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基于超低延迟SSD的页交换机制关键技术

计算机研究与发展 2024年第3期61卷 557-570页

作者：王紫芮蒋德钧中国科学院计算技术研究所先进计算机系统研究中心北京100190 处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所) 北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100049

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交... 详细信息

随着内存密集型应用的快速发展,应用对单机内存容量的需求日益增大.然而,受到颗粒密度的限制,内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术,该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备,以达到扩展内存的目的.过去页交换机制由于慢速磁盘的读写速度限制,无法被广泛应用.近年来,得益于超低延迟固态硬盘(solid state drive,SSD)的快速发展,页交换机制可以利用其低延迟的读写特性,提升页交换效率.然而,在低I/O延迟的情况下,传统页交换机制的I/O栈存在巨大的软件开销.首先对使用超低延迟SSD的Linux页交换机制进行测试与分析,发现现有页交换机制的主要瓶颈在于发送请求时存在队头阻塞问题、I/O合并和调度开销,以及内核返回路径上的中断处理和直接内存回收开销.基于分析结果,提出基于超低延迟SSD的页交换机制***在Linux I/O栈的基础上增加对轮询请求的处理,并降低I/O合并与调度开销,实现轻量级的I/O栈.基于Ultraswap的I/O栈,对内核页交换机制的换入与换出路径进一步优化.通过优化对缺页、直接内存回收的处理,降低页交换机制关键路径上的时间开销.实验结果表明Ultraswap在应用测试场景下相比Linux页交换机制能够提升19%的平均性能;在可使用内存比例为20%的情况下,Ultraswap可达到33%的性能提升.

关键词：页交换 I/O栈超低延迟SSD 轮询 NVMe SSD

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一种新型森林灭火弹的设计与仿真研究

一种新型森林灭火弹的设计与仿真研究

作者：王紫民中北大学

学位级别：硕士

森林防火是我国防灾减灾工作的的重要组成部分,是加快林业发展,生态建设的前提。森林火情发生后,灭火安全以及远距离压控是一个世界性难题。灭火弹作为一款中远距离灭火工具,对森林防火有重大贡献。目前市场上灭火弹的种类繁多,每一种... 详细信息

森林防火是我国防灾减灾工作的的重要组成部分,是加快林业发展,生态建设的前提。森林火情发生后,灭火安全以及远距离压控是一个世界性难题。灭火弹作为一款中远距离灭火工具,对森林防火有重大贡献。目前市场上灭火弹的种类繁多,每一种灭火弹对应着不同的灭火环境。本论文介绍了某灭火产品动员中心研制的一种新型森林灭火弹,并对该弹进行了相应的运动学及动力学方面的仿真分析,为实弹试验作理论参考。该论文具体可归纳为以下几点:(1)对比了国内外灭火弹技术的发展现状。从本灭火弹对应的具体森林火情出发,阐述了灭火弹设计理念。该灭火弹的创新点在于兼顾了安全灭火距离以及灭火效果,设计上将弹丸圆柱部直径扩大一倍,置于迫炮外发射,同时增加了稳定杆长度。(2)运用ANSYS/Workbench仿真软件对弹丸进行模态分析,得到前6阶振型和固有频率,分析了弹丸设计上较薄弱环节;对尾翼进行发射强度的安全性校核,仿真结果表明弹丸具有良好的发射安全性。(3)弹道特性关系到灭火弹的发射系统与飞行性能。运用MATLAB软件分别对灭火弹的内弹道、外弹道进行仿真,得到其膛压随时间变化规律、发射初速、质心运动轨迹以及质心速度随时间变化曲线等。仿真结果表明,灭火弹满足安全灭火距离。(4)灭火弹的最终目的是通过战斗部的爆炸波将灭火剂抛撒到火场,实现覆盖灭火。运用ANSYS/LS-DYNA非线性仿真软件,模拟灭火剂的爆炸抛撒效果,理论结果表明,与钢质薄壳相比,ABS工程塑料作为弹丸壳体时,既能满足发射强度,其灭火剂的抛撒更为均匀,灭火面积相对更大。

关键词：森林灭火弹模态分析弹道特性 ANSYS/Workbench MATLAB

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干旱胁迫对青稞幼苗小分子代谢成分的影响

江苏农业科学 2024年第2期52卷 51-56页

作者：雷东花王楚轶王紫阳赵昊民康志钰云南农业大学农学与生物技术学院云南昆明650201

为探究短期干旱胁迫下不同耐旱性青稞幼苗小分子代谢物的变化,以青稞品种(滇青1号和滇青2号)为材料,用20%聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,采用气相质谱-色谱联用仪(GC-MS)对处理组(24 h)和对照组(0 h)的代谢组学进行分析,研究干旱胁迫下青... 详细信息

为探究短期干旱胁迫下不同耐旱性青稞幼苗小分子代谢物的变化,以青稞品种(滇青1号和滇青2号)为材料,用20%聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,采用气相质谱-色谱联用仪(GC-MS)对处理组(24 h)和对照组(0 h)的代谢组学进行分析,研究干旱胁迫下青稞的代谢物质变化。结果表明,2个处理组(D1-0与D1-24、D2-0与D2-24)分别有24、10个差异代谢物,其中差异代谢物木糖醇、D-葡萄糖、1-单棕榈素、甘油、乙酰基-L-赖氨酸在2个处理组中共有。对2个处理组的差异代谢物进行分析,发现D1-0与D1-24在胁迫24 h的差异代谢物多于D2-0与D2-24,在D1-0与D1-24中,糖类及多元醇主要以上调为主,而有机酸和氨基酸主要以下调为主;在D2-0与D2-24中发现,糖类及多元醇以上调表达为主。还发现D-葡萄糖、木糖醇、甘油在2个处理组中都是上调表达,而乙酰基-L-赖氨酸、尸胺都是下调表达。KEGG通路分析发现,氨基酸途径在2个处理组中分别有5、1条通路,而碳水化合物途径分别有3、2条通路,其中D1-0与D1-24主要在氨基酸途径中富集,D2-0与D2-24在碳水化合物途径中富集。由此可知在应对短期干旱胁迫时,青稞幼苗主要通过积累木糖醇、D-葡萄糖、甘油、乙酰基-L-赖氨酸等差异代谢物抵御干旱,还发现通路分析中的氨基酸代谢通路和碳水化合物代谢通路与青稞抗旱性密切相关。

关键词：青稞干旱胁迫代谢组差异代谢物 GC-MS技术 KEGG分析

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知觉学习中非显著性刺激视觉加工的学习机制

心理学报 2024年第6期56卷 689-700页

作者：张琪王紫乐吴美君闽南师范大学教育与心理学院漳州363000 闽南师范大学应用心理学研究所漳州363000 福建省应用认知与人格重点实验室漳州363000 中国科学院心理研究所北京100101

非显著性刺激的知觉学习研究发现成人大脑具有可塑性,但是知觉学习如何影响不同的视觉加工阶段仍不清楚。通过将眼动指标划分为3个视觉加工阶段来探究知觉学习的机制:搜索潜伏期(早期),是指从搜索屏呈现到第一次眼跳离开初始注视点位置... 详细信息

非显著性刺激的知觉学习研究发现成人大脑具有可塑性,但是知觉学习如何影响不同的视觉加工阶段仍不清楚。通过将眼动指标划分为3个视觉加工阶段来探究知觉学习的机制:搜索潜伏期(早期),是指从搜索屏呈现到第一次眼跳离开初始注视点位置的时间,代表了在搜索屏中选择第一个搜索位置的时间;注视点个数和平均注视时间(中期),代表搜索过程中注视加工的位置个数和平均加工时间;确定时间(后期),代表判断当前刺激是否为目标并做出反应的时间。结果发现对训练刺激的搜索正确率提高,反应时变快,同时搜索潜伏期显著增加,注视点个数和平均注视时间减少,且行为和眼动指标的变化都没有迁移至未训练刺激。说明知觉学习会影响早期和中期视觉加工阶段,可能通过增长搜索潜伏期,同时减少眼跳的次数和降低注视时间来提高搜索表现。

关键词：知觉学习非显著性刺激学习机制视觉加工眼动

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基于超低延迟SSD的页交换关键技术

计算机研究与发展 2024年

作者：王紫芮 * 蒋德钧先进计算机系统研究中心(中国科学院计算技术研究所) 中国科学院大学处理器芯片全国重点实验室(中国科学院计算技术研究所)

随着内存密集型应用的快速发展，应用对单机内存容量的需求日益增大.然而，受到颗粒密度的限制，内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术，该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备，以达到扩展内存的目的.过... 详细信息

随着内存密集型应用的快速发展，应用对单机内存容量的需求日益增大.然而，受到颗粒密度的限制，内存容量的扩展度较低.页交换机制是进行内存扩展的经典技术，该机制通过将较少使用的内存页面暂存在存储设备，以达到扩展内存的目的.过去页交换机制由于慢速磁盘的读写速度限制，无法被广泛应用.近年来，得益于超低延迟固态硬盘（solid state drive, SSD）的快速发展，页交换机制可以利用其低延迟的读写特性，提升页交换效率.然而，在低I/O延迟的情况下，传统页交换机制的I/O栈存在巨大的软件开销.首先对使用超低延迟SSD的Linux页交换机制进行测试与分析，发现现有页交换机制的主要瓶颈在于发送请求时存在队头阻塞问题、I/O合并和调度开销，以及内核返回路径上的中断处理和直接内存回收开销.基于分析结果，提出基于超低延迟SSD的页交换机制***在Linux I/O栈的基础上增加对轮询请求的处理，并降低I/O合并与调度开销，实现轻量级的I/O栈.基于Ultraswap的I/O栈，对内核页交换机制的换入与换出路径进一步优化.通过优化对缺页、直接内存回收的处理，降低页交换机制关键路径上的时间开销.实验结果表明Ultraswap在应用测试场景下相比Linux页交换机制能够提升19%的平均性能；在可使用内存比例为20%的情况下，Ultraswap可达到33%的性能提升.

关键词：页交换 I/O栈超低延迟SSD 轮询 NVMe SSD

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小样本学习驱动的无线频谱状态感知

电子与信息学报 2024年第4期46卷 1231-1239页

作者：申滨李月王欣王紫昕重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

无线频谱状态感知是实现无线频谱资源高效利用及各种用频系统和谐共存的先决条件之一。针对复杂无线传播环境下获取的频谱观测往往存在数据稀疏性、数据类别分布不稳定、标记数据严重不足的情况,该文提出基于插值和小样本学习(FSL)分类... 详细信息

无线频谱状态感知是实现无线频谱资源高效利用及各种用频系统和谐共存的先决条件之一。针对复杂无线传播环境下获取的频谱观测往往存在数据稀疏性、数据类别分布不稳定、标记数据严重不足的情况,该文提出基于插值和小样本学习(FSL)分类的无线频谱状态感知方法。首先,对捕获的稀疏频谱观测数据插值,构建频谱状态地图,作为频谱状态分类器的输入数据。其次,针对频谱数据类别分布不稳定、数据量严重不足的问题,基于小样本学习方法,利用嵌入模块和度量模块协同工作,以实现快速精确的频谱状态分类。具体地,利用嵌入模块将频谱数据映射到嵌入空间,提取频谱数据中的隐含特征;在度量模块的设计中,分别提出基于原型和基于样例的两种类别表示方式,通过计算待分类样本与类别之间的相似度判断待分类样本类别。最后,为了确保分类模型克服测试样本数量少导致过拟合问题,设置A-way B-shot任务训练模型。仿真结果表明,与传统机器学习方法相比,本文模型可以在低信噪比条件下进行精准分类;同时,在测试集样本数很少的情况下,或者在测试集中出现在训练集从未见到的新类时,所训练的模型也可以精准快速判别无线频谱的场景类别。

关键词：频谱状态感知频谱状态地图插值小样本学习

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基于CAM技术的数控加工课程改革的研究

机械管理开发 2023年第7期38卷 97-99页

作者：王紫民刘晓瑞荆忠亮山西工程技术学院机械工程系山西阳泉045000

分析了CAM技术在现代制造业的优势地位及教学中融入CAM技术的教学特点,在实际教学中,主要采用Mastercam软件进行仿真教学,该软件可以仿真建模,然后通过工艺参数的输入进行刀路的模拟和优化,实现自动编程功能,软件兼有机床常用的车、铣... 详细信息

分析了CAM技术在现代制造业的优势地位及教学中融入CAM技术的教学特点,在实际教学中,主要采用Mastercam软件进行仿真教学,该软件可以仿真建模,然后通过工艺参数的输入进行刀路的模拟和优化,实现自动编程功能,软件兼有机床常用的车、铣、车铣复合及线切割等功能,可以实时模拟出真实加工制造场景,弥补设备的不足。教学中采用OBE教学理念,侧重虚拟实践和成果导向,鼓励学生掌握一技之长;教学模块中融入课程思政的内容,激发学生的学习兴趣及爱国热情,为培养新时代制造业应用型人才为目的而进行的课程改革的研究。

关键词：数控加工技术 CAM技术 OBE教学课程改革

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红色经典的时代意蕴及育人功能

思想理论教育导刊 2024年第2期 125-133页

作者：王紫潇南京师范大学马克思主义学院

红色经典是中国共产党人以马克思主义为指导,以带领中国人民进行的一切奋斗、一切牺牲光辉历程为题材,以实现中华民族伟大复兴为主题的经典文艺作品,其中心思想的革命性、创作题材的丰富性、表现形式的多样性、艺术升华的真实性,都与新... 详细信息

红色经典是中国共产党人以马克思主义为指导,以带领中国人民进行的一切奋斗、一切牺牲光辉历程为题材,以实现中华民族伟大复兴为主题的经典文艺作品,其中心思想的革命性、创作题材的丰富性、表现形式的多样性、艺术升华的真实性,都与新时代思政育人功能的内在诉求相契合,成为思想政治教育的典型素材和立德树人的有效载体。红色经典在增强主流意识形态引领力、厚植爱国主义感染力、提升社会主义核心价值观凝聚力、筑牢文化自信自强影响力等方面发挥积极作用,展现出显著的思政育人功能。

关键词：红色经典革命文化新时代育人功能

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利用渐进式动态图进行图像分割

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1212-1223页

作者：王紫娇许春燕周传伟崔振南京理工大学计算机科学与工程学院江苏南京210094

大多数先进的基于深度学习的图像分割算法缺乏结合图像上下文关系的能力,忽略了上下文信息对分割轮廓的作用及影响,使得算法性能的提升有所局限,为此提出了一种基于轮廓的图像分割方法,利用一种渐进式动态图网络进行轮廓的变形。具体地... 详细信息

大多数先进的基于深度学习的图像分割算法缺乏结合图像上下文关系的能力,忽略了上下文信息对分割轮廓的作用及影响,使得算法性能的提升有所局限,为此提出了一种基于轮廓的图像分割方法,利用一种渐进式动态图网络进行轮廓的变形。具体地,根据目标轮廓的拓扑结构,在轮廓上采样顶点将其转变成一个动态图,通过扩散目标点的上下文信息进行推理学习,并积累历史学习经验来进行轮廓图的动态更新,通过一种端到端的方式进行图的更新和目标位置的预测,并将其封装成一个闭环的学习过程。在Cityscapes、KINS、SBD数据集上进行了测试,验证了所提方法在实时实例分割上的有效性和实时性。具体地,在Cityscapes和SBD数据集上分别达到了最好的性能:34.4%和55.3%平均精度(average precision, AP),在KINS数据集上也达到了30.5%AP的性能,实现了很好的分割拟合效果,相比于Deep Snake模型,其分割轮廓与目标真实边界更加拟合且轮廓线更加平滑。此外,就运行速度而言,动态图模型在3个数据集上也达到了最好的结果,分别为3.8帧/s、7.6帧/s和13.1帧/s,比Deep Snake模型的运行速度平均提升了0.5帧/s。

关键词：图像分割轮廓深度学习上下文渐进式动态图实时实例分割