operations, Bioinformatics 27(3), 2011(DCJ 模型)。
  • Jiang, Zhu, Zhu, Minimum common string partition revisited, Journal of Combinatorial Optimization 23(4), 2012(字符串划分问题的难度重估)。
  • Lou, Zhu, A 2.25-approximation algorithm for cut-and-paste sorting of unsigned circular permutations, JCSS 78(4), 2012。
  • Zhu, Wang, An exact algorithm for the zero exemplar breakpoint distance problem, IEEE/ACM TCBB, 2013;Liu, Jiang, Zhu, Zhu, Improved approximation for single-sided scaffold filling, IEEE/ACM TCBB 10(4), 2013。
  • Guo, Li, Wang, Zhu, Protein-protein binding site identification by enumerating the configurations, BMC Bioinformatics 13:158, 2012;Jiang, Lin, Tong, Zhu, Zhu, Isomorphism and similarity for 2-generation pedigrees, BMC Bioinformatics 16(S-5):S7, 2015(向真实生物数据延伸)。
  • Pu, Zhu, Jiang, A 1.375-approximation algorithm for unsigned translocation sorting, JCSS, 2020(渐近近似比 1.375,此前最好结果为 1.408)。
  • Zhang, Zhu, Jiang, Guo, Feng, Liu, Sorting a Permutation by Best Short Swaps,CPM 2018 会议版 + Algorithmica 2021 期刊版("顶会→顶刊"的典型路径)。
  • Li, Zhu, Wang, A 4/3-approximation algorithm for the Maximum Internal Spanning Tree Problem, JCSS, 2021(图算法方向的并行产出)。
  • Yang, Ma, Zhang, Zheng, Wang, Zhu, mzMD: visualization-oriented MS data storage and retrieval, Bioinformatics, 2022(质谱数据管理软件)。
  • Li, Jiang, Zhu, Wang, Zhu, Flanked Block-Interchange Distance on Strings, IEEE/ACM TCBB, 2024;Xu, Tong, Jiang, Wang, Zhu, Zhu, Flanked Transposition Distance for Two Strings, IEEE/ACM TCBB, 2025(带侧翼结构的新问题族)。
  • Sun, Jiang, Li, Zhu, A Randomized FPT Approximation Algorithm for Sorting Unsigned Genomes by Translocations: Breaking the 1.375 Approximation Barrier, LNCS, 2025(最新一波理论突破)。
  • Jiang, Li, Zhu, 3.2-Approximation for Reversal Distance toward String Adjacency Recovery, IEEE/ACM TCBB, 2026;Li, Jiang, Zhu, Longest (k)-tuple common substrings with interval length constraints, TCS, 2026(最新在线成果)。

三、学生培养情况

朱大铭的招生规模长期稳定在"每年博士生 1—2 名、硕士生 1—2 名",招生方向明确写为"基因组组装与分析算法与软件"。根据山东大学教师主页公开的学生名录,其名下在册学生分"博士生 / 硕士生 / 其他"三类归档:博士生毕业 10 人;硕士生毕业 29 人(原始条目含重复登记)、在读 11 人;"其他"类毕业 13 人、在读 6 人(多为博士研究生与联合培养研究生)。以下按直接指导 / 联合指导 / 团队培养 / 论文合作四类区分:

人员 关系类型 公开可见的成果与去向
姜海涛(Haitao Jiang) 直接指导(博士) 2001—2011 年在山东大学完成本科、硕士、博士,2009—2011 年赴美国蒙大拿州立大学联合培养(联合指导节点)。2012.01—2014.08 讲师,2014.09—2020.12 副教授,2021.01 起任山东大学教授、博导,入选山东大学齐鲁青年学者。与朱大铭长期共著(Bioinformatics 2011、Journal of Combinatorial Optimization 2012、Algorithmica 2021、TCS 2023、IEEE/ACM TCBB 2024/2025 等),并解决了 PQ-树相似性比较这一二十余年公开难题。现为 IALS 团队成员,构成"马绍汉→朱大铭→姜海涛"三代同堂的师承闭环。
郭菲(Fei Guo) 直接指导(博士) 2003.09—2007.06 山东大学计算机本科,2007.09—2012.06 山东大学计算机博士;2012.08—2013.11 香港城市大学博士后;2013.11—2021.06 天津大学讲师/副教授;2021.07 起任中南大学计算机学院教授、博导。2023 年获国家自然科学基金优秀青年科学基金;2023 年获吴文俊人工智能自然科学二等奖(排名第二);2021 年获天津市自然科学二等奖(排名第一)。公开学术指标显示其 Google H-index 约 49。
蒲莲容(Lianrong Pu) 直接指导(博士) 山东大学博士毕业,现为山东大学计算机科学与技术学院研究员(2021—2023 年曾任福州大学讲师)。是 JCSS 2020"无向基因组 translocation 排序 1.375 近似算法"等重要论文的合作者;2024 年 1 月 IALS"生物信息学算法前沿论坛"上主持自由讨论环节,并作基因组组装与人工智能方向报告。已从学生身份转为团队学术骨干。
刘培强(Peiqiang Liu) 直接指导(博士) 山东大学计算机学院博士毕业,现任山东工商学院计算机科学与技术学院(人工智能学院)党委书记(曾任院长)、教授;CCF 理论计算机科学专委委员、山东省计算机学会理事、山东省大数据发展创新实验室主任。
张舒(Shu Zhang) 直接指导(博士) 研究方向对应"最佳短交换排序",是 CPM 2018 与 Algorithmica 2021 论文 Sorting a Permutation by Best Short Swaps 的核心学生作者。
马静静(Jingjing Ma) 直接指导(博士) 研究方向对应"片段填充(scaffold filling)",参与团队 scaffold filling 近似算法与难度分析系列工作。
娄晓文(Xiaowen Lou) 直接指导(博士) 研究方向对应"切割再粘贴(cut-and-paste)排序",是 JCSS 2012 无向环形排列 cut-and-paste 排序 2.25 近似算法论文的第一作者。
魏哲学(Zhexue Wei) 直接指导(博士) 研究方向对应"(1,2)-exemplar breakpoint distance",参与样本断点距离系列工作的算法设计。
赵瑾(Jin Zhao) 博士(导师归属待确认) 山东大学 2021 年 6 月计算机科学与技术专业博士,现为青岛大学副教授。研究方向对应“转录组组装”,是 IsoTree、MultiTrans 转录组组装框架的主要学生参与者,相关工作与海外合作者共同署名。其学位论文导师在公开页面未标注,本报告不将其单独归入朱大铭名下(参见 sdu_ials_fenghaodi_network.md)。
李幸福(Xingfu Li) 直接指导(博士) 研究方向对应图算法近似,是 JCSS 2021"最大内点生成树问题 4/3 近似算法"的第一作者。
杨润民(Runmin Yang) 直接指导(博士) 研究方向对应蛋白质质谱数据处理,是 Bioinformatics 2022"mzMD:面向可视化的质谱数据存储与检索"的第一作者。
李甜甜(Tiantian Li) 直接指导(博士/在读) 研究方向对应"k-tuple 公共子串"与"带侧翼结构的距离",参与 IEEE/ACM TCBB 2024 flanked block-interchange、TCS 2026 带区间长度约束的最长 k-tuple 公共子串等论文。
孙骋程(Chengcheng Sun) 直接指导(博士/在读) 研究方向对应"translocation 排序的 FPT 近似",参与 2025 年"随机 FPT 近似算法突破无向基因组 translocation 排序 1.375 近似壁垒"的会议论文。
赖文锋(Wenfeng Lai) 直接指导(在读) 研究方向对应"对称 reversal 排序(symmetric reversals)",参与团队字符串排序系列工作。
蒋思淇(Siqi Jiang) 直接指导(在读) 研究方向对应"reversal distance 与字符串邻接恢复",参与 2026 年 IEEE/ACM TCBB 相关工作。
刘振栋(Zhendong Liu) 直接指导(博士) 研究方向为 RNA 二级结构(含假结)预测算法,与朱大铭有系列共同署名论文。
贾会强(Huiqiang Jia) 直接指导(博士) 研究方向为基因组结构变异(SV)检测,参与 PASA 系列工作。
杨海(Hai Yang) 直接指导(博士) 研究方向为拷贝数变异(CNV)与 indel 检测,参与高通量测序读段分析系列工作。
姚国辉 直接指导 研究方向为最小度生成树及其在广播问题中的应用。
王守强、郝凡昌、李明、曲美霞、柳楠、尹晓 直接指导(博士毕业) 教师主页"博士生—毕业"名录成员,研究方向覆盖近似算法、基因组排序、可计算逻辑与安全多方计算等;具体对应论文以教师主页论文列表与 DBLP 为准。
张阳、董世菲、咸爱勇、孙文宇、郝东东、毛晓伟、张建、董施蔚、吕旭光、李斌、尹丹艳、刘凤华、张晶、王彤、王莉、顾文艳、任风超、李杨、赵煜、赵倩、崔萌、张侦月、李仁杰、张正、翟姗姗、王睿智、王洪、刘培霞 直接指导(硕士毕业) 教师主页"硕士生—毕业"名录。
王建埕、秦兴路、马金辉、张庆晨、王展鹏、李升晨、王子安、辛佳昀、周玉昆、张炳森、马鸿润 直接指导(硕士在读) 教师主页"硕士生—在读"名录;其中张炳森同时出现在"毕业"与"在读"两处,周玉昆标注为"结业"。
杨润民、魏哲学、姜海涛、姚国辉、张舒、马静静、赵瑾、娄晓文、李甜甜、蒲莲容、郭菲、李幸福、孙骋程 直接指导("其他"类归档) 教师主页"其他—毕业"名录共 13 人。从公开论文署名看,这一类别实际包含博士研究生与联合培养研究生(如姜海涛、郭菲、蒲莲容均为博士),归档口径与"博士生"栏存在交叉。
邹明哲、蒋思淇、赖文锋、李晓林、李甜甜、孙骋程 直接指导("其他—在读") 教师主页名录,与"博士生"栏同样存在交叉。
栾峻峰、张鹏、刘红、冯好娣 团队培养 / 论文合作 均为山东大学计算机学院同事,与朱大铭有长期共同署名,属"同院团队协作"而非师生关系。
Binhai Zhu、Lusheng Wang、Guohui Lin、Xiaowen Liu、Ying Xu、Chi Zhang 论文合作(海外) 通过联合署名与联合培养参与学生训练:姜海涛曾在 Binhai Zhu 所在的蒙大拿州立大学联合培养,郭菲曾在 Lusheng Wang 所在的香港城市大学做博士后。学生在此类合作中扮演"算法实现与验证"角色,外方提供问题来源与写作训练。

培养模式的三个特征值得注意:

  • "顶会顶刊即日常产出"的强度。硕士生、博士生普遍在 CPM、COCOON、ISAAC、FAW、BIBM 等算法/生物信息学会议发表第一作者论文,再把会议版扩展为 TCBB、TCS、Algorithmica、JCSS 期刊版。张舒的"Best Short Swaps"(CPM 2018 → Algorithmica 2021)就是标准路径。
  • "国内理论 + 海外算法"的双导师结构。姜海涛(蒙大拿州立大学)、郭菲(香港城市大学)都经历了这一结构,回国后均进入高校的独立岗位(山大教授、中南大学教授)。
  • "本校留任"的团队自我复制。姜海涛、蒲莲容两人留在山大 IALS 任教,使团队在不扩张人员规模的前提下保持了研究方向的连续性;郭菲、刘培强分别把 IALS 的算法与生物信息学方法带到中南大学与山东工商学院,形成省内外两个扩散节点。

四、学术合作网络

4.1 实验室内部合作

IALS 源自 1980 年代马绍汉教授创立的理论计算机研究团队,2022 年博士招生团队页列出的 7 位核心成员构成其主体(该页发布时将彭朝晖列为副教授):朱大铭、郭炅、冯好娣、崔学峰、姜海涛、时阳光、彭朝晖,其中泰山学者特聘教授 1 人(郭炅)、齐鲁青年学者 2 人(姜海涛、时阳光)。朱大铭是这一群体中资历最深、也是"基因组算法"这条主线的长期坚守者。

(1)冯好娣(Haodi Feng)——最紧密的校内合作者。 教授,研究方向为生物信息学与算法设计与分析,近年主攻生物测序数据的组装与分析,发表论文 40 余篇。她与朱大铭的合作跨度超过十年,公开共著见于 ACM Transactions on Algorithms、Algorithmica、Theoretical Computer Science、IEEE/ACM TCBB、BMC Bioinformatics 等(如 TALG 2007 的 transposition / block interchange 加速算法、TCS 2023 的 RNA 二级结构局部搜索近似,以及转录组组装与质谱数据系列)。这一"朱大铭出算法框架与复杂性证明、冯好娣出数据与评测"的分工,是 IALS 内部最稳定的合作边。

(2)姜海涛(Haitao Jiang)——学生转同事的"同门合作者"。 教授、博导、齐鲁青年学者,2021 年起任教授。他是朱大铭的博士生,如今是团队中基因组重组算法方向最活跃的产出者:2023—2026 年间的 flanked transposition / block-interchange 距离、symmetric reversal 排序、k-tuple 公共子串、unsigned translocation 的随机 FPT 近似等论文,几乎都是"姜海涛 + 朱大铭 + 学生 + 海外合作者"的组合。二人构成 IALS 内部"师承—合作"最典型的双人结构。

(3)郭炅(Jiong Guo)——参数算法维度的互补者。 电子科技大学学士、德国图宾根大学硕士、耶拿大学博士;2009—2014 年任德国萨尔州大学教授兼 MMCI 研究组组长,2010—2018 年任德印马普中心研究组长;2014 年 10 月以泰山学者特聘教授身份加入山大。其"问题核心化与参数复杂性"方法论与朱大铭的"近似比分析"互补,团队层面的共同成果见于 CPM 2018、Algorithmica 2021、TCS 2023 等。郭炅同时是 IALS 与德国萨尔州大学、马普计算中心之间的组织化通道,并主持过国家自然科学基金中德合作项目"多模态下的匹配问题"。

(4)崔学峰(Xuefeng Cui)——深度学习与结构生物学的接口。 教授、博导、山东大学杰出中青年学者;滑铁卢大学计算机本科/硕士/博士,KAUST 博士后,2016—2019 年任清华大学交叉信息研究院 Tenure-Track 助理教授,2019 年加入山大;获 ACM SIGBIO 新星奖,ISMB 有三篇第一作者论文。他在团队中承担"深度学习 + 蛋白质结构"维度,与朱大铭、冯好娣主攻的算法与组装方向形成生物信息学的两侧支撑。

(5)时阳光(Shiyang Guang)——博弈论与学习论的交叉节点。 2016 年中科院计算技术研究所博士,以色列理工学院博士后,齐鲁青年学者;成果见于 STOC、ESA、NeurIPS、ITCS 与 JACM、TCS。他加入 IALS 补足了"算法博弈论 / 机制设计 / 学习论"这一维度,与朱大铭早期在选举控制问题上的计算社会学兴趣(与刘红等合作的投票问题参数复杂性研究)在问题域上相邻。

(6)彭朝晖(Chaohui Peng)——数据库与产业接口。 副教授、博导,计算机科学与技术学院副院长,山东大学—人大金仓数据技术联合实验室主任,CCF 大数据专家委员、数据库专委委员。他是 IALS 中唯一以"数据系统 + 产业落地"为主业的成员,也是朱大铭参与山东省重大科技创新工程项目的直接牵线者(见第五节)。

4.2 跨机构合作

朱大铭的跨机构网络呈现"一条主轴、两个外延"的结构。

(1)主轴:香港城市大学 Lusheng Wang 团队。 这是朱大铭学术生涯中产出最密集、持续时间最长的合作。1998 年起他累计 6 次赴港城大访问(合计约 15 个月),从研究助理做到研究员。这段合作直接产出了:JCSS 2005(有向基因组 translocation 的 O(n²) 算法)、TCS 2006(无向 translocation 距离的复杂性)、JCSS 2007 与 IEEE/ACM TCBB 2008(无向 translocation 距离从 1.75 到 1.5+ε 的近似改进)、IEEE/ACM TCBB 2013(zero exemplar breakpoint distance 精确算法)等。Lusheng Wang 也长期参与朱大铭后续的 flanked 距离与 k-tuple 公共子串等工作,并作为港城大一侧接收了郭菲的博士后研究。

(2)外延一:蒙大拿州立大学 Binhai Zhu。 实验室介绍页明确把蒙大拿州立大学列为长期合作单位。Binhai Zhu 是朱大铭团队近十年论文中出现频率最高的海外合作者之一:从 TCS 2021(最大内点生成树 4/3 近似)、TCS 2023(RNA 二级结构局部搜索近似),到 IEEE/ACM TCBB 2024/2025(flanked block-interchange / flanked transposition 距离),几乎每一代学生都能在作者列表中找到他。姜海涛 2009—2011 年的联合培养博士阶段即在该校完成,说明这条通道同时承担"合作研究"与"人才输送"两种功能。

(3)外延二:北美与国内生物信息学数据处理节点。 - 阿尔伯塔大学 Guohui Lin:BMC Bioinformatics 2015(2-generation pedigrees 的同构与相似性)等。 - Tulane University Xiaowen Liu:质谱数据处理与转录组组装方向的共同署名,是团队中杨润民、赵瑾等人跨机构论文合作的外部接口。 - University of Georgia Ying Xu / Chi Zhang:IsoTree 与 DTA-SiST 转录组组装工作,属"算法 + 生物实验验证"的跨学科组合。 - 香港城市大学 Shuai Cheng Li:蛋白-蛋白结合位点枚举等结构生物信息学方向。 - 华中科技大学 Kang Ning:蛋白质结构与宏基因组分析方向的共同署名。

(4)校内跨院系与省内扩散。 与数学学院刘丙强等在生物信息学方向有省内学会层面的交集;与栾峻峰、张鹏、刘红等计算机学院同事构成早期的核心校内合作圈;学生刘培强(山东工商学院)、郭菲(中南大学)把 IALS 的方法论扩散到省内外高校,构成网络的"下游节点"。

4.3 国际合作

按合作深度排序,朱大铭的国际合作可归为三层:

  1. 制度化长期合作层(中国香港 / 美国):香港城市大学(Lusheng Wang,1998 年至今、6 次访问)、蒙大拿州立大学(Binhai Zhu,近十余年)。实验室介绍页将这两校列为"有长期合作关系、合作发表论文 20 多篇、并合作培养部分研究生"的正式伙伴。国家自然科学基金项目 61628207"近似算法、参数计算及其在计算基因组学中的应用"(2017.01—2018.12,海外及港澳学者合作研究基金类)即以海外合作者为核心,是这一层关系的制度化确认。
  2. 问题域合作层(北美):阿尔伯塔大学(Guohui Lin)、Tulane University(Xiaowen Liu)、University of Georgia(Ying Xu、Chi Zhang)。合作以具体论文为单位,围绕 scaffold filling、reversal 排序、转录组组装、质谱数据处理等具体问题展开。
  3. 学术会议共同体层:通过 CPM、COCOON、ISAAC、FAW、BIBM、ISMB、WABI、ISBRA 等会议的程序委员会与审稿网络维持国际能见度,并通过郭炅连接德国萨尔州大学与马普系统。

与"以海外长期教职经历为依托"的学者不同,朱大铭的国际合作属于"长期短访 + 联合培养 + 稳定共同署名"型:没有长期海外聘任,但通过近三十年的高频互访与持续的合著产出,形成了比多数海外经历者更密集的合作密度。

五、业界合作关系深度分析

朱大铭的产学研结构可以概括为"以理论算法为内核、以生物医学数据为验证场、以省级重大工程为产业接口"。与工科取向的团队相比,其产业合作规模不大,但技术内核与落地场景之间的对应关系非常清晰。

5.1 纵向项目支撑的理论内核

按其教师主页公示的 18 项科研项目,可梳理出四条纵向脉络:

  • 国家自然科学基金面上项目序列:基因组重组进化树问题的算法与复杂性(2001—2003)→ 基因组重组排序问题的算法研究(2003—2005)→ 多中心点问题的算法设计与应用(2006—2008)→ 基因组重组比较算法与复杂性研究(60573024,2006.01—2008.12,25 万元,申请代码 F0201)→ 基因组比较问题的算法与复杂性(61070019,2011—2013)→ 基因组结构相似性分析算法(62272272,2023.01—2026.12)。这条序列本身就是一条清晰的研究演进史:从"进化树"到"排序"到"比较"再到"结构相似性"。
  • 国家级重点项目:实验室介绍页列出的国家自然科学基金重点项目"基因组数据分析的基础理论与算法",2022 年团队页确认"目前承担国家自然科学基金重点项目 1 项";2025 年新立项的基因组数据分析算法(U24A20257,2024 年批准、2025.01 启动,执行至 2028.12,联合基金类国家级纵向)是当前团队的主要经费来源之一。另有海外及港澳学者合作研究基金项目 61628207(2017.01—2018.12)。
  • 省部级与人才项目:神经学习算法及其应用(山东省自然科学基金重点项目,1996—2000)、基因组重组排序算法设计与应用(山东省自科重点,2007—2009)、基因组组装与分析算法设计与应用(山东省自科重点,2013—2015)、基因组比较问题的算法研究(教育部博士点基金,2010—2012)、基因组重组进化树问题的算法研究(教育部优秀青年教师基金,1998—2001)。
  • 平台与工程类项目:生命信息处理 web 平台(山东科技攻关计划,2007—2010)、生物信息学网格(2003—2005)、网络组合优化算法及软件(2001—2003)、校园管理信息平台(山东省中青年科学家奖励基金,2000—2003)。

61070019 的结题摘要几乎是一份"方法论清单",也解释了 IALS 为何能在国际近似算法界立足:设计出有向基因组一般移位排序的多项式时间算法;无向切割再粘贴排序 2.25 近似;短块移动排序 14/11 近似及 (1+ε) 近似;样本断点零距离问题的 O(n²·1.86ⁿ) 精确算法;单面片段填充 5/4、双面片段填充 1.5 近似;无向基因组交互型移位排序 1.408+ε 近似;最大不全 k-满足问题的 2^(k-1)/(2^(k-1)-1) 局部搜索近似。该项目产出论文 16 篇(SCI 11 篇、EI 7 篇),获山东省自然科学奖三等奖 1 项、山东大学优秀博士学位论文奖 2 项,培养博士生 6 名、硕士生 5 名。

5.2 面向真实数据与软件的"应用侧"延伸

近五年团队重心明显从"纯理论的近似比"转向"真实测序数据上的算法与工具",这构成了与生物医学、农业育种领域合作的接口:

  • 结构变异检测:PASA(IEEE/ACM TCBB 2019,朱大铭为通讯作者)与 SVLR(基于长读长测序,JCB 2021 / LNCS 2020)两套工具,直指基因组结构变异的可信识别。PASA 的合作方包括中国科学院的冯献忠团队,研究对象为大豆基因组"Hedou12",这是 IALS 与农业分子育种领域最直接的连接点。
  • 转录组组装:IsoTree(IEEE/ACM TCBB)、DTA-SiST(BMC Bioinformatics 2019)、MultiTrans(IEEE/ACM TCBB 2021)、TransCoord(BIBM 2021)形成完整工具链,合作方包括 University of Georgia 的 Ying Xu、Chi Zhang。
  • 蛋白质质谱:mzMD(Bioinformatics 2022)解决质谱数据的存储与可视化检索,相关方向曾作为第二届中国智能健康与生物信息大会(山东大学承办)的特邀报告主题"蛋白质质谱数据存储结构"。
  • 字符串与基因组比较算法:flanked transposition / block-interchange 距离、k-tuple 公共子串、顺序保守子序列等,是上述工具的理论底层。

5.3 省级重大工程与产业协同

"制造企业制造大数据分析方法与系统"(2019JZZY010105,2019.01—2021.12) 是朱大铭参与的最具产业属性的项目:项目来源为 2019 年山东省重点研发计划(重大科技创新工程竞争择优类),负责人为彭朝晖,参与人包括吕琳、李峰、钟凡、蔡晓军、何伟、彭朝晖、朱大铭、汪云海、姜海涛、栾峻峰、尹建华。该项目把 IALS 的算法能力(朱大铭、姜海涛)、IRC 的可视分析方法(吕琳、汪云海、钟凡)与数据库系统能力(彭朝晖、李峰)拼装到同一张工程图上,是山东大学多个团队联合承接省级重大工程的典型案例。彭朝晖同时是山东大学—人大金仓数据技术联合实验室主任,说明该项目的产业侧对接对象很可能落在国产数据库与制造业大数据平台方向。

5.4 产业化能力评价

  • 技术深度:以基因组重组的近似算法与复杂性证明为硬核,向下延伸到字符串算法(k-tuple 公共子串、flanked 距离)、图算法(最大内点生成树、最小度生成树)、参数算法(选举控制、核心化),再向应用延伸为结构变异检测、转录组组装、质谱数据管理三组工具。
  • 转化形态:以"算法 + 软件"为主,专利布局偏弱(教师主页专利栏为空),与工科团队"专利密集型"的转化路径不同。其价值更多体现在被国际同行引用与复用的算法结论上。
  • 协同网络:纵向靠国家自然科学基金面上/重点/联合基金,横向靠山东省重大科技创新工程与山东大学—人大金仓联合实验室,跨学科靠中国科学院农业基因组团队与北美生物信息学团队。整体呈现"理论强、工程中、专利弱"的特征,属于典型的算法基础研究型产学研结构。

六、重要奖项与学术兼职

6.1 重要奖项

年份/状态 奖项/荣誉 关系网络意义
公开记录 山东省自然科学二等奖("可计算性与复杂性") 实验室介绍页列示的团队级科研奖励,反映 IALS 在计算理论与复杂性方向的长期积累。
公开记录 山东省自然科学三等奖("基因组比较与智能学习的算法与复杂性") 与朱大铭的核心研究方向完全对应,是"神经网络学习 + 基因组比较"两条研究线的合并表彰。
公开记录 教育部科技进步二等奖 1 次、山东省科技进步二等奖 2 次 团队级奖励,实验室页与 2022 年团队页均列示。
2011—2013(61070019 结题) 山东省自然科学奖三等奖 1 项;山东大学优秀博士学位论文奖 2 项 项目结题材料直接归因于其指导的博士生学位论文质量。
团队累计 ACM SIGBIO 优秀博士论文 1 次;山东大学优秀博士论文 3 次 2022 年团队页数据,反映 IALS 在生物信息学方向的博士生培养水平。
2018 山东大学"2018 届毕业生最喜爱的老师" 教学口碑类荣誉,与其长期讲授"算法设计与分析"课程相关。
— 教育部科技论文在线栏目"优秀学者" 学术传播层面的认可。
— 参与编撰《中国计算机科学技术百科全书》两次 学科基础工具书层面的学术话语权。

6.2 学术兼职与服务

组织/场合 职务
中国计算机学会(CCF) 高级会员;理论计算机科学专委会常务委员;生物信息学专委会委员
山东省生物信息学会 副理事长
第三届山东省生物信息学学术大会暨中国生物信息学(筹)生物信息学算法研究前沿方向学术大会(2025.05,德州学院承办) 程序委员会主席(大会主席为李国君、李甲亮)
IALS"生物信息学算法前沿论坛"(2024.01,山东大学青岛校区) 开幕式主持人;论坛邀请 16 位全国生物信息学算法专家,是 IALS 的标志性学术活动
第二届中国智能健康与生物信息大会(山东大学承办) 特邀报告人,题目"蛋白质质谱数据存储结构"
期刊审稿 Algorithmica、Theoretical Computer Science、Journal of Combinatorial Optimization、IEEE/ACM TCBB 等审稿人
会议程序委员会 COCOON、BIBM 等国际会议程序委员会委员

七、Connection 圈层总结

朱大铭的学术关系网络可以刻画为六个同心圈层,越往内越稳定、越往外越具扩散性:

  1. 第一圈层:师承与学派源头。 以马绍汉教授为学术谱系起点(山大理论计算机团队与密码学研究小组的奠基者),以姜海涛、蒲莲容为"留在本校的下一代",形成"马绍汉→朱大铭→姜海涛"三代同堂的闭环。这一圈层提供的不只是方法,更是"以复杂性证明立身"的学派气质与《算法设计与分析》教材所固化的教学传统。
  2. 第二圈层:IALS 内部方法共同体。 以冯好娣(算法 + 测序数据)、姜海涛(基因组重组算法)、郭炅(参数算法 + 核心化)、崔学峰(深度学习 + 结构生物学)、时阳光(博弈论 + 学习论)、彭朝晖(数据库 + 产业)为六个互补节点。朱大铭在其中承担"算法复杂性方法论源头 + 基因组算法主线锚点 + 对外学术活动主持人"三重角色;2024 年 1 月的"生物信息学算法前沿论坛"是这一圈层组织能力的集中展示。
  3. 第三圈层:香港城市大学—蒙大拿州立大学双通道。 这是朱大铭网络中最具辨识度的结构:一条是 Lusheng Wang 领衔的香港城市大学通道(1998 年至今、6 次访问、合作论文 20 余篇、郭菲在此做博士后);一条是 Binhai Zhu 领衔的蒙大拿州立大学通道(近十余年持续共著、姜海涛在此联合培养)。两条通道并行运转近三十年,使 IALS 在没有任何海外教职成员的情况下,仍能持续产出达到国际前沿水平的近似算法结果。
  4. 第四圈层:北美生物信息学数据处理网络。 Guohui Lin(阿尔伯塔)、Xiaowen Liu(Tulane)、Ying Xu 与 Chi Zhang(佐治亚)、Shuai Cheng Li(港城大)、Kang Ning(华中科大)。这一圈层把 IALS 从"纯算法"推向"真实生物数据",是 IsoTree、DTA-SiST、mzMD、PASA 等软件化成果得以出现的前提。
  5. 第五圈层:学生梯队与全国扩散节点。 以姜海涛、蒲莲容(留校)、郭菲(中南大学,2023 年国家优青)、刘培强(山东工商学院)、张舒、马静静、娄晓文、赵瑾、杨润民、李甜甜、孙骋程等为主体。郭菲是这一圈层目前学术影响力最高的外部节点;刘培强在山东工商学院担任学院党委书记,把 IALS 的课程与培养模式带入省属应用型高校。
  6. 第六圈层:纵向经费—省级工程—跨学科应用的产学研网络。 内层由面上项目序列(60573024→61070019→62272272)与国家级项目(U24A20257、基金重点项目)构成;中层由山东省重大科技创新工程"制造企业制造大数据分析方法与系统"与山东大学—人大金仓联合实验室承担产业对接;外层通过中国科学院(大豆基因组 Hedou12)进入农业分子育种,通过质谱与结构生物信息学进入生物医学数据处理。

从网络功能看,朱大铭处于"计算复杂性方法论—基因组算法—生物医学数据工具"三者之间的枢纽位置。他的影响力来源不在于经费规模或专利数量,而在于三点:其一,把"近似比"这一硬指标持续推到国际前沿(从 1.75 到 1.5 到 1.408 到 1.375,2025 年进一步尝试用随机 FPT 近似打破 1.375 壁垒);其二,用两条长期国际合作通道把山大 IALS 稳定嵌入国际算法共同体;其三,把"马绍汉—朱大铭—姜海涛"的师承链转化为可持续的团队自我复制机制。

面向 2026 年之后的观察点有三个:一是 U24A20257(2025—2028)与"基因组数据分析的基础理论与算法"重点项目能否把"理论近似比"推进到真实基因组数据的可用工具;二是姜海涛、蒲莲容这一代留校学者能否在朱大铭退休前后完成"基因组算法"主线的代际交接;三是郭菲(中南大学)与刘培强(山东工商学院)两个外部节点能否反哺形成省内外协同的项目联合体。这三条线的走向,将决定 IALS 在下一个十年是继续作为"国际近似算法界的一个中国坐标",还是升级为"生物医学数据算法与软件的国家级平台"。


参考公开资料

  1. 山东大学计算机科学与技术学院师资队伍——朱大铭:教育经历、工作经历、香港城市大学访问、研究方向、讲授课程、承担项目清单、论文清单、招生方向、联系方式。
  2. 山东大学教师主页——朱大铭(中文):教育经历、工作经历、所属院系、入职时间等结构化字段。
  3. 山东大学教师主页——朱大铭 科研项目:18 项科研项目列表及批准号(62272272、U24A20257、61628207、2019JZZY010105 等)。
  4. 山东大学教师主页——朱大铭 学生信息:博士生、硕士生、"其他"三类在读/毕业/结业/退学名录。
  5. 山东大学计算机科学与技术学院——智能算法与软件实验室:实验室定位、三大研究方向、在研国家级项目、国际合作单位(香港城市大学、蒙大拿州立大学)、代表性成果与科研奖励。
  6. 山东大学计算机科学与技术学院——2022 年博士招生团队简介:智能算法与软件团队:7 位成员名单、泰山学者/齐鲁青年学者构成、团队论文与经费体量、朱大铭个人简介与联系方式。
  7. 山东大学计算机科学与技术学院——姜海涛:本科/硕士/博士学历、蒙大拿州立大学联合培养、职称晋升时间线。
  8. 山东大学计算机科学与技术学院——郭炅:德国教育与任教经历、泰山学者身份、承担项目。
  9. 中南大学教师主页——郭菲:山东大学本科与博士学历、香港城市大学博士后、天津大学任教、中南大学教授、国家优青与科研获奖。
  10. 山东工商学院计算机科学与技术学院——刘培强:山东大学计算机学院博士、现任学院党委书记、CCF 理论计算机科学专委委员、研究方向。
  11. 百度百科——朱大铭:香港城市大学访问时长与职务、主要学术贡献、论文被引与 H/G 指数、学术兼职、教材与获奖信息。
  12. 百度百科——马绍汉:朱大铭硕士导师的学术履历、山大计算机科学系主任与山东省计算机学会理事长身份、密码研究小组组建与人才培养。
  13. 百度百科——基因组比较问题的算法与复杂性(61070019):项目摘要、结题成果清单(七项标志性算法结果)、论文与获奖、博士生与硕士生培养数量。
  14. 山东大学计算机科学与技术学院科研机构一览:智能算法与软件实验室在学院科研机构体系中的定位与研究方向归属。
  15. OpenAlex Author Record — Daming Zhu:用于交叉核对其 2014 年以来的论文产出与刊物分布(注意该记录混有昆明理工大学同名作者的遥感类论文,需剔除)。