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基于异构环境的高性能深度学习系统

基于异构环境的高性能深度学习系统

作者：王敏捷上海交通大学

学位级别：硕士

深度学习（Deep Learning）近年来在机器学习的各个领域都取得了突破性的发展。深度学习算法通过训练多层人工神经网络模型，能够出色地抽取复杂特征，从而在语音，计算机视觉，文本等多个方面取得了巨大的成功。由于人工神经网络模型... 详细信息

深度学习（Deep Learning）近年来在机器学习的各个领域都取得了突破性的发展。深度学习算法通过训练多层人工神经网络模型，能够出色地抽取复杂特征，从而在语音，计算机视觉，文本等多个方面取得了巨大的成功。由于人工神经网络模型层数的增加，深度学习需要训练大量的模型参数，也因此依赖于海量的训练数据作为支撑。模型规模和数据规模的急速膨胀使得深度学习算法同时兼具计算密集型和I/O密集型这两种计算特征。针对这些特性，目前主流的解决方案是使用GPU和大规模集群进行计算。然而，这些方案往往将平台相关的接口（API）直接暴露给用户，使得算法的开发、实现和优化变得非常困难并且难以维护。针对这些问题和需求，在本篇论文中，我们设计并实现了Minerva——一个面向深度学习算法的高性能的计算平台。Minerva通过提供基于矩阵运算的编程模型，从而使得用户能够方便，自然地表达深度学习算法。同时，通过保留算法设计者所熟悉的命令式和结构化编程的特点，我们的编程模型能更精简更紧致地编写几乎所有主流的深度学习算法。为了同时支持分布式计算和异构平台（GPU或者多核CPU）的加速，在运行过程中，Minerva会动态地将用户代码转换成数据流的中间表达。Minerva会根据运行平台的不同，自动将这数据流表示执行在多个进程或者异构硬件之上。当执行在分布式环境中时，Minerva会自动推断近似最优的数据和计算的分配，从而有效地利用数据局部性并且高效地隐藏网络传输的开销。得益于Minerva灵活且平台无关的设计理念，用户不需要修改一行代码就可以将所编写的算法运行在各种设备之上，比如笔记本/工作站，拥有GPU加速的高性能服务器，甚至于大规模集群。我们的实验结果也显示我们这样层次化的实际理念能够利用多种并行性，可扩展性，并且在性能上能够超越许多现有的面向深度学习算法的工具。

关键词：深度学习高性能计算异构环境

渐进结构优化法的实现及其在泵车轻量化中的应用

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渐进结构优化法的实现及其在泵车轻量化中的应用

作者：王敏捷湘潭大学

学位级别：硕士

结构拓扑优化是当今结构优化研究领域的热点,与尺寸优化和形状优化相比,结构拓扑优化能够取得更好的经济效益,对工程设计人员更具吸引力。连续体结构拓扑优化因为设计变量较多,数值计算量巨大而被认为是当前结构优化领域内的难点之一,... 详细信息

结构拓扑优化是当今结构优化研究领域的热点,与尺寸优化和形状优化相比,结构拓扑优化能够取得更好的经济效益,对工程设计人员更具吸引力。连续体结构拓扑优化因为设计变量较多,数值计算量巨大而被认为是当前结构优化领域内的难点之一,对其研究具有非常重要的理论意义和工程应用前景。本文以大型通用软件Ansys为平台,开发了渐进结构优化法和双向渐进结构优化法的程序,并通过经典算例对程序进行了验证。针对工程实际中的多工况优化问题,将双向渐进结构优化法和分层优化技术结合在一起,形成了新的优化方法,算例表明该方法是可行并且有效的。首次将双向渐进结构优化法应用到了建筑机械领域,利用所编写的程序成功实现了单工况下泵车支腿的轻量化和多工况下变幅油缸的轻量化。主要研究内容包括: 1.程序开发 (1)以渐进结构优化法的基本思想为基础,结合APDL语言的特点,开发了基于单元应力水平和应变能水平的渐进结构优化法的程序。通过典型算例证明了程序的正确性。并通过实例解释了渐进结构优化法中存在的数值不稳定问题。 (2)吸收消化最新的双向渐进结构优化法思想,根据工程实际应用的需要,在渐进结构优化法的基础上开发了基于应力约束的双向渐进结构优化法程序。 (3)结合分层优化技术,采用分段实现的方式,编程实现了解决多工况下优化问题的新方法。 2.实际复杂结构轻量化的实现 (1)在充分考虑支腿承载情况的前提下,对支腿的边界条件进行了合理的简化。并利用开发的程序对由于可能存在的加工误差造成两种不同边界条件下的支腿进行了优化,结果表明了端部约束条件对支腿腹板优化的结果影响甚微。对优化结果进行了构形调整,结果的结构分析表明调整后的结构在减轻重量的同时满足支腿工作时的力学要求。 (2)通过对编写的二维程序进行修改,分别对在拉、压工况下的变幅油缸进行了三维优化。引入分层优化技术,以受压时单工况的优化结果为基础,解决了应力约束下变幅油缸在多工况下的优化问题,表明将双向渐进结构优化法与分层优化技术结合起来解决多工况问题是可行并且有效的。

关键词：渐进结构优化法双向渐进结构优化法程序实现支腿变幅油缸轻量化

基于光固化的BVN/树脂金刚石结构EBG制备方法及其微波传输性能

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机械工程学报 2013年第12期49卷 55-59页

作者：陈世斌李涤尘张伟王敏捷长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室西安710064 西安交通大学机械制造系统国家重点实验室西安710049

研究一种微波频段三维电磁带隙(Electromagnetic band gap,EBG)结构的快速成型方法。该方法结合光固化成型技术与凝胶注模工艺,以光固化快速成型技术制造金刚石结构的负型模具,凝胶注模工艺成型陶瓷零件,可用于制备三维金刚石电磁带隙结... 详细信息

研究一种微波频段三维电磁带隙(Electromagnetic band gap,EBG)结构的快速成型方法。该方法结合光固化成型技术与凝胶注模工艺,以光固化快速成型技术制造金刚石结构的负型模具,凝胶注模工艺成型陶瓷零件,可用于制备三维金刚石电磁带隙结构;微波频谱测试表明,制备得到的EBG的带隙范围在10.24～12.22 GHz,与理论计算的带隙一致;用Micro-CT三维重建显示,内部结构连续完整,线性密度均匀稳定,制造和测试结果显示基于光固化的制造方法能够实现三维EBG的快速、精确制造并展示其真实微波传输特性。采用光固化成型与凝胶注模相结合的制备工艺为三维EBG结构快速制备及其性能研究提供了一条有效途径。

关键词：三维电磁带隙微波传输特性光固化凝胶注模

苏州地区结直肠息肉临床病理特征及危险因素分析

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苏州地区结直肠息肉临床病理特征及危险因素分析

作者：王敏捷苏州大学

学位级别：硕士

研究背景结直肠息肉是指高于周围结直肠粘膜的肠腔内突起。组织病理学上可将其分为肿瘤性及非肿瘤性两类。所有的腺瘤性息肉都有恶变的可能,大多数无症状,仅在检出时被发现。增生性、幼年性、炎性息肉是非肿瘤性的,一般没有恶性的相关... 详细信息

研究背景结直肠息肉是指高于周围结直肠粘膜的肠腔内突起。组织病理学上可将其分为肿瘤性及非肿瘤性两类。所有的腺瘤性息肉都有恶变的可能,大多数无症状,仅在检出时被发现。增生性、幼年性、炎性息肉是非肿瘤性的,一般没有恶性的相关潜能。通过结肠镜检查来诊断并切除息肉已经使结直肠癌病死率有效下降。遗传和环境等各种因素可能导致结直肠息肉的发生,如生活方式及饮食习惯,患者的年龄、性别、个人疾病史、一级亲属家族史等也是结直肠息肉发生的潜在危险因素。本研究旨在通过探讨与结直肠息肉发生及发展相关的危险因素和保护因素,为结直肠息肉及结直肠癌的预防和筛查提供相关依据。研究目的探讨苏州地区结直肠息肉病理特征和危险因素,为结直肠息肉的发生及恶变的预防提供参考依据,以减少结直肠癌发病率和死亡率。研究方法选取2019年06月-2020年06月在苏大附一院总医院消化内镜中心行结肠镜检查及内镜下治疗的患者进行相关问卷调查及病例数据收集,息肉经结肠镜检查发现并行内镜下切除,切除息肉送病理检查,根据解剖部位分析病理特征。问卷调查包含被调查人员的一般情况、饮食喜好、生活方式及疾病史等。运用χ2检验和非条件Logistic回归作单因素及多因素分析。研究结果1396例患者行结肠镜检查发现结直肠息肉536例,内镜下共切除息肉924枚,其中男性382例,占71.27%,女性154例,占28.73%;≥50岁人群患病率较50岁以下人群明显增高（P＜0.05）;结直肠息肉组的BMI高于无息肉组（P＜0.01）;个人疾病史和一级亲属结直肠癌史中,高血脂（OR=1.578,P=0.025）、一级亲属结直肠癌史（OR=3.668,P=0.039）和胆囊疾病或胆囊切除史（OR=3.026,P＜0.001）可使结直肠肠息肉的患病风险增加;饮食喜好及生活方式因素中,喜食水果（OR=0.192,P＜0.001）及喜食蔬菜（OR=0.348,P＜0.001）是结直肠息肉的保护因素,而喜食红肉（OR=3.356,P＜0.001）及吸烟（OR=3.124,P＜0.001）能使结直肠息肉的患病风险增加。结直肠息肉部位发病率依次为:乙状结肠32.36%（299/924）、直肠19.48%（180/924）、降结肠 15.15%（140/924）、横结肠 14.39%（133/924）、升结肠 13.85%（128/924）、回盲部4.76%（44/924）,息肉主要好发于左侧结肠,特别是乙状结肠和直肠,共占51.84%（479/924）;息肉组织病理分型发病率依次为:腺瘤性、增生性、炎性,分别占75.00%（693/924）、20.89%（193/924）、4.11%（38/924）;924 枚结直肠息肉中共计 14 枚癌变,绒毛状腺瘤、混合型腺瘤、管状腺瘤恶变率依次为:27.27%（3/11）、3.40%（5/147）、1.12%（6/535）,炎性及增生性息肉未产生恶变;直径＞20mm息肉有8例发生癌变,癌变率为9.21%,直径10-20mm息肉有6例发生癌变,癌变率为4.26%,直径＜10mm息肉未见癌变;研究结论男性结直肠息肉的患病率高于女性,50岁以上、BMI＞25.0kg/m2、高血脂、一级亲属结直肠癌史及胆囊疾病或胆囊切除史是危险因素,具备上述条件的中一项或多项皆应尽早完善结肠镜检查,结直肠息肉病理分型以腺瘤为主,息肉癌变率与大小呈正相关,腺瘤中绒毛状腺瘤癌变率最高,其次是混合性腺瘤,管状腺瘤最低,多发息肉更易癌变;喜食红肉及吸烟可使结直肠息肉的患病率增高,喜食水果及蔬菜可使结直肠息肉的患病率降低,良好的饮食习惯和生活方式显得尤为重要,直径≥10mm的腺瘤性息肉有癌变可能,一经发现需立即行内镜下切除并作病理检查。

关键词：结直肠息肉结直肠癌保护因素危险因素病理

小学生学习需要诊断问题及影响研究 ——以语文学科为例

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小学生学习需要诊断问题及影响研究 —...

作者：王敏捷延边大学

学位级别：硕士

学习需要是学生学习的起点,也是教师设计课堂教学活动计划的基础,诊断、分析学生的学习需要成为打造优质高效课堂的必备条件。经课堂观察发现,教师把学生当做没有差别的个体,有些老师即使关注到了学生的个体差异,也没有将其进行分类加... 详细信息

学习需要是学生学习的起点,也是教师设计课堂教学活动计划的基础,诊断、分析学生的学习需要成为打造优质高效课堂的必备条件。经课堂观察发现,教师把学生当做没有差别的个体,有些老师即使关注到了学生的个体差异,也没有将其进行分类加以指导。所以教师很难更加深入关注到学生内心,探查学生内心的需求。学生的学习需要有什么特点,呈现什么样的规律,教师的学习需要诊断呈现什么特征,有什么问题,如何改进,这些都值得我们进一步探讨。本研究以LL小学三、四年级的语文教师、学生和家长为研究对象,采用自编问卷结合观察法、访谈法、文献法等研究方法,展开了系统的调查。观察三、四年级语文课堂48节;问卷调查老师24人,学生202人;访谈教师24人、学生24人、家长12人,描绘学习需要诊断现状及特征,归纳学习需要诊断的问题,了解学习需要诊断运用现状,分析学习需要诊断运用效果。通过对教师、学生的访谈,了解教师对诊断现状的态度和对诊断结果采取教育教学手段的运用水平;通过线性回归和访谈,分析学习需要诊断问题对学生学习、师生互动、家长反馈产生的影响。调查发现:学习需要诊断总体处于一般水平,自我表达的需要诊断和学习策略的需要诊断处于较好水平,认知的需要诊断和情感体验的需要诊断处于一般水平;学习需要诊断结果运用总体处于比较好水平,但学生的评价远低于教师评价;学习需要诊断结果运用效果总体处于一般水平。通过对研究结果的梳理,本研究最终形成以下结论:学习需要诊断具有个体性、连续性、全面性、动态性、内隐性五大特征;教师通过观察、互动、应用练习、测验等诊断方法搜集学习者状态和学习者行为信息,建立学习需要即时诊断体系;学习需要诊断重外部表现轻内心需求,诊断形式单一、诊断重视不足、诊断思维片面、诊断时机掌控不足;学习需要诊断直接影响教师教学策略运用,教师通过教学策略的即时生成与展开反映诊断结果,满足学生学习需要;诊断结果不科学间接影响学生学习效果,师生互动效果,家长对教师的信任感。基于以上结论,提出如下建议:通过完善诊断制度体系,使教师更加精准的进行学生的学习需要诊断;通过课堂中教师对学生的观察、互动、任务完成状况评估、随堂测试检验,了解学生的学习困难、学习不足及学习需要;通过教师对学生课前和课后的跟踪诊断,完备学习需要诊断体系,加深教师对学生学习需要的了解;通过建立教师与家长的良好沟通渠道,了解学生内隐学习需要,形成教师与家长的教育合力。

关键词：小学生学习需要课堂诊断问题影响

接受理论视域下提升中学思想政治课实效性教学研究

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接受理论视域下提升中学思想政治课实效性教学研究

作者：王敏捷河南师范大学

学位级别：硕士

中学生处于成长过渡期,获得思想政治教育信息的一个重要渠道就是学校开设的思想政治课。仅仅由中学生自身对外界的认识、社会环境对自身的影响而形成的一些认知是不全面的,需要通过中学开设思想政治课帮助中学生树立正确的价值观念指导... 详细信息

中学生处于成长过渡期,获得思想政治教育信息的一个重要渠道就是学校开设的思想政治课。仅仅由中学生自身对外界的认识、社会环境对自身的影响而形成的一些认知是不全面的,需要通过中学开设思想政治课帮助中学生树立正确的价值观念指导今后的学习和工作。本文旨在借鉴接受理论,突出接受者(学生)在思想政治教育接受中的主体地位,通过对中学生的特点、差异性、能动性方面的分析全面把握和理解接受主体,重视中学生在接受过程中的再创造及内化过程,提高中学生学习的主动性,从学生可接受的角度探讨如何增强中学思想政治课的实效性教学,发挥思想政治教育的有效作用。文章分为四部分:第一,对本文的背景意义、研究的主要方法等进行阐述,其中最主要的是文献综述部分,通过对接受理论相关方面的研究进行比较全面的整理和分析为文章的进一步探讨奠定理论基础。第二,对中学思想政治课教学学生的接受活动进行阐述,重点概括中学思想政治课接受活动的过程;结合中学生的特点总结中学生接受活动的特征,以此把中学思想政治课课堂教学和学生的接受结合起来为发现学生的接受障碍做准备。第三,分析中学思想政治课教学过程中的接受障碍,通过中学生的实际表现和分析障碍产生的原因进一步探讨中学思想政治课实效性教学中存在的问题。第四,在接受理论视域下找到改善中学思想政治课实效性教学的思路。通过借鉴接受理论,从中学生如何接受、怎样更好的接受的视角,通过优化接受主体、接受客体和接受环境三方面提出关于促进中学思想政治课实效性教学的新思考。本文是关于中学思想政治教育接受问题的研究,通过借鉴接受理论的相关知识并结合中学思想政治课教学的接受活动,探讨增进中学思想政治课实效性教学的新思路。

关键词：接受理论思想政治教育接受实效性教学

团体心理治疗联合行为训练干预在脑卒中合并抑郁患者中的应用

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心理月刊 2023年第10期 105-107页

作者：董红岩董亚丽王敏捷开封一五五医院军队伤病员管理科通许第一医院重症医学科

目的探究团体心理治疗联合行为训练干预在脑卒中合并抑郁患者中的应用效果。方法选取于2019年10月～2022年10月收治入开封一五五医院的96例脑卒中合并抑郁患者作为研究对象，根据随机数字表法将其分为对照组（n=48例）和试验组（n=48... 详细信息

目的探究团体心理治疗联合行为训练干预在脑卒中合并抑郁患者中的应用效果。方法选取于2019年10月～2022年10月收治入开封一五五医院的96例脑卒中合并抑郁患者作为研究对象，根据随机数字表法将其分为对照组（n=48例）和试验组（n=48例）。对照组患者接受行为训练干预治疗，试验组患者接受团体心理治疗联合行为训练干预治疗。对比组间患者心理状况（SAS与SDS）、社会功能（SSFD-MD）及并发症情况。正态计量资料采用t检验，计数资料采用x2检验。结果治疗前，组间心理状况（SAS与SDS评分）对比，差异无统计学意义（P>0.05）；治疗2个月后，试验组患者SDS与SAS评分显著低于对照组（P0.05）；治疗2个月后，试验组患者SSFD-MD各板块评分显著高于对照组（P<0.05）。治疗期间，试验组患者出现自杀、压力性损伤、睡眠障碍及静脉血栓等并发症的总概率显著低于对照组（P<0.05）。结论团体心理治疗联合行为训练干预应用于脑卒中合并抑郁患者中，有助于缓解患者焦虑、抑郁等负性情绪，提高患者社会功能水平，降低发生自杀、压力性损伤、睡眠障碍及静脉血栓等并发症的风险，促进患者早日康复。

关键词：团体心理治疗脑卒中合并抑郁行为训练社会功能并发症

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网络直播打赏行为的影响因素分析

网络直播打赏行为的影响因素分析

作者：王敏捷辽宁大学

学位级别：硕士

直播作为一种新型社交平台,近几年呈现出井喷式发展态势,并且吸引了大量的内容生成者（主播）和内容消费者（用户）参与到其中,直播已成为主播和用户在互联网上进行实时互动的重要渠道。当前,社会各界对网络直播毁誉参半。因此,在网络... 详细信息

直播作为一种新型社交平台,近几年呈现出井喷式发展态势,并且吸引了大量的内容生成者（主播）和内容消费者（用户）参与到其中,直播已成为主播和用户在互联网上进行实时互动的重要渠道。当前,社会各界对网络直播毁誉参半。因此,在网络直播行业中,打赏行为影响因素研究及对用户进行打赏预测对主播、平台甚至网络经济有一定的参考意义。本文基于R软件对映客直播平台真实脱敏数据进行分析和建模,在影响因素分析中,主要使用逻辑回归方法进行各变量的显著性检验,同时利用R软件的“ggplot2”程序包进行绘图,从而得出影响直播打赏行为的主要因素包括:用户直播观看时长、用户点赞次数、用户评论次数、用户30天日均使用时长、用户性别、用户粉丝数等;在模型预测中主要用到逻辑回归（Logistic）、随机森林（Random Forest）和支持向量机（SVM）方法进行模型拟合。在逻辑回归模型预测方法中,采用十折交叉验证对模型进行验证和改进;在随机森林方法中,利用最小误差循环方法选取最优参数（mtry和ntree）对数据进行模型拟合和验证;在支持向量机方法中,采用不同核函数对数据进行拟合,选取最优函数确定模型,最终通过AUC值对比得出,逻辑回归（Logistic）预测效果最好。最后,根据文中得出的结论,对各因素进行深入分析,并对平台运营人员提出相应营销建议。

关键词：网络打赏网络直播影响因素

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荧光超支化聚（酰胺—酯）的合成及性能

荧光超支化聚（酰胺—酯）的合成及性能

作者：王敏捷河北大学

学位级别：硕士

超支化聚合物具有低粘度、无链缠结、良好的溶解性、含有大量末端活性官能团等独特的优点,且合成相对简单,在大量制备及功能化应用上更具潜力。预期可在功能化材料、生物医药、涂料等诸多领域有非常广泛的应用前景。本文以三羟甲基氨基... 详细信息

超支化聚合物具有低粘度、无链缠结、良好的溶解性、含有大量末端活性官能团等独特的优点,且合成相对简单,在大量制备及功能化应用上更具潜力。预期可在功能化材料、生物医药、涂料等诸多领域有非常广泛的应用前景。本文以三羟甲基氨基甲烷与苯-1,2,4-三羧酸-1,2酐为原料利用溶液聚合的方法,制备了超支化聚(酰胺-酯)。并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、蒸气压渗透计(VPO)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)、乌氏黏度计、紫外可见吸收光谱(UV)和荧光光谱(RF)对制备的聚(酰胺-酯)的结构及性能进行了表征。本论文共分三章,其主要内容如下：第一章：绪论。对近年来超支化聚合物的研究现状,即结构性能、合成及应用等进行了简要回顾。第二章：超支化聚(酰胺-酯)的合成及表征。以三羟甲基氨基甲烷和苯-1,2,4-三羧酸-1,2酐为原料,利用溶液聚合的方法,制备了超支化聚(酰胺-酯)。并利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)对制备的聚(酰胺-酯)进行了结构表征。用蒸气压渗透计(VPO)测定了聚合物的分子量。用示差扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG)、乌氏黏度计测定了聚合物的热性能和黏度。并利用正交实验研究了反应条件对超支化聚(酰胺-酯)分子量的影响。本文合成的超支化聚(酰胺-酯)表现出较低的特性黏度和良好的热稳定性。第三章：超支化聚(酰胺-酯)的荧光性能研究。利用紫外可见吸收光谱(UV)和荧光光谱(RF)研究了超支化聚(酰胺-酯)的紫外吸收和荧光性能。研究了分子量变化时荧光强度及荧光发射波长的变化,以及化学环境对超支化聚(酰胺-酯)的荧光性能的影响。研究结果表明,分子量的变化影响超支化聚(酰胺-酯)的荧光性能。当溶剂和被测溶液的浓度发生变化时,超支化聚(酰胺-酯)的荧光性能也随之发生变化。本文对这些变化产生的原因进行了解释。

关键词：超支化聚(酰胺—酯) 合成表征荧光性能