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基于曙光E级原型机的G-BLASTN移植和优化

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基于曙光E级原型机的G-BLASTN移植和优化

作者：张雁楠南京航空航天大学

学位级别：硕士

超算的速度是衡量一个国家科技实力的重要指标。鉴于当前国际形势和国产化的热潮,超算研制和使用生态越来越被重视。曙光E级原型机是我国“十三五”计划中的三台原型系统之一,由中科曙光牵头研制。该系统采用“处理器+加速器”的异构计... 详细信息

超算的速度是衡量一个国家科技实力的重要指标。鉴于当前国际形势和国产化的热潮,超算研制和使用生态越来越被重视。曙光E级原型机是我国“十三五”计划中的三台原型系统之一,由中科曙光牵头研制。该系统采用“处理器+加速器”的异构计算架构,CPU采用的是海光(Hygon)x86处理器,加速器采用的是海光深度计算单元(Deep Computing Unit,DCU)。BLAST(Basic Local Alignment Search Tool)是一套生物信息比对工具,blastn是BLAST中的一个程序,用于将待查询核酸序列与核酸数据库中所有已知来源序列进行比对。blastn有很多改进版本,其中G-BLASTN是基于GPU的异构加速型blastn,使用率高且影响深远。G-BLASTN在NVIDIA GPU设计和开发,因设备端差异原因,不能在曙光E级原型机上使用。鉴于当前国际形势和G-BLASTN的重要性,移植G-BLASTN到曙光E级原型机并优化变得十分重要。本文研究的目标是移植G-BLASTN到曙光E级原型机上,并优化移植后的G-BLASTN,使其更好地利用DCU计算资源。具体地,本文主要的研究工作包括:(1)将G-BLASTN移植到曙光E级原型机上,验证了求解正确性。测试求解性能并结合软件源码分析出性能瓶颈,确定优化方向为提升序列传输和设备端序列比对的性能。(2)针对G-BLASTN主机端到设备端subject序列传输效率低、带宽浪费严重的问题,提出并实现一种基于偏移量的subject序列并发传输算法,传输性能提升23.6倍。(3)针对序列在设备端比对性能差的问题,本文提出如下两点措施:第一,通过启发式配置方法进行大量测试为移植后的kernel函数找最优性能块配置,三个kernel函数性能分别提升了2.43倍、3.33倍、2.18倍。第二,提出并实现了一种基于深度流的subject序列并行比对算法,将串行比对优化为并行比对,设备端比对耗时减少28.3%。

关键词：曙光E级原型机 G-BLASTN 移植优化并发传输并行对比

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重交通水泥混凝土路面黑色下卧层研究

重交通水泥混凝土路面黑色下卧层研究

作者：张雁楠长安大学

学位级别：硕士

目前半刚性基层水泥混凝土路面在日渐严峻的交通运输需求形势下，功能性和结构性的破坏严重影响着道路的服务水平与使用寿命，道路车辆超载现象屡见不鲜，尤其是在大型厂矿地区重交通条件下水泥混凝土路面主要发生基层冲刷脱空破坏而导... 详细信息

目前半刚性基层水泥混凝土路面在日渐严峻的交通运输需求形势下，功能性和结构性的破坏严重影响着道路的服务水平与使用寿命，道路车辆超载现象屡见不鲜，尤其是在大型厂矿地区重交通条件下水泥混凝土路面主要发生基层冲刷脱空破坏而导致水泥面板失去均匀支撑而发生唧泥、断板等破坏现象。路面结构发生早期破坏，将严重影响道路通行能力、交通安全以及经济效益。因此，本文从改善基面层间工作状态角度出发，提出在基层顶部加铺黑色下卧层的层间处治措施，以缓解乃至消除基层冲刷脱空现象，并且改善路面结构受力状态，以达到提高路面结构疲劳性能以及使用寿命的目的。本文以内蒙古准兴运煤重载高速公路为依托工程，主要展开以下几方面的研究：（1）通过调查分析准兴高速交通特点，分析水泥混凝土路面破坏机理及影响因素，建立路面结构ABAQUS有限元模型，确定重、超载作用对于有无冲刷脱空以及加铺黑色下卧层的不同层间工作状态下路面结构力学性能的影响，为本文奠定研究基础。（2）分析黑色下卧层材料抵抗水损害的性能，研究封水抗渗性能的影响因素，建立渗流计算模型，计算不同条件对黑色下卧层材料封水性能的影响，研究了黑色下卧层内部孔隙水压力状况及材料微观冲刷破坏理论，分析不同因素条件下黑色下卧层抗冲刷性能，以及板底动水压力状况与防唧泥性能。（3）建立黑色下卧层疲劳寿命预估模型，计算不同厚度及模量黑色下卧层疲劳寿命，研究其抗疲劳性能以及黑色下卧层对路面结构整体疲劳性能的影响。（4）提出冷拌冷铺黑色下卧层材料的质量技术指标，及其施工质量控制指标及验收标准，对为具体工程施工提供依据具有实际意义。

关键词：黑色下卧层水泥混凝土路面重交通力学分析冲刷疲劳施工质量控制

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PA46基导热复合材料的研究

PA46基导热复合材料的研究

作者：张雁楠中南大学

学位级别：硕士

近年来,导热塑料显示了广阔的应用前景,越来越受到人们的高度重视。为提高PA46的导热性能,满足应用要求,本文研究了PA46基导热复合材料的制备和性能。研究选择聚己二酰丁二胺(PA46)作为基体,石墨和碳纤维作为填料,并通过熔融共混的方法... 详细信息

近年来,导热塑料显示了广阔的应用前景,越来越受到人们的高度重视。为提高PA46的导热性能,满足应用要求,本文研究了PA46基导热复合材料的制备和性能。研究选择聚己二酰丁二胺(PA46)作为基体,石墨和碳纤维作为填料,并通过熔融共混的方法制备出石墨填充和碳纤维填充以及石墨和碳纤维复合填充型PA46基导热复合材料。本研究分别对石墨的粒径、含量、以及填料改性方法进行了探讨。同时,分析了所制备导热材料的导热性能、力学性能以及微观结构。随着石墨的填充量增加,PA46基导热复合材料的导热率升高,然而复合材料的拉伸强度,冲击强度和断裂伸长率降低。当石墨的质量分数为50%时,导热率达到了3.743W/(m·K),是纯基体的13.91倍;热扩散系数为2.344mm2/s,为纯基体的15.95倍。采用偶联剂改性研究得出选择用量为1%的KH570处理石墨,所制备出的复合材料综合性能最佳。SEM形貌分析表明：随着石墨的粒径的增加,石墨在基体中的分散性逐渐降低。随着石墨含量的增多,石墨在基体中更易形成导热链、网络等通路。并且将实验值与导热模型对比：得出本实验值与***导热模型匹配的比较好,证明***导热模型适用于低填充量的情况;随着碳纤维质量分数的增加,复合材料的导热率升高。碳纤维含量为40%时,导热率达到1.49W/(m·K),约为原始PA46(0.269W/(m·K))的5.54倍：复合材料的热扩散系数达到0.9755mm2/s,约为原始PA46的(0.147mm2/s)的6.64倍Maxwell-Eucken导热模型适用于小于20%的低填充量的情况。随着碳纤维质量分数的增加,复合材料的冲击强度呈上升趋势。随着碳纤维煅烧时间的增长,复合材料的导热率呈先上升后下降趋势,当1h时,为最佳煅烧时间;当KH570的质量分数为1%时,为最优偶联剂填充含量;在石墨／碳纤维/PA46的三元复合体系之中,随着石墨质量分数的增加,复合材料的导热率整体呈缓慢上升趋势。当两种填料的填充量EG/CF为30%：10%时,导热性能最佳;当EG/CF的质量分数为25%：15%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别为48.16KJ/m2和43.82MPa,达到最大值。

关键词： PA46 石墨碳纤维导热材料导热率

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新型硅基环栅纳米管器件性能特性研究

新型硅基环栅纳米管器件性能特性研究

作者：张雁楠北京邮电大学

学位级别：硕士

超低功耗以及高性能逻辑器件是半导体器件发展的推动力,它极大的推动了电子设备例如智能手机向着便携化以及低功耗化的方向发展。由于能耗限制以及互联带宽限制,摩尔定律驱动的集成电路微缩正在面临前所未有的挑战。受限于有限的电池容... 详细信息

超低功耗以及高性能逻辑器件是半导体器件发展的推动力,它极大的推动了电子设备例如智能手机向着便携化以及低功耗化的方向发展。由于能耗限制以及互联带宽限制,摩尔定律驱动的集成电路微缩正在面临前所未有的挑战。受限于有限的电池容量,便携式电子设备很难具有全天候不间断工作的特性,用户必须经常为设备充电从而造成了诸多不便。为了降低系统功耗,研究者提出了多种方案减小系统功耗。其中之一是采用绝缘体上硅技术,由于绝缘体上硅器件具有低关断电流特性,若将整个系统制造在绝缘体上硅硅片上,系统功耗能够大大降低。但绝缘体上硅器件具有自热效应,会造成系统温度过高以及性能下降等问题。若引入新原理器件例如碰撞电离晶体管或隧道穿通晶体管来制造集成电路,则系统的功耗也可以降低。不过碰撞电离晶体管需要突变掺杂和毫秒级热退火技术来制造,会升高制造成本。不同于传统使用热漂移扩散的器件,隧道穿通晶体管利用带带隧穿效应工作,它的亚阈值斜率可以突破玻尔兹曼极限,因此似乎非常适合制作低功耗电路。然而由于隧道穿通晶体管导通电流较小,而且平均亚阈值斜率高,所以还难以应用。除此之外,环栅器件也是一种选择,它不同于传统平面和三栅器件,环栅器件具有全包围栅结构,具有很强的静电控制能力。国际上预测在2020年之后,人们必须使用垂直环栅器件才能够继续延续摩尔定律。环栅纳米管器件的研究热点集中在提升器件开态电流、电流开关比,降低器件亚阈值斜率、关态电流、静态功耗等方面。传统环栅纳米管器件具有潜在的低功耗特性需要被进一步挖掘,且其开态电流、电流开关比等参数仍有提升空间。随着大数据、互联网、人工智能等研究热点的兴起,具有更高性能以及更低功耗的器件成为研究的重点。本文基于传统环栅纳米管结构提出了两种不同的新型器件结构,分别为内嵌绝缘核心的环栅纳米管器件和内嵌衬底的环栅纳米管器件。内嵌绝缘核心的环栅纳米管器件具有绝缘核心,能够有效阻断器件关断时的电流泄露路径,从而降低器件静态功耗。内嵌衬底的环栅纳米管器件具有核心衬底,与栅极协同作用不仅可以降低器件功耗,还能显著降低器件的亚阈值斜率,提升器件电流开关比。两种不同的器件结构各有特色,内嵌绝缘核心的环栅纳米管结构具有比传统环栅纳米管器件更低的静态功耗,同时通过改变绝缘核心材料,可以降低栅极电容,能够降低延时,提升系统工作速度;内嵌衬底的环栅纳米管器件在内嵌绝缘核心的环栅纳米管器件结构的基础上,进一步提升了器件的栅极控制能力,降低了系统静态功耗。核心衬底的引入使其性能不易受其尺寸影响,但栅极电容相比传统环栅纳米管器件稍高,同时内嵌衬底的环栅纳米管器件具有更优异的模拟射频性能。另外,本文基于现有硅基器件加工工艺分别提出了内嵌绝缘核心的环栅纳米管器件的加工工艺流程和内嵌衬底的环栅纳米管器件的加工工艺流程。仿真结果显示本文提出的两种新型环栅纳米管器件结构均具有优异性能,适用于制造未来低功耗高性能集成电路。

关键词：环栅纳米管核心绝缘层核心衬底摩尔定律硅基器件

超分散剂的合成及其在改性无机纳米粉体中的应用

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粉末冶金材料科学与工程 2012年第2期17卷 214-221页

作者：李荣付李笃信张雁楠李昆李仕亮中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

针对无机纳米粉体的表面改性,以自由基聚合的方法制备以马来酸酐及其单酯物为锚固基团、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为溶剂化链、苯乙烯(St)为功能基团的超分散剂SMB。研究不同超分散剂种类、用量以及传统分散剂改性无机纳米粉末的效果,改性前... 详细信息

针对无机纳米粉体的表面改性,以自由基聚合的方法制备以马来酸酐及其单酯物为锚固基团、甲基丙烯酸丁酯(BMA)为溶剂化链、苯乙烯(St)为功能基团的超分散剂SMB。研究不同超分散剂种类、用量以及传统分散剂改性无机纳米粉末的效果,改性前后纳米粉末通过亲油化度、润湿性检测以及SEM和TEM观察以表征其改性效果。研究表明,超分散剂的适宜用量为8%;超分散剂SMB-2改性纳米TiO2粉体的改性效果较好;通过对比超分散剂与传统改性剂钛酸酯、硅烷偶联剂和TDI改性纳米TiO2粉体的改性效果可知,超分散剂的改性效果较佳。

关键词：超分散剂无机纳米粉体表面改性改性效果

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广义r-部完全超图的边色数

北京师范大学学报（自然科学版） 2018年第2期54卷 165-171页

作者：王娜张雁楠蔡俊亮陈星北京师范大学数学科学学院北京100875 新疆师范高等专科学校数理学院新疆乌鲁木齐830043 新疆工程学院新疆乌鲁木齐830091

研究了广义r-部完全超图的边色数的问题.在r-部完全超图与t-一致完全超图的着色基础上,确定一类特殊的广义r-部完全超图的边色数,对一般的广义r-部完全超图的边色数给出了上界,推广了r-部完全超图与t-一致完全超图的着色结论.

关键词： r-部完全超图 t-一致完全超图广义r-部完全超图边色数

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安尼

作文与考试（小学版） 2017年第10期 44-45页

作者：张雁楠江苏丹阳市实验小学五年(4)班

安妮是暑假外公带给我的一个惊喜。第一次安妮出现在我面前，感觉是在梦里。我揉揉眼睛，没错，在我眼前就是一条白色的小狗。我迫不及待地问外公：“它叫什么名字啊？怎么长得这么可爱？”“它叫安妮，纯种的萨摩耶!”

关键词：安妮外公小学教育语文阅读理解

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财务共享服务中司库建设模式研究

财经界 2024年第10期 123-125页

作者：张雁楠兖矿能源集团股份有限公司共享中心

作为现代企业财务管理的一种创新模式，财务共享服务已经得到了越来越多企业的认可和应用。司库作为财务共享服务中的核心角色，承担着企业资金管理的重要职责。本文通过对财务共享服务中司库建设模式的深入研究，旨在为企业的财务共享... 详细信息

作为现代企业财务管理的一种创新模式，财务共享服务已经得到了越来越多企业的认可和应用。司库作为财务共享服务中的核心角色，承担着企业资金管理的重要职责。本文通过对财务共享服务中司库建设模式的深入研究，旨在为企业的财务共享服务提供一种有效的实施路径。

关键词：财务共享服务司库建设模式

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探讨企业资金管理存在的问题及对策

全国流通经济 2022年第34期 157-160页

作者：张雁楠兖矿能源集团股份有限公司共享中心山东邹城273500

本文研究企业资金管理存在的问题,列举应对策略。概述资金管理的内涵及原则;分析企业资金管理现存问题,如资金管理机构职能和地位不明确、制度约束与技术支撑少、过于依赖直接融资、资金使用计划性不强、风险意识弱;列举应对措施,包括... 详细信息

本文研究企业资金管理存在的问题,列举应对策略。概述资金管理的内涵及原则;分析企业资金管理现存问题,如资金管理机构职能和地位不明确、制度约束与技术支撑少、过于依赖直接融资、资金使用计划性不强、风险意识弱;列举应对措施,包括明确资金管理机构职能地位、建立健全资金管理机制、拓展融资渠道,优化债务结构、提升资金使用计划性,加强现金流控制、树立风险管控意识,建立风险管理机制等。期望本文能够为相关工作者带来一定的参考作用。

关键词：企业资金管理问题对策

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