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基于超低延迟SSD的页交换机制关键技术

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 557-570页

作者：王紫芮蒋德钧中国科学院计算技术研究所先进计算机系统研究中心北京100190 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交... 详细信息

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交换机制由于慢速磁盘的读写速度限制,无法被广泛应用.近年来,得益于超低延迟固态硬盘(solid state drive,SSD)的快速发展,页交换机制可以利用其低延迟的读写特性,提升页交换效率.然而,在低I/O延迟的情况下,传统页交换机制的I/O栈存在巨大的软件开销.首先对使用超低延迟SSD的Linux页交换机制进行测试与分析,发现现有页交换机制的主要瓶颈在于发送请求时存在队头阻塞问题、I/O合并和调度开销,以及内核返回路径上的中断处理和直接内存回收开销.基于分析结果,提出基于超低延迟SSD的页交换机制***在Linux I/O栈的基础上增加对轮询请求的处理,并降低I/O合并与调度开销,实现轻量级的I/O栈.基于Ultraswap的I/O栈,对内核页交换机制的换入与换出路径进一步优化.通过优化对缺页、直接内存回收的处理,降低页交换机制关键路径上的时间开销.实验结果表明Ultraswap在应用测试场景下相比Linux页交换机制能够提升19%的平均性能;在可使用内存比例为20%的情况下,Ultraswap可达到33%的性能提升.

关键词：页交换 I/O栈超低延迟SSD 轮询 NVMe SSD

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异纤分拣机输棉通道结构对气流稳定性的影响

纺织学报 2024年第9期45卷 194-203页

作者：胡胜王紫悦张守京西安工程大学机电工程学院陕西西安710048

针对异纤分拣机输棉通道内部出现气流波动导致后续棉花异纤的检测与剔除效果不佳等问题,对异纤分拣机输棉通道结构与气流稳定性之间的关系进行了研究。利用流体仿真软件Fluent分别对原始输棉通道结构、不同弯管角度与通道入口段长度以... 详细信息

针对异纤分拣机输棉通道内部出现气流波动导致后续棉花异纤的检测与剔除效果不佳等问题,对异纤分拣机输棉通道结构与气流稳定性之间的关系进行了研究。利用流体仿真软件Fluent分别对原始输棉通道结构、不同弯管角度与通道入口段长度以及在通道入口增设不同类型面扩散器进行模拟分析,探讨输棉通道在不同方案改进下其内部气流速度分布、压力分布及直通道中心线位置的速度衰减曲线的规律。仿真结果表明:原始输棉通道由于弯管处产生流动方向突变和离心力,导致内外壁面存在压力差使得通道内部流速波动较大;减小弯管角度、增大入口段长度有利于减小压力不均衡分布区域,提升内部气流稳定性;在输棉通道入口增设局部阻力系数最小的双圆弧相切流线型面的缩扩型扩散器,不仅可以减小因型面突变产生的局部阻力,同时可将气流集中在管道中间位置,相较于原始输棉通道气流的波动距离缩短0.3 m。

关键词：异纤分拣机输棉通道结构优化扩散器气流稳定性棉花异纤

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供应中断风险下竞争零售商的采购与定价决策

计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2553-2565页

作者：张雷王紫琴周学广浙江财经大学管理学院浙江杭州310018

针对由两个竞争供应商和两个竞争零售商组成的二级供应链,研究供应中断风险下企业的最优决策问题。考虑供应商的供应中断之间存在相关性以及零售商的响应定价,建立供应商定价、零售商决定采购量、零售商定价的三阶段博弈模型,得到供应... 详细信息

针对由两个竞争供应商和两个竞争零售商组成的二级供应链,研究供应中断风险下企业的最优决策问题。考虑供应商的供应中断之间存在相关性以及零售商的响应定价,建立供应商定价、零售商决定采购量、零售商定价的三阶段博弈模型,得到供应商和零售商各自的最优策略。研究发现:①虽然供应商之间相关性的增加削弱了双源采购的风险分散好处,但加剧了供应商之间的价格竞争,使得零售商的利润增加,因此零售商会选择相关性更高的两个供应商。②零售商之间的竞争越激烈,供应的可靠性越重要,于是零售商向可靠性更高的供应商采购更多的数量。③供应商提高其可靠性不仅有利于供应商自身,而且对零售商也有益。

关键词：供应中断双源采购响应型定价竞争零售商

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小样本学习驱动的无线频谱状态感知

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1231-1239页

作者：申滨李月王欣王紫昕重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

无线频谱状态感知是实现无线频谱资源高效利用及各种用频系统和谐共存的先决条件之一。针对复杂无线传播环境下获取的频谱观测往往存在数据稀疏性、数据类别分布不稳定、标记数据严重不足的情况,该文提出基于插值和小样本学习(FSL)分类... 详细信息

无线频谱状态感知是实现无线频谱资源高效利用及各种用频系统和谐共存的先决条件之一。针对复杂无线传播环境下获取的频谱观测往往存在数据稀疏性、数据类别分布不稳定、标记数据严重不足的情况,该文提出基于插值和小样本学习(FSL)分类的无线频谱状态感知方法。首先,对捕获的稀疏频谱观测数据插值,构建频谱状态地图,作为频谱状态分类器的输入数据。其次,针对频谱数据类别分布不稳定、数据量严重不足的问题,基于小样本学习方法,利用嵌入模块和度量模块协同工作,以实现快速精确的频谱状态分类。具体地,利用嵌入模块将频谱数据映射到嵌入空间,提取频谱数据中的隐含特征;在度量模块的设计中,分别提出基于原型和基于样例的两种类别表示方式,通过计算待分类样本与类别之间的相似度判断待分类样本类别。最后,为了确保分类模型克服测试样本数量少导致过拟合问题,设置A-way B-shot任务训练模型。仿真结果表明,与传统机器学习方法相比,本文模型可以在低信噪比条件下进行精准分类;同时,在测试集样本数很少的情况下,或者在测试集中出现在训练集从未见到的新类时,所训练的模型也可以精准快速判别无线频谱的场景类别。

关键词：频谱状态感知频谱状态地图插值小样本学习

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基于超低延迟SSD的页交换关键技术

计算机研究与发展 2024年

作者：王紫芮 * 蒋德钧先进计算机系统研究中心(中国科学院计算技术研究所) 中国科学院大学处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所)

随着内存密集型应用的快速发展，应用对单机内存容量的需求日益增大.然而，受到颗粒密度的限制，内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术，该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备，以达到扩展内存的目的.过... 详细信息

随着内存密集型应用的快速发展，应用对单机内存容量的需求日益增大.然而，受到颗粒密度的限制，内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术，该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备，以达到扩展内存的目的.过去页交换机制由于慢速磁盘的读写速度限制，无法被广泛应用.近年来，得益于超低延迟固态硬盘（solid state drive, SSD）的快速发展，页交换机制可以利用其低延迟的读写特性，提升页交换效率.然而，在低I/O延迟的情况下，传统页交换机制的I/O栈存在巨大的软件开销.首先对使用超低延迟SSD的Linux页交换机制进行测试与分析，发现现有页交换机制的主要瓶颈在于发送请求时存在队头阻塞问题、I/O合并和调度开销，以及内核返回路径上的中断处理和直接内存回收开销.基于分析结果，提出基于超低延迟SSD的页交换机制***在Linux I/O栈的基础上增加对轮询请求的处理，并降低I/O合并与调度开销，实现轻量级的I/O栈.基于Ultraswap的I/O栈，对内核页交换机制的换入与换出路径进一步优化.通过优化对缺页、直接内存回收的处理，降低页交换机制关键路径上的时间开销.实验结果表明Ultraswap在应用测试场景下相比Linux页交换机制能够提升19%的平均性能；在可使用内存比例为20%的情况下，Ultraswap可达到33%的性能提升.

关键词：页交换 I/O栈超低延迟SSD 轮询 NVMe SSD

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知觉学习中非显著性刺激视觉加工的学习机制

心理学报 2024年第6期56卷 689-700页

作者：张琪王紫乐吴美君闽南师范大学教育与心理学院漳州363000 闽南师范大学应用心理学研究所漳州363000 福建省应用认知与人格重点实验室漳州363000 中国科学院心理研究所北京100101

非显著性刺激的知觉学习研究发现成人大脑具有可塑性,但是知觉学习如何影响不同的视觉加工阶段仍不清楚。通过将眼动指标划分为3个视觉加工阶段来探究知觉学习的机制:搜索潜伏期(早期),是指从搜索屏呈现到第一次眼跳离开初始注视点位置... 详细信息

非显著性刺激的知觉学习研究发现成人大脑具有可塑性,但是知觉学习如何影响不同的视觉加工阶段仍不清楚。通过将眼动指标划分为3个视觉加工阶段来探究知觉学习的机制:搜索潜伏期(早期),是指从搜索屏呈现到第一次眼跳离开初始注视点位置的时间,代表了在搜索屏中选择第一个搜索位置的时间;注视点个数和平均注视时间(中期),代表搜索过程中注视加工的位置个数和平均加工时间;确定时间(后期),代表判断当前刺激是否为目标并做出反应的时间。结果发现对训练刺激的搜索正确率提高,反应时变快,同时搜索潜伏期显著增加,注视点个数和平均注视时间减少,且行为和眼动指标的变化都没有迁移至未训练刺激。说明知觉学习会影响早期和中期视觉加工阶段,可能通过增长搜索潜伏期,同时减少眼跳的次数和降低注视时间来提高搜索表现。

关键词：知觉学习非显著性刺激学习机制视觉加工眼动

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红色经典的时代意蕴及育人功能

思想理论教育导刊 2024年第2期 125-133页

作者：王紫潇南京师范大学马克思主义学院

红色经典是中国共产党人以马克思主义为指导,以带领中国人民进行的一切奋斗、一切牺牲光辉历程为题材,以实现中华民族伟大复兴为主题的经典文艺作品,其中心思想的革命性、创作题材的丰富性、表现形式的多样性、艺术升华的真实性,都与新... 详细信息

红色经典是中国共产党人以马克思主义为指导,以带领中国人民进行的一切奋斗、一切牺牲光辉历程为题材,以实现中华民族伟大复兴为主题的经典文艺作品,其中心思想的革命性、创作题材的丰富性、表现形式的多样性、艺术升华的真实性,都与新时代思政育人功能的内在诉求相契合,成为思想政治教育的典型素材和立德树人的有效载体。红色经典在增强主流意识形态引领力、厚植爱国主义感染力、提升社会主义核心价值观凝聚力、筑牢文化自信自强影响力等方面发挥积极作用,展现出显著的思政育人功能。

关键词：红色经典革命文化新时代育人功能

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利用渐进式动态图进行图像分割

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1212-1223页

作者：王紫娇许春燕周传伟崔振南京理工大学计算机科学与工程学院江苏南京210094

大多数先进的基于深度学习的图像分割算法缺乏结合图像上下文关系的能力,忽略了上下文信息对分割轮廓的作用及影响,使得算法性能的提升有所局限,为此提出了一种基于轮廓的图像分割方法,利用一种渐进式动态图网络进行轮廓的变形。具体地... 详细信息

大多数先进的基于深度学习的图像分割算法缺乏结合图像上下文关系的能力,忽略了上下文信息对分割轮廓的作用及影响,使得算法性能的提升有所局限,为此提出了一种基于轮廓的图像分割方法,利用一种渐进式动态图网络进行轮廓的变形。具体地,根据目标轮廓的拓扑结构,在轮廓上采样顶点将其转变成一个动态图,通过扩散目标点的上下文信息进行推理学习,并积累历史学习经验来进行轮廓图的动态更新,通过一种端到端的方式进行图的更新和目标位置的预测,并将其封装成一个闭环的学习过程。在Cityscapes、KINS、SBD数据集上进行了测试,验证了所提方法在实时实例分割上的有效性和实时性。具体地,在Cityscapes和SBD数据集上分别达到了最好的性能:34.4%和55.3%平均精度(average precision, AP),在KINS数据集上也达到了30.5%AP的性能,实现了很好的分割拟合效果,相比于Deep Snake模型,其分割轮廓与目标真实边界更加拟合且轮廓线更加平滑。此外,就运行速度而言,动态图模型在3个数据集上也达到了最好的结果,分别为3.8帧/s、7.6帧/s和13.1帧/s,比Deep Snake模型的运行速度平均提升了0.5帧/s。

关键词：图像分割轮廓深度学习上下文渐进式动态图实时实例分割

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工艺参数对聚乳酸线材熔融沉积尺寸的影响

高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 104-110页

作者：王紫阳陈毅非李海梅郑州大学材料科学与工程学院河南郑州450001

熔融沉积(FDM)成型中线材直径的变化对打印精度有重要影响。文中利用实验和数值模拟方法研究了单根聚乳酸线材FDM过程中从喷嘴挤出到沉积固化各阶段的直径变化。根据FDM工艺特点及材料性能,量化分析了工艺参数(喷嘴温度、挤出速度、打... 详细信息

熔融沉积(FDM)成型中线材直径的变化对打印精度有重要影响。文中利用实验和数值模拟方法研究了单根聚乳酸线材FDM过程中从喷嘴挤出到沉积固化各阶段的直径变化。根据FDM工艺特点及材料性能,量化分析了工艺参数(喷嘴温度、挤出速度、打印速度、层高)对线材喷嘴附近、挤出胀大阶段、拉伸阶段、沉积阶段直径的影响,并推导了打印过程中线材沉积固化时直径的估算公式。研究表明,提高喷嘴温度、增大挤出速度、减少层高可有效改善打印过程中线材的尺寸稳定性,提高打印件的精度。最后,利用沉积固化时的直径公式,完成了线材直径补偿“精度实验”,补偿后打印制品尺寸精度提高了74.1%。

关键词：线材直径数值模拟打印精度工艺参数熔融沉积成型