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片上网络多级缓存技术研究及系统互联方案实现

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片上网络多级缓存技术研究及系统互联方案实现

作者：叶红伟西安电子科技大学

学位级别：硕士

在多核系统中,传统基于总线的互联结构在扩展性、带宽和功耗等方面越来越无法满足多核或众核系统的核间通信需求,片上网络成为解决众核架构下片上互联的有效方法。但采用片上互联结构的多核系统需要通过消息机制进行通信,随着片上网络... 详细信息

在多核系统中,传统基于总线的互联结构在扩展性、带宽和功耗等方面越来越无法满足多核或众核系统的核间通信需求,片上网络成为解决众核架构下片上互联的有效方法。但采用片上互联结构的多核系统需要通过消息机制进行通信,随着片上网络规模的增大,系统的访存时延增大,制约着系统性能的进一步提升。本文在片上多核的存储结构、共享缓存算法和片上互联结构实现三个方面做了比较深入的研究。传统的片上网络多核系统中,全局共享二级或三级缓存,随着网络规模的增大,缓存同步代价和访存时延较大。本文构建了基于簇共享二级缓存的存储架构,通过总线和片上网络的混合互联技术,在相同数量处理器核心的前提下使片上互联网络结构规模缩小了一倍,降低了系统平均访存时延。采用Sniper Multi-Core Simulator仿真工具,在64个核心、簇大小为4的情况下与二级缓存私有方案进行对比,实验结果表明基于簇共享二级缓存的方案吞吐量提高了5.89%,证实了该设计方案的可行性和有效性。对于片上网络系统的共享缓存而言,当某个核所执行的应用程序中有较强的流式访问特征或者数据集较大时,该核容易造成对共享缓存的污染,引起缓存抖动,导致其它运行局部性友好程序的处理单元性能下降,增加系统整体功耗。针对此问题,本文提出基于核感知的相关度间隔预测算法CA-RRIP,该算法在访问缓存时记录发起内存访问的核ID,对共享缓存进行伪分区。在进行替换和插入时优先考虑本核所占用的缓存,减轻了核间因为访问模式不同所造成的缓存颠簸。实验表明,对于数据共享程度较低的程序,CA-RRIP算法相比于LRU和SRRIP有比较明显的性能提升。本文在理论研究的基础上,以实现片上网络多核系统为目的,设计并实现片上网络互联结构。首先,分析和选取了片上网络互联结构的关键技术,包括拓扑结构、交换机制、路由算法和流控机制。片上互联结构实现的关键就是路由节点的设计,本文详细介绍了片上网络路由节点间通信数据协议,并结合全局异步局部同步的思想采用握手协议完成路由间接口设计。其次,通过Verilog语言实现了输入控制模块、同步缓存FIFO模块、虚通道控制模块、虚通道分配模块、输出控制模块等。最后,在实现路由节点的基础上采用自下而上的设计方法,构建规模为4?4的2D-Mesh片上互联结构,对片上互联网络虚通道的申请与释放、请求仲裁、数据包传输功能进行仿真验证。实验结果显示本文设计实现的片上网络互联结构达到了预期的效果,为后期实现基于片上网络的多核系统奠定了基础。

关键词：片上网络多核系统缓存架构替换算法

乙醛脱氢酶2在法舒地尔心肌保护中的作用探讨

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乙醛脱氢酶2在法舒地尔心肌保护中的作用探讨

作者：叶红伟安徽医科大学

学位级别：硕士

目的:心血管疾病己经成为威胁人类生命健康的头号杀手,再灌注疗法的应用取得了很好的疗效,但也带来了新的问题--缺血/再灌注（ischemia/reperfusion,I/R）损伤。因此,明确I/R损伤的机制,尽早恢复灌注的同时减轻再灌注损伤,在临床上已成... 详细信息

目的:心血管疾病己经成为威胁人类生命健康的头号杀手,再灌注疗法的应用取得了很好的疗效,但也带来了新的问题--缺血/再灌注（ischemia/reperfusion,I/R）损伤。因此,明确I/R损伤的机制,尽早恢复灌注的同时减轻再灌注损伤,在临床上已成为新的挑战。Rho/Rho激酶信号通路参与高血压、心力衰竭、心肌梗死和动脉粥样硬化等主要心血管疾病的发生。心肌缺血/再灌注损伤的发病机制涉及Rho激酶信号通路,有文献报道Rho激酶抑制剂（法舒地尔,fasudil）对缺血/再灌注损伤心肌具有保护作用。乙醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2）是存在于线粒体内的一种氧化乙醛的酶,已有研究表明应用乙醛脱氢酶2激动剂可以保护心肌,对抗缺血/再灌注损伤。心肌缺血/再灌注时,应用Rho激酶抑制剂和激活ALDH2都可以发挥心肌保护作用,但两者是否存在关系,目前尚不清楚。本研究采用离体心脏灌流装置构建I/R损伤模型,在灌流液中加入Rho激酶抑制剂（法舒地尔,fasudil）和乙醛脱氢酶2（aldehyde dehydrogenase 2,ALDH2）抑制剂（氨基氰,cyanamide,CYA）观察对心脏功能的影像,阐明法舒地尔的心肌保护作用和ALDH2的关系,为临床缺血/再灌注损伤的治疗提供线索。方法:雄性SD大鼠随机分为4组,每组8只:（1）缺血/再灌注（ischemia/reperfusion,I/R）损伤组:结扎大鼠冠状动脉左前降支30min模拟局部心肌缺血,随后松开结扎线恢复灌流120min作为单纯I/R;（2）法舒地尔（fasudil）组:同I/R组,但在缺血前10min,再灌注初期10min给予法舒地尔30umol/L,共灌流50min;（3）氨基氰（CYA）组:同I/R组,但在缺血前10min,再灌注初期10min给予氨基氰1mmol/L,共灌流50min;（4）法舒地尔（fasudil）+氨基氰（CYA）组:于心肌缺血前10min至再灌注初期10min同时给予法舒地尔30umol/L和氨基氰1mmol/L,共灌流50min。实验过程中向插入左心室内的乳胶囊注水使左心室舒张末压（left ventricular end diastolic pressure,LVEDP）维持于4～8 mmHg,连续记录左心室发展压（left ventricular developed pressure,LVDP）、心率（heart rate,HR）、左心室内压最大上升和下降速率（maximal rise/fall rate of left ventricular pressure,±dp/dtmax）和LVEDP等各项指标,并计算左心室做功量（rate pressure product,RPP）的变化,RPP=LVDP×HR;在心肌再灌注5min和10min分别收集冠脉流出液,分光光度法测定乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）的含量;复灌结束留取标本,逆转录聚合酶链反应（reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR）检测心肌组织中ALDH2、Bcl-2和Bax mRNA基因表达的变化;部分组织行电镜观察。结果:（1）动力学改变:单纯I/R组缺血与复灌期间心室舒张末压上抬、左心室发展压降低、左心室内压最大上升和下降速率降低、心室做功减少;与单纯I/R组相比,法舒地尔组降低了舒张末压,明显促进了左心室发展压、左心室内压最大上升和下降速率的恢复,增加了心肌做功;与法舒地尔组相比,氨基氰减弱法舒地尔的心肌保护作用,使左心室发展压降低、左心室内压最大上升和下降速率降低、心室做功减少。（2）冠脉流出液中LDH含量测定:与单纯I/R相比,法舒地尔处理组冠脉流出液中LDH释放减少,氨基氰处理组的冠脉流出液中LDH释放增加;与法舒地尔处理组相比,法舒地尔+氨基氰组冠脉流出液中LDH释放增加。（3）RT-PCR检测各组心肌组织中ALDH2 mRNA表达:与正常组相比,单纯I/R组心肌组织中ALDH2 mRNA表达降低, Bcl-2/Bax比值降低;与单纯I/R组相比,法舒地尔组ALDH2 mRNA表达增加,Bcl-2/Bax比值增加,氨基氰组心肌组织中ALDH2 mRNA表达降低,Bcl-2/Bax比值降低;法舒地尔+氨基氰组ALDH2 mRNA表达和Bcl-2/Bax比值比法舒地尔组低,与单纯I/R组无明显差异性。（4）电镜观察:正常对照组大鼠心肌细胞肌原纤维排列规则,各肌小节排列整齐;线粒体膜完整,无肿胀,线粒体嵴清晰、排列规则。缺血再灌组心肌肌原纤维排列不规则,可见肌节断裂;线粒体肿胀、膜不完整,可见嵴消失,有空泡形成。F

关键词：缺血/再灌注损伤 Rho激酶乙醛脱氢酶2 心肌保护法舒地尔氨基氰线粒体

血清MMP-9在支气管哮喘急性发作期临床意义的研究

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血清MMP-9在支气管哮喘急性发作期临床意义的研究

作者：叶红伟吉首大学

学位级别：硕士

目的:通过酶联免疫吸附试验法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测支气管哮喘急性发作期不同严重程度患者的血清基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)表达水平,探讨血清MMP-9表达水平在支气管哮喘急性发作期... 详细信息

目的:通过酶联免疫吸附试验法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)检测支气管哮喘急性发作期不同严重程度患者的血清基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)表达水平,探讨血清MMP-9表达水平在支气管哮喘急性发作期的临床意义。方法:2017年12月至2018年9月就诊于吉首大学第一附属医院的支气管哮喘急性发作期患者53名(轻度哮喘患者17名、中度哮喘患者18名及重度哮喘患者18名)作为观察组(轻度组、中度组、重度组),同期吉首大学第一附属医院健康体检中心健康体检者24名作为健康对照组,采用酶联免疫吸附实验分别检测各组空腹血清MMP-9浓度,并对结果进行统计学分析。结果:与对照组比较,观察组血清MMP-9表达明显增高,有统计学差异(P<0.05)。观察组中,轻度组与重度组、中度组与重度组间血清MMP-9表达差异均有统计学意义(P<0.05),相关性分析提示轻度组、中度组、重度组的血清MMP-9表达水平呈显著等级相关性(P=0.000)及显著正相关(r值=0.867)。结论:血清MMP-9的表达水平在哮喘急性发作期患者中升高,且可能与哮喘患者急性发作期的严重程度呈显著正相关。

关键词：支气管哮喘急性发作期严重程度血清MMP-9

基于响应面与狼群算法的电火花线切割加工性能与放电能耗建模及优化

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计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1324-1334页

作者：马军叶红伟袁杰李晓科曹阳明五一郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002

结合电火花线切割加工绿色、精密、高效的发展趋势,提出面向加工性能与放电能耗的电火花线切割加工工艺建模与多目标优化方法。针对电火花线切割加工GH4169高温合金材料开展正交试验设计,以脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速为输入,... 详细信息

结合电火花线切割加工绿色、精密、高效的发展趋势,提出面向加工性能与放电能耗的电火花线切割加工工艺建模与多目标优化方法。针对电火花线切割加工GH4169高温合金材料开展正交试验设计,以脉冲宽度、放电间隙、管数、加工限速为输入,以放电能耗EEV、表面粗糙度Ra和材料去除率MRR为输出,构建了电火花线切割加工性能与放电能耗多目标优化响应面模型,并采用改进的狼群算法对模型进行优化求解。优化结果与实验结果对比表明,Ra、EEV和MRR的平均误差均不高于10%,且随机优化实验结果优于75%以上的正交试验设计的实验结果,验证了优化模型及求解方法的有效性。

关键词：绿色制造电火花线切割加工放电能耗响应面法狼群算法

基于改进Kriging模型的轮式装载机铲掘性能双层优化

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计算机集成制造系统 2024年

作者：马军付佳文叶红伟曹阳李晓科许亚鹏郑州轻工业大学机械装备智能制造河南省重点实验室

针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题，以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况，采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子，通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数，构建轮式装载机铲掘性能的改进... 详细信息

针对动态不确定环境下轮式装载机铲掘性能双层非线性隐式优化问题，以分段式铲掘矿石颗粒料堆为典型工况，采用EDEM-ADAMS联合仿真获取铲掘性能影响因子，通过差分进化布谷鸟算法优化Kriging模型的超参数，构建轮式装载机铲掘性能的改进Kriging模型。在此基础上，以最大满斗率为上层目标、最小铲掘阻力为下层目标，建立轮式装载机铲掘性能双层优化模型，并采用鲸鱼算法进行求解。优化后满斗率提升了28.8%，铲掘阻力降低了10.5%。与传统多目标优化方法相比，铲掘阻力降低了17%，满斗率提高了6.5%，验证了本文方法的有效性和先进性。

关键词：轮式装载机铲掘性能 Kriging模型超参数双层优化

探析“禁止有配偶者与他人同居”的构成与立法完善

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婚姻家庭研究 2001年第3期 11-14页

作者：叶红伟合肥市中级人民法院

2001年4月28日，第九届全国人大常委会第21次会议，通过了修改后的新《婚姻法》，新婚姻法将1980年的婚姻法从5章37条，增加到6章51条，针对当前婚姻关系中亟需规范和调整的问题，作出了“禁止有配偶者与他人同居”等补充规定。新婚姻... 详细信息

2001年4月28日，第九届全国人大常委会第21次会议，通过了修改后的新《婚姻法》，新婚姻法将1980年的婚姻法从5章37条，增加到6章51条，针对当前婚姻关系中亟需规范和调整的问题，作出了“禁止有配偶者与他人同居”等补充规定。新婚姻法在原婚姻法基础上进行的补充和完善，将原来由道德规范所调整的内容上升为法律规范，

关键词：新婚姻法同居《婚姻法》全国人大常委会婚姻关系立法完善法律规范禁止修改配偶

乙醛脱氢酶2在法舒地尔心肌保护作用中的机制

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中国老年学杂志 2013年第5期33卷 1070-1072页

作者：叶红伟康品方王洪巨李正红关宿东高琴安徽省组织移植重点实验室蚌埠医学院第一附属医院心血管内科蚌埠医学院生理学教研室安徽蚌埠233030

目的探讨乙醛脱氢酶2(ALDH2)是否参与Rho激酶抑制剂法舒地尔的心肌保护作用,并分析其可能机制。方法采用离体大鼠心脏,结扎冠状动脉左前降支30 min模拟局部心肌缺血,松开结扎线恢复灌流120 min复制心肌缺血/再灌注(I/R)模型。实验分4组:... 详细信息

目的探讨乙醛脱氢酶2(ALDH2)是否参与Rho激酶抑制剂法舒地尔的心肌保护作用,并分析其可能机制。方法采用离体大鼠心脏,结扎冠状动脉左前降支30 min模拟局部心肌缺血,松开结扎线恢复灌流120 min复制心肌缺血/再灌注(I/R)模型。实验分4组:I/R组、法舒地尔组、ALDH2抑制剂氨基氰(CYA)组和法舒地尔+CYA(联合组)组。连续记录左心室动力学变化,再灌注期间收集冠脉流出液测定乳酸脱氢酶(LDH)含量;RT-PCR检测ALDH2 mRNA表达以及Bcl-2/Bax比值的变化。结果与I/R组比,法舒地尔组明显促进了左室发展压、左心室内压最大上升和下降速率、左心室做功的恢复,降低复灌期冠脉流出液中LDH的释放,ALDH2 mRNA表达增加,Bcl-2/Bax比值增高。ALDH2抑制剂CYA明显减弱法舒地尔的作用,抑制了心室动力学指标的恢复,LDH释放增多,ALDH2 mRNA表达降低,Bcl-2/Bax比值降低。结论法舒地尔抑制Rho激酶信号通路发挥心肌保护作用,其机制可能与激动ALDH2、抑制凋亡发生有关。

关键词：心脏缺血再灌注损伤乙醛脱氢酶2 Rho激酶法舒地尔氨基氰

激动乙醛脱氢酶2对抗离体大鼠心肌缺血/再灌注损伤导致心律失常和氧化应激作用

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中国老年学杂志 2014年第4期34卷 950-952页

作者：康品方高琴叶红伟汤阳潘强强何培宝王洪巨蚌埠医学院生理学教研室蚌埠医学院第一附属医院心血管内科安徽蚌埠233004

目的观察乙醛脱氢酶2激动剂乙醇在对抗离体大鼠心肌缺血/再灌注(I/R)损伤致心律失常和氧化应激中的作用。方法大鼠分为I/R组和乙醛脱氢酶2激动剂乙醇+I/R组。乙醇+I/R组大鼠给予2.5%乙醇日常饮用,1 w后乙醇调整至5%,持续至第8周。采用La... 详细信息

目的观察乙醛脱氢酶2激动剂乙醇在对抗离体大鼠心肌缺血/再灌注(I/R)损伤致心律失常和氧化应激中的作用。方法大鼠分为I/R组和乙醛脱氢酶2激动剂乙醇+I/R组。乙醇+I/R组大鼠给予2.5%乙醇日常饮用,1 w后乙醇调整至5%,持续至第8周。采用Langendorff大鼠离体灌流技术,结扎冠状动脉前降支(LAD)30 min,复灌120 min后复制出大鼠离体心脏I/R损伤模型,观察复灌期间心律失常的发生率,测定冠脉流出液中乳酸脱氢酶(LDH)含量。实验结束后测定心肌组织丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及乙醛脱氢酶2(ALDH2)活性。结果与I/R组相比,乙醇+I/R组大鼠心律失常的发生率和复灌流出液中LDH释放降低(P<0.05,P<0.01);心肌组织SOD、ALDH2活性增加(P<0.05),MDA含量降低(P<0.05)。结论长期应用低浓度乙醇可明显降低心律失常的发生,对抗离体心脏I/R损伤所致的氧化应激而发挥保护作用。

关键词：心脏缺血/再灌注损伤乙醇氧化应激心律失常

内毒素血症大鼠膈肌功能障碍和肌浆网钙泵基因表达的变化

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中国老年学杂志 2012年第23期32卷 5167-5169页

作者：方迎艳郭晓磊马丽高琴叶红伟关宿东蚌埠医学院生理学教研室安徽蚌埠233030 蚌埠医学院第二附属医院感染科

目的探讨内毒素血症大鼠膈肌功能和膈肌肌浆网钙泵基因(SERCA)表达的变化。方法直接采用腹腔注射内毒素12 mg/kg建立大鼠内毒素血症模型,32只成年雄性SD大鼠随机分成四组:生理盐水对照组和内毒素24 h组,48 h组,96 h组,即分别在注射内毒... 详细信息

目的探讨内毒素血症大鼠膈肌功能和膈肌肌浆网钙泵基因(SERCA)表达的变化。方法直接采用腹腔注射内毒素12 mg/kg建立大鼠内毒素血症模型,32只成年雄性SD大鼠随机分成四组:生理盐水对照组和内毒素24 h组,48 h组,96 h组,即分别在注射内毒素24、48、96 h后处死大鼠,应用体外灌流大鼠膈肌条的方法,分别测量其单收缩张力(Pt)、最大强直张力(Po)、峰值收缩时间(CT)、半舒张时间(1/2RT)、张力-频率曲线,电镜观察大鼠膈肌超微结构,采用RT-PCR检测大鼠膈肌SERCA mRNA表达。结果大鼠膈肌的各项力学指标:单收缩张力和最大强直张力,内毒素血症组较对照组明显降低(P<0.01);单收缩的峰值收缩时间和半舒张时间,内毒素血症组较对照组明显延长(P<0.01);在给予大鼠膈肌条10、20、40、60、100 Hz刺激时,内毒素血症组的大鼠膈肌各频率下的收缩张力明显低于对照组(P﹤0.01);超微结构显示内毒素对大鼠膈肌组织损伤明显,肌纤维断裂,肌浆网扩张,线粒体水肿,数目减少,脊断裂,空泡化或囊泡化;RT-PCR检测实验结果提示内毒素血症大鼠膈肌SERCA表达较对照组明显降低(P<0.01)。结论内毒素可损伤大鼠膈肌超微结构,导致膈肌收缩和舒张功能障碍,并引起膈肌SERCA基因表达明显降低。

关键词：内毒素膈肌肌浆网钙泵