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ErlangShen:基于流水线低访问开销的图式区块链高效事务执行机制

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2111-2121页

作者：肖江吴恩平张世桀伏子豪金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074

基于有向无环图(DAG)的图式区块链能够显著提升系统性能,已成为近年来业界的研究热点。相较于传统串行化的链式区块链,图式区块链可在单位时间内并发处理大量事务从而提升吞吐量。随着事务量的激增,图式区块链面临事务执行效率低的瓶颈... 详细信息

基于有向无环图(DAG)的图式区块链能够显著提升系统性能,已成为近年来业界的研究热点。相较于传统串行化的链式区块链,图式区块链可在单位时间内并发处理大量事务从而提升吞吐量。随着事务量的激增,图式区块链面临事务执行效率低的瓶颈问题,即海量事务执行对状态数据访问的需求大幅增加,导致高昂的输入/输出(I/O)开销。实现低I/O访问主要包括两方面的全新挑战:一方面,图式区块链若直接采用传统的事务预取机制,将因执行逻辑不一致引入大量的陈旧读;另一方面,针对不同账户的状态访问会在默克尔树的高层节点中造成重复的I/O开销。为此,本文设计基于流水线的图式区块链高效事务执行机制—ErlangShen,包括Epoch粒度的状态预取机制和默克尔高层路径缓存机制来分别减少陈旧读的数量和重复的I/O开销。具体而言,ErlangShen充分分析并利用了事务访问频次的冷热特征,将访问热事务的逻辑执行与冷事务的状态预取并行化,以避免状态预取对事务执行的影响。此外,为了进一步提升事务执行的吞吐量,根据访问冷热状态事务的特性设计了定制化的并发控制方法。实验结果表明,ErlangShen机制能够减少约90%的陈旧读数量,与最新图式区块链事务处理机制Nezha相比,可将性能提升3~4倍。

关键词：区块链图式区块链 I/O优化并发控制状态树

偕胺肟化FDU-12的制备及对U(Ⅵ)的高效富集研究

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环境科学学报 2024年第7期 137-149页

作者：肖江赵博石成龙贾永忠中国林业科学研究院亚热带林业研究所中国科学院青海盐湖研究所华北水利水电大学环境与市政工程学院青海民族大学化学化工学院

随着核工业的大力发展，铀资源的短缺以及产生的含铀废水严重制约着环境和人类可持续发展，高效铀吸附材料研发对保障能源和环境安全具有重要意义.本研究以Pluronic F127(EO106PO70EO106)为表面活性剂，1, 3, 5-三甲苯（TMB）为有机膨... 详细信息

随着核工业的大力发展，铀资源的短缺以及产生的含铀废水严重制约着环境和人类可持续发展，高效铀吸附材料研发对保障能源和环境安全具有重要意义.本研究以Pluronic F127(EO106PO70EO106)为表面活性剂，1, 3, 5-三甲苯（TMB）为有机膨胀剂，通过四乙氧基硅烷（TEOS）与2-氰乙基三乙氧基硅烷（CPTES）的共缩合及化学还原技术制备了三维笼状介孔分子筛FDU-12(FDU为复旦大学)和偕胺肟化FDU-12(AO@FDU-12)介孔材料.采用光谱分析表征FDU-12和AO@FDU-12的元素组成和微观结构，探究不同物质的量的比投加量对合成材料的物化性质的影响，并考察反应时间、温度、pH、离子强度和共存阴阳离子等环境因素对FDU-12和AO30@FDU-12吸附水溶液中U(Ⅵ)的影响.结果表明，制备过程中TEOS与CPTES的物质的量的比对材料的三维孔结构和铀吸附性能影响较大，随着CPTES物质的量的增加，材料的孔结构由规则变为无序，且以AO30@FDU-12对U(Ⅵ)的吸附效果最优；批量吸附实验研究表明，U(Ⅵ)在FDU-12和AO30@FDU-12吸附过程很快，达到吸附平衡时间分别为20 min和45 min；溶液pH对FDU-12和AO30@FDU-12吸附U(Ⅵ)有很显著影响，而离子强度对两种材料吸附U(Ⅵ)无明显变化；吸附动力学和热力学研究表明，U(Ⅵ)在AO30@FDU-12上的吸附行为是一个化学吸附、自发吸热过程，符合Langmuir单层吸附模型，最大饱和吸附容量可达300.95 mg·g-1(T=298 K, pH=5.0).此外，AO30@FDU-12的还具有良好的放大和循环使用性能，再考虑到AO30@FDU-12对U(Ⅵ)的优异的吸附性能，在净化和富集水溶液中U(Ⅵ)具有巨大的应用潜力.

关键词：偕胺肟化 FUD-12 U(Ⅵ) 吸附共缩合

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区块链网络综述

软件学报 2024年第2期35卷 773-799页

作者：司冰茹肖江刘存扬戴小海金海大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心湖北武汉430074 服务计算技术与系统教育部重点实验室湖北武汉430074 集群与网格计算湖北省重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学计算机学院湖北武汉430074

区块链是典型的分布式系统,底层网络的性能和安全性至关重要.区块链网络的本质是P2P网络,然而在安全模型、传输协议和性能指标等方面与传统P2P网络存在明显差异.首先,针对区块链网络的传输流程进行全面、深入地分析,阐明区块链网络所面... 详细信息

区块链是典型的分布式系统,底层网络的性能和安全性至关重要.区块链网络的本质是P2P网络,然而在安全模型、传输协议和性能指标等方面与传统P2P网络存在明显差异.首先,针对区块链网络的传输流程进行全面、深入地分析,阐明区块链网络所面临的瓶颈挑战.其次,针对区块链网络拓扑结构和传输协议的最新研究工作,从节点异构性、编码方案、广播算法和中继网络等方面系统性地分类梳理,并归纳总结跨链网络实现和网络仿真工具.最后,探讨区块链网络的未来研究趋势.

关键词：区块链拓扑结构传输协议跨链网络仿真工具

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ElasticDAG:弹性图式区块链

软件学报 2024年

作者：岳镜涛肖江张世桀程凤陈汉华金海集群与网格计算湖北省重点实验室服务计算技术与系统教育部重点实验室华中科技大学计算机科学与技术学院大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心

图式区块链采用有向无环图(directed acyclic graph, DAG)的并行拓扑结构,相较于基于串行拓扑结构的传统链式区块链,能够显著提升系统性能,已受到业界广泛关注.然而,现有图式区块链的共识协议与存储模型高度耦合,缺乏灵活性,难以适应多... 详细信息

图式区块链采用有向无环图(directed acyclic graph, DAG)的并行拓扑结构,相较于基于串行拓扑结构的传统链式区块链,能够显著提升系统性能,已受到业界广泛关注.然而,现有图式区块链的共识协议与存储模型高度耦合,缺乏灵活性,难以适应多元化应用需求.同时,大部分图式区块链在共识协议层面上缺乏灵活性,局限于概率性共识协议,难以兼顾确认延迟和安全性,尤其对于延迟敏感型应用很不友好.为此,提出弹性图式区块链系统ElasticDAG,其核心思想是将存储模型和共识协议进行解耦,让两者并行、独立地运行,从而灵活适配多元化应用.针对提升系统吞吐量和活性的需求,为存储模型设计自适应区块确认策略和基于划分的确认区块排序算法;针对降低交易确认延迟的需求,设计低延迟DAG区块链混合共识协议.实验结果表明, ElasticDAG原型系统在广域网下的吞吐量高达11 Mb/s,并具有10秒级确认性能.与OHIE相比, Elastic DAG在实现同等吞吐量的情况下,可将确认延迟降低17倍;与Haootia相比, Elastic DAG在实现同等共识延迟的情况下,可将安全性从91.04%提升到99.999 914%.

关键词：图式区块链混合共识协议 BFT协议存储模型弹性区块链系统

微纳富磷生物炭对土壤-苏柳系统中Cu和Pb稳定性的影响

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生态环境学报 2024年第3期33卷 439-449页

作者：肖江李晓刚赵博陈岩陈光才中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江杭州310000

土壤重金属污染对生态环境和人类健康造成严重威胁,生物炭作为优秀土壤改良剂,与植物联合发挥作用,是修复受重金属污染的土壤的潜力途径。以动物源生物质骨粉为原料,采用高温裂解联合湿法球磨技术,制备了两种不同粒径(0.05);4)BC(0-2.0%... 详细信息

土壤重金属污染对生态环境和人类健康造成严重威胁,生物炭作为优秀土壤改良剂,与植物联合发挥作用,是修复受重金属污染的土壤的潜力途径。以动物源生物质骨粉为原料,采用高温裂解联合湿法球磨技术,制备了两种不同粒径(0.05);4)BC(0-2.0%)对苏柳172的Cu和Pb生物富集和转运能力无显著影响(P>0.05),而MBC(1.0%-2%)显著提升苏柳172对Cu和Pb的生物富集和转运能力(P<0.05),2.0%MBC可使Cu和Pb的TF值分别提升101.06%和25.16%。该文对了解微纳富磷生物炭联合树木修复Cu、Pb复合污染土壤具有重要意义,可为重金属污染土壤的生态修复提供科学依据。

关键词：生物炭微纳米重金属柳树积累转运

广西南丹锑矿生态破坏区植物群落主要物种生态位与种间联结特征

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应用生态学报 2024年

作者：杜忠毓谭许脉邸东柳李浩然肖江盖旭陈光才中国林业科学研究院亚热带林业研究所

本文研究了广西南丹锑矿生态破坏区植物群落乔木层、灌木层和草本层物种组成、重要值、生态位和种间联结特征，以期为锑矿生态破坏区的生态恢复提供植物选择依据。结果表明：锑矿生态破坏区有维管植物共23种，隶属13科22属，多为禾本科... 详细信息

本文研究了广西南丹锑矿生态破坏区植物群落乔木层、灌木层和草本层物种组成、重要值、生态位和种间联结特征，以期为锑矿生态破坏区的生态恢复提供植物选择依据。结果表明：锑矿生态破坏区有维管植物共23种，隶属13科22属，多为禾本科、莎草科、豆科和菊科。乔木层、灌木层和草本层重要值最大的植物分别是盐麸木（56.7%）、马桑（56.3%）和蜈蚣草（44.0%），而且具有较大的生态位宽度，分别为1.58、1.32和1.57。乔木层盐麸木与乌桕（0.68）、草本层粽叶芦与鬼针草（0.99）生态位重叠值最大，而灌木层物种生态位重叠值较低（0.30～0.42），表明灌木层物种生态位分化程度较大。乔木层和灌木层物种总体呈不显著负联结，主要物种间多数呈负相关（占比分别为83.3%和66.7%），植物群落不稳定；草本层物种总体呈显著正联结，种对间正相关物种对数占比为52.4%，物种竞争较弱。总体而言，锑矿生态破坏区植物群落不稳定，在生态恢复过程中，可以选择补充适宜该区生长且具有正联结的灌木和乔木，如马桑和苎麻、盐麸木和杉木等，促进植物群落正向演替，推动锑矿生态破坏区生态系统重建和可持续发展。

关键词：锑矿生态破坏区重要值生态位种间联结植物物种

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一体化预制泵站的应用及设计要点

城镇供水 2024年第1期 30-33,61页

作者：肖江冉思红北京城建设计发展集团股份有限公司北京100045 北京北排智慧水务有限公司北京100032

通过整合、比对一体化预制泵站的设计规范及多本图集,系统全面地介绍了其工作环境、水泵选型、工艺设计等环节,重点阐述了集水池有效容积、三大液位的确定复核和液位控制程序,力求阐明其高集成度下的基本设计要求及运行规律,对一体化预... 详细信息

通过整合、比对一体化预制泵站的设计规范及多本图集,系统全面地介绍了其工作环境、水泵选型、工艺设计等环节,重点阐述了集水池有效容积、三大液位的确定复核和液位控制程序,力求阐明其高集成度下的基本设计要求及运行规律,对一体化预制泵站的应用和设计起到较好的指导价值。

关键词：一体化预制泵站一体化提升泵站雨水泵站污水泵站

生物炭改良盐碱地效果及其对植物生长的影响研究进展

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土壤通报 2024年第2期55卷 551-561页

作者：赵维彬王松刘玲玲肖江王树凤唐丽陈光才中国林业科学研究院亚热带林业研究所浙江杭州310000 中南林业科技大学林学院湖南长沙410000 台州市林业技术推广总站浙江台州318000

土壤盐碱化被视为限制全球土壤生产力、粮食安全和生态系统的重要因素,全球有大面积的盐碱地,因而又是最重要的边际土地资源。近年来,生物炭在改良土壤结构、提高土壤肥力以及固碳减排等诸多领域中表现出极大的应用潜力。研究表明,生物... 详细信息

土壤盐碱化被视为限制全球土壤生产力、粮食安全和生态系统的重要因素,全球有大面积的盐碱地,因而又是最重要的边际土地资源。近年来,生物炭在改良土壤结构、提高土壤肥力以及固碳减排等诸多领域中表现出极大的应用潜力。研究表明,生物炭的施用能够改善盐碱地土壤理化性质、提高碳含量和促进植物生长,可作为盐碱地改良的有效措施使用。然而,生物炭对盐碱地土壤改良和对植物生长的影响机理较为复杂,有待深入的研究。本文梳理了当前国内外生物炭改良盐碱地土壤结构、化学性质、养分有效性、生物活性的效果及其对植物生长影响的研究进展,在系统分析生物炭改良盐碱地土壤的机制基础上,对生物炭改良盐碱地的应用潜力进行了展望,以期为生物炭在盐碱地改良上的高效利用提供参考。

关键词：生物炭盐碱地土壤性质植物生长

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沥青老化再生机理及再生剂效用影响因素分析

交通科技与管理 2024年第13期 176-179页

作者：肖江丁小文余杰文肖宏宇刘琦江西省瑞寻高速公路有限责任公司江西省交通科学研究院有限公司赣州康大高速公路有限责任公司

使用再生剂能够恢复老化沥青的流变特性，进而改善再生沥青混合料的路用性能，经济环保效益显著，文章首先阐述了沥青老化和再生机理，然后分析了再生剂类型、掺量、新沥青等级和产地、旧路面材料的类型和质量、混合时间和温度、混合料... 详细信息

使用再生剂能够恢复老化沥青的流变特性，进而改善再生沥青混合料的路用性能，经济环保效益显著，文章首先阐述了沥青老化和再生机理，然后分析了再生剂类型、掺量、新沥青等级和产地、旧路面材料的类型和质量、混合时间和温度、混合料中加入再生剂的方法等影响再生剂效用的六大因素，并进行了价值效益分析。结果表明，经最终决算分析，使用再生剂的设计方案可节省成本约50%。同时，文章还指出了再生剂应用过程中存在的问题和面对的挑战，以期为国内沥青再生剂研究和应用提供参考借鉴。

关键词：沥青混合料再生剂再生机理旧沥青路面材料路面性能