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基于IBM Cell多核平台的OpenMP数组私有化技术研究

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计算机研究与发展 2010年第8期47卷 1434-1441页

作者：李建江刘珍珍王珏北京科技大学计算机科学与技术系北京100083

数组私有化是并行化编译中的重要技术之一,IBMCell是异构多核处理器,SPMD代表实现OpenMP数组私有化的重要手段,但是SPMD形式的OpenMP程序却不能直接通过IBMXLC(适用于IBMCell多核平台的编译器)的编译.为了解决该问题,并充分利用IBMCell... 详细信息

数组私有化是并行化编译中的重要技术之一,IBMCell是异构多核处理器,SPMD代表实现OpenMP数组私有化的重要手段,但是SPMD形式的OpenMP程序却不能直接通过IBMXLC(适用于IBMCell多核平台的编译器)的编译.为了解决该问题,并充分利用IBMCell本地存储器中的静态缓冲区以减少DMA通信,提出一种IBMCell多核平台的OpenMP数组私有化技术.旨在充分利用本地存储器、减少DMA通信,集中处理可重用数据的私有化.主要包括:数组私有化分析、数组私有化转换、同步消除与非阻塞DMA操作,从而扩大数据的可重用作用域.转换后的Jacobi迭代代码进行实际测试表明,这种基于IBMCell多核平台的数组私有化技术能够平均提高3%左右的执行性能,尤其对于小规模计算来说性能提高还会更多.

关键词： OpenMP 数组私有化 IBMCell DRG 非阻塞

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微创经骶前入路轴向腰骶椎融合术研究进展

中华骨科杂志 2010年第5期30卷 517-520页

作者：李建江天津医院脊柱外科 300211

20世纪80年代，腰椎融合术引入微创手术技术。与传统的开放式腰椎融合术相比，微创手术具有创伤小、出血少、患者恢复快等优点。目前微创腰椎融合术无论从观念还是技术上均有很大的发展，已逐渐成为独立的手术体系。当前常用的微创腰椎... 详细信息

20世纪80年代，腰椎融合术引入微创手术技术。与传统的开放式腰椎融合术相比，微创手术具有创伤小、出血少、患者恢复快等优点。目前微创腰椎融合术无论从观念还是技术上均有很大的发展，已逐渐成为独立的手术体系。当前常用的微创腰椎椎间融合手术方法包括：前路腰椎椎间融合（anterior lumbar interbody fusion，ALIF），

关键词：腰椎融合术微创手术前路腰椎椎间融合腰骶椎前入路轴向 lumbar 手术技术

基于动态获取高频率键的MapReduce性能优化算法

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清华大学学报（自然科学版） 2018年第12期58卷 1059-1065页

作者：李建江滑水亮吴杰张凯北京科技大学计算机科学与技术系北京100083 国家电网张家口供电公司信通分公司张家口075000 天普大学计算机与信息科学系费城19122

在云计算技术领域中,MapReduce能够帮助人们快速处理海量数据,因此在学术界以及工业界越来越受到重视。但是MapReduce在处理以文本为中心的应用时,中间结果中数据重复较多。针对该情况,已有的高频率缓冲(frequency buffering,FB)算法提... 详细信息

在云计算技术领域中,MapReduce能够帮助人们快速处理海量数据,因此在学术界以及工业界越来越受到重视。但是MapReduce在处理以文本为中心的应用时,中间结果中数据重复较多。针对该情况,已有的高频率缓冲(frequency buffering,FB)算法提出在环形内存缓冲之前添加哈希表,并将高频率键存储在哈希表中。该算法通过采样来实现,有额外开销并且统计出的高频率键并不一定准确。该文提出一种基于动态获取高频率键的MapReduce性能优化算法,通过在环形内存缓冲之前增加计数Bloom过滤器(counting Bloom filter,CBF)和哈希表,将高频率键动态地存储在哈希表中。该算法获得的高频率键更准确,同时大大减少了数据排序和磁盘I/O的开销。实际测试结果表明:该算法明显提高了作业的执行速度,比原始MapReduce提高17.04%,比FB算法提高9.31%。

关键词： MapReduce 高频率键性能优化计数Bloom过滤器

基于指导语句的CUDA程序性能分析工具研究与实现

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电子科技大学学报 2012年第2期41卷 280-284页

作者：李建江路川张磊北京科技大学计算机科学与技术系北京海淀区100083

近年来,GPU的快速发展与NVIDIA公司推出的CUDA技术,推动着GPU在高性能计算领域中的应用。研究并实现CUDA程序性能分析工具,对充分利用GPU的计算优势和提高CUDA架构下并行程序的执行性能具有重要的意义。该文分析了GPU硬件平台的特点和C... 详细信息

近年来,GPU的快速发展与NVIDIA公司推出的CUDA技术,推动着GPU在高性能计算领域中的应用。研究并实现CUDA程序性能分析工具,对充分利用GPU的计算优势和提高CUDA架构下并行程序的执行性能具有重要的意义。该文分析了GPU硬件平台的特点和CUDA并行编程模型,结合CPU集群环境下并行程序的性能分析,设计并实现了一种基于指导语句的CUDA程序性能分析工具,并实验验证了其在不同GPU硬件平台上的有效性。

关键词： CUDA 指导语句高性能计算性能分析程序优化

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一种基于内容分块的层次化去冗优化策略

电子学报 2019年第5期47卷 1094-1100页

作者：李建江马占宁张凯北京科技大学计算机科学与技术系北京100083

在过去的数十年中,信息数据量呈现指数级增长,如何存储和保护这些大量信息数据成为一个难题.云存储和冗余去重技术成为解决上述难题的主要技术.去冗技术在云存储系统中得到广泛应用,但主流的云存储系统存在索引信息的膨胀以及数据分块... 详细信息

在过去的数十年中,信息数据量呈现指数级增长,如何存储和保护这些大量信息数据成为一个难题.云存储和冗余去重技术成为解决上述难题的主要技术.去冗技术在云存储系统中得到广泛应用,但主流的云存储系统存在索引信息的膨胀以及数据分块的不确定性等不足,而这些弊端会导致内存空间的浪费和数据分块的不可预知性.针对这些问题,提出了一种基于内容分块的层次化去冗优化策略,并构建了对应的算法,解决了云存储系统中索引信息表过大和数据分块过大或过小的问题.并且选取CNN新闻的页面内容作为测试集进行实际测试,通过比较去冗比和去冗时间可以看出,相比于目前主流的去冗策略,本文提出的基于内容分块的层次化去冗优化策略能够提升3%左右的去冗比,同时降低2%左右的去冗时间.

关键词：云存储冗余去重技术数据分块层次化去冗比

网格环境下基于XML的文件数据仓库的传输策略

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华中科技大学学报（自然科学版） 2007年第S2期35卷 113-116页

作者：狄鹏胡长军王鑫李建江北京科技大学信息工程学院北京100083

针对具有服务质量(QoS)的XML文件数据仓库传输策略进行分析.通过引入并行传输机制,对网格环境下的数据仓库并行传输的体系结构进行了研究,提出一种新的XML文件传输策略,利用解析减小数据传输量,提高传输效率.最后通过模拟测试对数据传... 详细信息

针对具有服务质量(QoS)的XML文件数据仓库传输策略进行分析.通过引入并行传输机制,对网格环境下的数据仓库并行传输的体系结构进行了研究,提出一种新的XML文件传输策略,利用解析减小数据传输量,提高传输效率.最后通过模拟测试对数据传输质量控制进行性能测评,证明新策略在大多数情况下可以有效、正确地提高文件传输效率,同时分析了这种传输策略不能提高效率的情况.测试结果证明通过这种策略可以明显改善在网格环境下的数据仓库模型.

关键词：网格数据仓库可扩展标识语言服务质量

腰椎椎弓根螺钉内固定对相邻节段运动和椎间盘内压的影响

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腰椎椎弓根螺钉内固定对相邻节段运动和椎间盘内压的影响

作者：李建江天津医科大学

学位级别：硕士

目的研究腰椎坚强内固定对相邻节段运动范围和间盘内压的影响，并根据二者的变化规律评价其各自在腰椎融合后相邻节段退变加速发生机制中的作用。方法取7具小牛腰段脊柱标本(T13-S2)，以Tenor椎弓根螺钉系统作为固定器械，在10Nm纯... 详细信息

目的研究腰椎坚强内固定对相邻节段运动范围和间盘内压的影响，并根据二者的变化规律评价其各自在腰椎融合后相邻节段退变加速发生机制中的作用。方法取7具小牛腰段脊柱标本(T13-S2)，以Tenor椎弓根螺钉系统作为固定器械，在10Nm纯力矩加载下进行生物力学测定，测定各活动节段的运动范围和间盘内压，比较完整对照组、L4／5单节段固定组和L3～L5双节段固定组间上述指标的变化，并进行相关分析。结果施加内固定后，上方相邻节段在各方向上的位移都明显增加，且随着固定范围的增大而更为明显，下方相邻节段仅在旋转方向上出现了明显的位移增加。比较而言，不论单节段固定组还是双节段固定组，也不论在何种运动方向上，间盘内压的变化量都极其细微。相关分析显示节段运动的增加与间盘内压升高成正相关关系。结论坚强内固定后相邻节段间盘退变加速现象是其运动学改变和间盘内压升高等多因素综合作用的结果。相邻节段应力集中、活动代偿增大和稳定性丢失是坚强内固定所带来的最直接、最主要的导致退变加速的生物力学改变。间盘内的压力也可因内固定而继发升高，但可能只是一个次要方面。

关键词：腰椎,内固定,椎间盘内压,椎间盘退变,生物力学

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基于霍尔传感器的液压缸位置检测系统研发

基于霍尔传感器的液压缸位置检测系统研发

作者：李建江南京理工大学

学位级别：硕士

位移传感器作为液压缸活塞杆位置检测的关键部件,在大型工程控制领域有着十分重要的作用。本文为了解决港口闸门启闭机活塞杆位移检测问题,从市面上的传感器之间存在的价格差距大、检测条件苛刻、适用范围小、工作寿命短等各式各样的问... 详细信息

位移传感器作为液压缸活塞杆位置检测的关键部件,在大型工程控制领域有着十分重要的作用。本文为了解决港口闸门启闭机活塞杆位移检测问题,从市面上的传感器之间存在的价格差距大、检测条件苛刻、适用范围小、工作寿命短等各式各样的问题入手,研究基于霍尔传感器的液压缸位置检测系统。本文提出了以霍尔元件为检测器件,设计以特定的活塞杆结构为基础并结合数据处理算法的低成本、高精度技术方案。检测系统主要分为以下两个部分:硬件部分包括传感器的整体安装外壳、PCB印制电路板以及带有位置信息标记的液压缸活塞杆;软件部分实现了数据的采集、处理、显示与存储功能,并且搭建了系统的测试操作界面。本文根据启闭机的工作环境及其机械结构特点,设计渐变螺距螺纹活塞杆作为被检测对象。通过以下几个方面的研究确保整体方案的可行性:对活塞杆进行磁场分析以确保该结构的可行性;根据拟采用的检测方案,设计霍尔元件的静态特性方案并对霍尔元件进行重复性实验确保所选取的霍尔元件静态特性具有普遍性;设计实验装置结构及现场调试的液压缸整体结构为后续实验提供保障;在验证方案的可行性后设计系统的硬件电路以及基于LABVIEW的位置检测系统程序;程序中的数据处理算法主要采用了滤波处理、归一化及素材点匹配算法三者的结合,该算法能够有效的过滤掉干扰数据,并能够准确的捕捉数据波形中的波谷点,通过波谷点的位置关系得到活塞杆的位移。本文提出的基于霍尔传感器的液压缸位置检测系统能够有效地解决企业中液压缸活塞杆的位移检测问题,本文的传感器整体设计以及基于LABVIEW的位置检测系统程序对液压启闭机位置检测具有一定的参考价值。

关键词：液压缸位移传感器位置检测渐变螺距硬件电路数据处理算法

液相沉积法制备TiO2/Si材料及其光催化性能

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液相沉积法制备TiO2/Si材料及其光催化性能

作者：李建江苏州大学

学位级别：硕士

Ti O2具有优良的光催化活性,然而其较宽的带隙(Eg=3.2e V)导致其利用太阳可见光性能较差。将Ti O2与其它窄带隙半导体材料进行有效的复合,为处理以上问题提供了有益的解决方案。本工作尝试将窄带隙的硅(Eg=1.12e V)与Ti O2进行复合而形... 详细信息

Ti O2具有优良的光催化活性,然而其较宽的带隙(Eg=3.2e V)导致其利用太阳可见光性能较差。将Ti O2与其它窄带隙半导体材料进行有效的复合,为处理以上问题提供了有益的解决方案。本工作尝试将窄带隙的硅(Eg=1.12e V)与Ti O2进行复合而形成Ti O2/Si光催化材料。从应用的角度出发,使用具有纳米陷光结构的太阳级(So G)Si片并在其上采用液相沉积法(LPD)能够较容易地制备大面积的Ti O2薄膜。结果表明,Ti O2/Si复合材料的可见光吸收和光催化性能得到较大提升,从而使得该技术途径在利用太阳能光降解领域显示出较好的应用前景。在本论文中,我们采用液相沉积法(LPD)分别在不同微结构的太阳能(So G)多晶硅片上制备了Ti O2薄膜,并对其光催化性能进行了研究。论文主要的研究结果以下:一、采用液相沉积法(LPD)制备Ti O2薄膜,研究了不同的氟钛酸铵和硼酸浓度、沉积温度、沉积时间、退火温度因素对薄膜表面结构的影响。并由此确定了最佳的薄膜制备工艺:0.1mol/L的(NH4)2Ti F6和0.4 mol/L的H3BO3,在55℃温度下沉积1h并在700℃下进行热处理。二、研究了不同基片上制备的Ti O2薄膜光学减反特性。通过改变沉积时间在制绒多晶硅(MT p-Si)上沉积了不同厚度的Ti O2薄膜,对比镀膜前后的反射率可以发现,具有微米绒面结构的制绒多晶硅(MT p-Si)的反射率为24.5%,在镀膜后反射率都有所降低,而且不同厚度的薄膜的减反效果也不同,90nm厚的薄膜表现出了最佳的减反效果,平均反射率降低至8.2%。三、利用液相沉积法分别在石英玻璃(Quartz)、制绒多晶硅(MT p-Si)、黑硅(NT p-Si)、有pn结的黑硅(NT pn-Si)上制备了Ti O2薄膜,对比了4种基片在镀膜前后的微观结构与陷光性能。具有纳米陷光结构的黑硅表现出优于多晶硅制绒片的陷光性能,镀膜前的平均反射率为17.5%,镀膜后的平均反射率减低为5.3%。此外,PN结的引入对薄膜结构和反射率均无影响。四、实验测量并比较了这四种Ti O2薄膜样品在全光谱和可见光下的光催化性能。结果表明,在石英玻璃上制备的Ti O2薄膜只在紫外线下具有光催化能力,而生长在具有纳米陷光结构的黑硅上的Ti O2薄膜在全光谱(4小时降解79%)和可见光(4小时降解49%)下都表现出了优于石英玻璃和多晶硅制绒片的光催化性能;通过引入PN结,降解效率进一步有%的提升。综上所述,我们采用液相沉积法(LPD)在具有不同微结构的太阳级(So G)硅片上制备了Ti O2薄膜。我们发现由于Si可以被可见光激发产生电子,Ti O2薄膜的光催化活性可从紫外光扩展到可见光区域。此外,在引入了纳米结构和PN结后,多晶硅表现出更优秀的陷光性能和载流子分离能力,可见光催化活性得到进一步的增强。我们的结果表明,将纳米陷光结构应用于Ti O2催化剂可以提高对光的吸收,加强载流子的分离,从而增强光催化性能。

关键词：液相沉积法 TiO2薄膜黑硅光催化性能