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集成CPU-GPU架构上的列存储连接优化技术研究

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集成CPU-GPU架构上的列存储连接优化技术研究

作者：李子通东华大学

学位级别：硕士

随着互联网时代的到来,企业数据爆发式增长。如何更好地支持海量数据的存储、分析,已经成为企业关注的重要问题。数据仓库是用来存储、分析海量数据的重要工具。传统关系型数据库以事务操作为核心,而数据仓库更注重对海量数据的存储、... 详细信息

随着互联网时代的到来,企业数据爆发式增长。如何更好地支持海量数据的存储、分析,已经成为企业关注的重要问题。数据仓库是用来存储、分析海量数据的重要工具。传统关系型数据库以事务操作为核心,而数据仓库更注重对海量数据的存储、查询与分析。相比于行存储技术,列存储技术因其在读优先环境中的优势,被更多的应用于数据仓库之中。由于列存储系统可以支持列的独立存储、压缩和其他操作,列存储更利于读优化操作。集成多核异构CPU-GPU架构已经成为计算机处理器芯片的发展趋势,在商用计算机中,基于集成多核异构CPU-GPU架构的中央处理器已经得到了较为广泛的应用。在这种趋势下,研究数据仓库软件如何利用集成多核异构CPU-GPU体系架构处理器的性能优势极具价值。本文主要研究集成多核异构CPU-GPU架构处理器上列存储系统的连接原语优化技术,并以我们实验室自主研发的列存储系统为基础,研究了如何利用集成多核异构CPU-GPU架构的计算资源和性能优势优化连接操作。主要工作如下:本文首先研究了基于列存储系统的并行连接算法,针对OpenCL编程框架的特点,设计并实现了基于OpenCL的列存储系统连接算法。除此之外,研究了GPU上的数据分组算法,并针对该算法空间开销较大的问题做了相应改进,提出了一种基于分组数统计的GPU数据分组算法。其次,对使用GPU作协处理器加速数据查询操作的方法进行了研究。之后,深入研究了基于集成CPU-GPU架构的流水线协处理方案,并针对其无法动态改变数据配比的问题,提出了一种动态数据分配策略。再次,研究了实验室自主研发的列存储系统,并对其作出了改进,将本文提出的数据分配策略集成到该系统之上,使其可以充分利用集成CPU-GPU架构处理器的计算资源,优化连接操作。最后,使用SSB测试基准,验证了本文提出的方法有效性。实验结果表明,本文提出的方法使得两表连接效率最大提高了33.2%,SSB测试基准的标准查询语句Q1.1的执行时间缩短了9.81%,Q3.1执行时间最高缩短了7.03%。

关键词：异构芯片数据预取查询优化并行连接算法 OpenCL

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新城疫病毒核酸适配体的筛选研究

新城疫病毒核酸适配体的筛选研究

作者：谭阳通华南农业大学

学位级别：硕士

新城疫（Newcastle Disease,ND）是由新城疫病毒（Newcastle Disease Virus,NDV）引起的一种高度接触性的烈性传染病。禽类感染后以呼吸道、消化道和中枢神经系统损伤为主要特征。该病呈世界性分布,给养禽业造成了巨大的经济损失。核酸... 详细信息

新城疫（Newcastle Disease,ND）是由新城疫病毒（Newcastle Disease Virus,NDV）引起的一种高度接触性的烈性传染病。禽类感染后以呼吸道、消化道和中枢神经系统损伤为主要特征。该病呈世界性分布,给养禽业造成了巨大的经济损失。核酸适配体是利用SELEX技术筛选与靶物质特异性结合的单链DNA或RNA片段,有“化学抗体”之称。由于具有免疫原性低、靶分子范围广、分子质量小、易于化学合成和改造标记等优点,核酸适配体在疾病诊断和治疗领域中显现出重要的应用价值。本研究,体外合成总长度为81 nt的ssDNA文库,中间为40 nt的随机序列,两端为用于PCR扩增的固定序列。通过优化PCR条件制备高纯度的dsDNA和ssDNA,实验确定PCR最佳退火温度Tm=65°C,反应循环数为12个循环,不对称PCR引物含量比为F:R=100:1,下游引物含量固定为0.5 pmoL,反应循环数为40个循环。筛选以原核表达的HN蛋白和新城疫病毒GM株为靶标,利用硝酸纤维素膜过滤方法和微孔板法分离靶标-寡核苷酸复合物,经过10轮的反复筛选,获得针对HN蛋白和新城疫病毒GM株的富集文库。最后一轮筛选得到的ssDNA文库经PCR扩增为双链后,进行连接、转化并克隆测序。通过ELISA实验挑选出亲和力和特异性高的适配体,使用DNAMAN软件对测序结果进行一级结构分析,随机序列区（N40）的相似性为61.5%8.4%,均富含C或T,无保守序列,并利用Mfold预测其二级结构,主要形成大环加小环突起的结构。ELISA和Dot blot实验分析适配体的亲和力和特异性,实验结果显示适配体B53对HN蛋白及新城疫病毒GM株有较高的亲和力,并且能够特异性识别HN蛋白和新城疫病毒GM株,而对禽流感病毒、传染性法氏囊病毒和SPF尿囊液无反应性。适配体血凝抑制试验结果表明,针对GM株病毒的优势适配体均具有不同程度的的血凝抑制活性,病毒对照组血凝效价为11log2,A1处理组的血凝效价为9log2,A3处理组的血凝效价为7log2,A20处理组的血凝效价为10log2,B7、B53和B60处理组的血凝效价为8log2。噬斑试验结果表明,适配体B53具有病毒噬斑抑制能力,能够减少44.2%的GM株病毒噬斑。综上,本研究利用SELEX技术筛选获得的核酸适配体,能够特异性识别新城疫病毒,具有血凝抑制活性和较强的病毒噬斑抑制能力,为NDV诊断及其抗病毒研究奠定一定基础。

关键词： DNA适配体 SELEX NDV HN蛋白

基于CIPP模型的大学生社会实践育人成效评价体系研究

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基于CIPP模型的大学生社会实践育人成效评价体系研究

作者：梁博通华北电力大学

学位级别：硕士

习近平同志指出:“参与社会实践有助于引导青年更好地实现知行合一,学以致用,才能够‘增益其所不能’,成长为可堪大用、能担重任的栋梁之材。”社会实践是青年学生思想政治教育的关键课堂,伴随我国高校社会实践活动广泛深入地开展,如何... 详细信息

习近平同志指出:“参与社会实践有助于引导青年更好地实现知行合一,学以致用,才能够‘增益其所不能’,成长为可堪大用、能担重任的栋梁之材。”社会实践是青年学生思想政治教育的关键课堂,伴随我国高校社会实践活动广泛深入地开展,如何系统、科学地评价实践育人成效已成为学者们研究的重要课题。纵观国内相关论述,大多学者还停留在社会实践的必要性及实践模式的论证上,对于实践育人评价机制的研究较为匮乏,仍处于探索阶段。借助当前西方国家教育评价模型发展的浪潮,构建一个科学高效的育人成效评价模型,能够为我国实践育人成效评估开拓一种新的行为范式。通过引用适切于我国实践育人发展态势的CIPP模型,搭建由育人环境基础能力、育人资源配置能力、育人过程行动能力、育人成果绩效能力4个一级指标和11个二级指标及相应的观测点构成的社会实践育人成效评价体系,理论上可以对这一研究领域进行丰富,实践上也有利于更好地指导高校实践育人活动的开展,进一步推进高校思想政治教育工作者创新人才培养模式的改良与发展,更好地满足社会对人才的需求。本文以试点高校H大学开展的社会实践活动以及实践育人取得的实际效果作为评价样本,运用文献资料分析法、实证分析法、综合分析法等研究方法,对H大学的实践育人成果评价进行实证分析,总结实践活动过程中的成功与不足之处,分析结果证明本文的指标体系和评估模型是行之有效的。并且围绕CIPP模式在实践育人成效评价上的应用,提炼出富有针对性和有效性的试点高校评价结果,并使其具有可复制性、可推广性、以期能够对我国高校思想政治工作的发展提供普遍启示,从而推动我国高校大学生社会实践活动的蓬勃发展,提升育人成效,更有效地实现高校的教育目标。

关键词：大学生社会实践育人成效评价体系 CIPP模型

轮廓线约束的倾斜摄影测量三维模型立面修复方法

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轮廓线约束的倾斜摄影测量三维模型立面修复方法

作者：蒯通西南交通大学

学位级别：硕士

城市的数字化、信息化和智能化为社会带来了全新的发展机遇,三维城市模型作为数字城市的关键基础数据和智慧城市的信息载体,其精细化和高质量因而十分重要。基于倾斜摄影测量的大范围城市三维模型自动化生产已经成为主要的获取手段,利... 详细信息

城市的数字化、信息化和智能化为社会带来了全新的发展机遇,三维城市模型作为数字城市的关键基础数据和智慧城市的信息载体,其精细化和高质量因而十分重要。基于倾斜摄影测量的大范围城市三维模型自动化生产已经成为主要的获取手段,利用倾斜摄影测量技术获取的三维模型具有生产成本低、获取速度快的优点,但是相比传统人工交互式建模方法获取的单体化模型,倾斜摄影测量三维模型精细程度不够高,尤其在诸如建筑物立面等平面结构区域往往存在较多噪声三角形,大大影响了倾斜摄影测量三维模型的逼真效果,常常需要大量人工交互式处理进行修补,亟需一种高精度少交互的模型立面提取和修复方法。本文提出一种高精度少交互的、高效的轮廓线约束的倾斜摄影测量三维模型立面修复方法。该方法只通过少量交互选取立面角点处顶点作为种子点,自动提取到平面轮廓线,基于提取到的轮廓线精准分割立面部分三角网,根据分割结果对立面进行修复。通过典型建筑物模型处理实验验证了本文方法在面对复杂三维模型时的可行性、有效性以及高效性。本文的研究内容主要包括:1.研究背景和研究意义介绍,综述本文所涉及轮廓线提取、立面提取和立面修复等方向现有方法优缺点,本文研究的必要性及具体研究内容。2.基于工作流的倾斜摄影测量三维模型预处理方法,以便加速模型运算。主要对三角网模型的拓扑关系进行正确的重构,同时为了方便后续处理将三维模型重新以图的形式进行组织管理。3.根据交互式选取的种子点并考虑多种因素对模型立面轮廓线进行提取,利用半边数据结构追踪三角网对立面部分三角网进行分割。4.根据立面分割结果利用RANSAC剔除异常顶点,通过最小二乘法拟合目标平面,最后根据目标平面实现模型立面修复。为了验证本文轮廓线约束的立面修复方法,利用由Bentley公司的ContextCapture软件重建得到的城市实景三角网模型进行实验,实验结果验证了本文方法在面对数据复杂、噪声较多的倾斜摄影测量模型立面修复时的可行性和有效性,同时实验结果也表明本文方法具有效果好、效率高的优点,修复后的模型立面平整、噪声得以有效剔除。

关键词：摄影测量三维模型轮廓提取平面修复 RANSAC 半边数据结构

江西永平铜钨块状硫化物矿床早期成矿地球化学

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大地构造与成矿学 1998年第1期22卷 55-64页

作者：徐跃通山东师范大学地理系济南250014

对永平铜钨块状硫化物矿床地层、火山岩、侵入岩成矿元素含量，矿石硫、铅、硅同位素，微量元素和包裹体地球化学研究表明，永平矿床早期成矿物质主要来自于火山及其热泉活动，矿床主要是在火山-热水沉积成矿作用中形成的。

关键词：成矿地球化学块状硫化物矿床铜矿床钨矿床

维普期刊数据库

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电子生物支持训练系统软件平台

电子生物支持训练系统软件平台

作者：薛通大连理工大学

学位级别：硕士

随着控制科学、计算机技术、微电子技术和神经科学的迅速发展,神经接口(Neural interface)成为当今科学界的研究热点之一。脑机接口作为一种跨学科、多领域、高融合的综合学科技术的产物,技术代表的不仅是对微电子元件的综合应用的检测... 详细信息

随着控制科学、计算机技术、微电子技术和神经科学的迅速发展,神经接口(Neural interface)成为当今科学界的研究热点之一。脑机接口作为一种跨学科、多领域、高融合的综合学科技术的产物,技术代表的不仅是对微电子元件的综合应用的检测,还有对生物体从感知到控制的探索。神经接口作为生物体神经系统与外界环境进行信息感知和交互的通道,对于研究生物体神经细胞的生理机制、监测和分析生物体的运动行为状态以及控制生物体完成特定任务来时具有重要的研究价值和意义。目前来看,对于实现的应用于生物机器人上的神经接口操作大多没有一个多功能,跨平台,易操作的科研辅助研究平台。大多通过单一的操作,简洁的设置实现。比如缺少多通道神经采集显示模块,无法对特定刺激对于生物体的影响做出有据的评价;缺少实验数据的分析,从而对实验结果的评估和分析缺少数据支撑;神经接口包含的冗余的采集电缆,限制了生物体的运动范围,增加了数据传输的难度,这些使得对研究神经接口存在技术上的障碍,不利于后续的研究。本文设计并实现了一种基于神经接口的科研实验和辅助软件平台,通过平台的配置与操作,我们可以实现神经接口的无线双向通讯。为神经接口相关技术的探索和研究结论的提出提供平台操作和数据支持。与此同时,本文搭建的支持平台能够满足大部分实验需求,包括信号采集、行为视频监控、行为控制、远程定位、姿态展示等。具有操作一致性和实验对象普适性。这些需求的满足,为探索神经信号与认知之间、生物体大脑皮层的编码机制等提供了技术支持。在进行软件功能测试中,以鸽子为测试对象。实验过程中,通过结合硬件装置,支持平台运行良好,大体满足整体设计需求目标。

关键词：双向神经接口软件平台生物机器人远程控制信号采集

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轮式移动弹跳机器人研究

轮式移动弹跳机器人研究

作者：张克通南京航空航天大学

学位级别：硕士

弹跳机器人可以越过尺寸远大于自身尺寸的障碍物,具有较强未知地形适应能力,在考古探测、抢险救灾、军事侦察等领域具有广泛的应用前景。将轮式运动与弹跳运动相结合,弹跳机器人可以根据地形需要选择合适的运动方式,提高能源利用率,扩... 详细信息

弹跳机器人可以越过尺寸远大于自身尺寸的障碍物,具有较强未知地形适应能力,在考古探测、抢险救灾、军事侦察等领域具有广泛的应用前景。将轮式运动与弹跳运动相结合,弹跳机器人可以根据地形需要选择合适的运动方式,提高能源利用率,扩大机器人活动范围。因此轮式移动弹跳机器人具有十分重要的研究价值。根据现有两种类型弹跳机构性能的比较,确定了弹跳机构的能源类型。在对内能驱动型弹跳机构原理进行分析的基础上,运用三维参数化建模软件Pro/E完成了间歇式单动内燃机弹跳机构的结构设计,并制造出物理样机。根据弹跳机构的要求确定丙烷和笑气（N2O）为燃料,对混合燃料气体的爆炸极限、爆温、爆压等进行了分析计算,为间歇式单动内燃机弹跳机构的分析与试验提供依据。运用有限元分析软件ANSYS高级分析技术APDL开发了专用的分析程序,对间歇式单动内燃机锁紧机构锁紧力与活塞位移关系及活塞在高压下的结构应力应变进行了有限元仿真分析,为弹跳机构的设计提供依据。以间歇式单动内燃机作为弹跳机构,对复合了轮式移动运动方式的弹跳机器人的原理和结构进行了设计,制造出了轮式移动弹跳机器人物理样机。对间歇式单动内燃机弹跳机构和轮式移动弹跳机器人进行了试验验证。对间歇式单动内燃机弹跳机构的气密性、柱塞复位、锁紧机构最大锁紧力、热火头点火冷启动等进行了试验研究。在此基础上,进行了机器人轮式移动试验与弹跳越障试验。试验结果表明:机器人具有弹跳与轮式运动两种运动方式,弹跳运动可靠,弹跳高度可达1.5m,弹跳距离达1.5m。

关键词：轮式移动弹跳机器人弹跳机构单动内燃机 Pro/E ANSYS APDL

基于吩噁嗪给体的D-π-D型空穴传输材料的合成、表征及其光伏特性研究

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基于吩噁嗪给体的D-π-D型空穴传输材料的合成、表征及其光伏特性...

作者：陈亚通广东工业大学

学位级别：硕士

钙钛矿太阳能电池的商业化瓶颈之一是由于常用空穴传输材料往往需要借助吸湿性小分子添加剂来提高材料的空穴传输能力,然而添加剂的使用会造成器件的稳定性差。这些吸湿性掺杂剂的使用不仅会使水分进入和产生离子扩散而破坏电池的长期... 详细信息

钙钛矿太阳能电池的商业化瓶颈之一是由于常用空穴传输材料往往需要借助吸湿性小分子添加剂来提高材料的空穴传输能力,然而添加剂的使用会造成器件的稳定性差。这些吸湿性掺杂剂的使用不仅会使水分进入和产生离子扩散而破坏电池的长期稳定性,而且增加了器件制造的复杂性和总成本。寻找更加经济高效的非掺杂空穴传输材料是使钙钛矿太阳能电池走向商业化的重要一步。所以,本论文的研究重点主要集中在开发新型非掺杂空穴传输材料来提高钙钛矿太阳能电池的光伏性能和稳定性。主要研究内容如下:(1)设计合成了两种空穴传输材料,即BDT-PTZ和BDT-POZ,并进一步将它们用作钙钛矿太阳能电池中的非掺杂空穴传输层。对材料的结构表征结果表明BDT-POZ具有更短的N-N距离,使其获得了2.1×10cmVs的高空穴迁移率,比BDT-PTZ(9.8×10cmVs)高出大约两倍,是PTAA(4.1×10cmVs)的五倍,可以认为分子堆积模式和相邻分子间的氧化还原中心的距离可能会影响空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的空穴提取和传输能力。基于BDT-PTZ和BDT-POZ的器件分别获得了79.8%和81.7%的高填充因子以及18.26%和19.16%的出色光电转换效率。稳态/瞬态荧光光谱结果表明BDT-POZ的填充因子高主要归功于其更高效的空穴提取和空穴传输能力。(2)设计并合成了在苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩(BDT)上带有己氧基侧链的BDTO-POZ用作非掺杂空穴传输材料。通过与BDT-POZ进行对比,发现己氧基提高了材料的热稳定性,但是降低了分子间相互作用,降低了BDTO-POZ单晶中相邻分子的N-N距离(6.882(?)),导致理论空穴迁移率(9.6×10cmVs)低于BDT-POZ(2.2×10cmVs)。但是通过SCLC测得的BDTO-POZ薄膜迁移率达到了1.7×10cmVs,仍具有较好的空穴传输能力,这归因于BDTO-POZ在薄膜状态下具有更有序的分子排列。然而基于BDTO-POZ的器件性能仅有15.44%,后续仍需进一步优化钙钛矿配方以及器件制备工艺。(3)设计并合成了具有烷基侧链(7-庚烯基)的L1和芳基侧基(4-乙烯基-苄基)的L2,目的是通过热交联形成具备高空穴迁移率以及抗溶剂刻蚀的三维聚合物薄膜。交联后基于L2的器件效率从16.17%提高到18.31%,这归因于交联后产生的更强的侧链相互作用。基于L1的器件效率从16.45%降低到14.69%,原因是薄膜与钙钛矿前驱体溶液之间的润湿性过差,导致钙钛矿层无法完全覆盖。

关键词：钙钛矿太阳能电池空穴传输材料吩噁嗪 D-π-D结构非掺杂

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机载数字视频记录仪的设计与实现

机载数字视频记录仪的设计与实现

作者：张广通上海交通大学

学位级别：硕士

VTR是安装在战斗机座舱中的一个机载设备,用于记录飞行过程中机载显示器画面和通话声音以供地面分析。VTR采用模拟记录方式,以磁带为记录介质,鉴于国内磁头相关机械结构抗震性设计生产的落后水平,该设备一直依赖于进口。随着电子和计算... 详细信息

VTR是安装在战斗机座舱中的一个机载设备,用于记录飞行过程中机载显示器画面和通话声音以供地面分析。VTR采用模拟记录方式,以磁带为记录介质,鉴于国内磁头相关机械结构抗震性设计生产的落后水平,该设备一直依赖于进口。随着电子和计算机技术的蓬勃发展,数字视频压缩技术不断进步,已经广泛应用于安防和交通等领域,其通用文件管理方式和越来越清晰的图像效果受到航空电子系统的青睐,国外已经大量采用DVR作为机载记录设备,因此国内机载DVR呼之欲出,DVR替代VTR作为航空电子系统的一个重要新成员已经成为战机战斗力提升的一项迫切需要。本文根据某型飞机的实际需求,设计一个DVR产品,通过其它机载设备的控制能实现1路标清视频、3路XGA高清视频及1路音频的3小时记录。本文主要包括系统分析和系统设计与实现两个部分,从视频压缩方案、视频压缩算法、视频采集、数据存储四个方面进行了详尽的系统分析,并在系统设计与实现中详细论述了系统结构、系统应用及视频回放等设计环节,各部分主要内容如下: 1)针对视频压缩方案,本文列举了时下主流的两种实现方案,并对ASIC和DSP两种方案进行分析对比,虽然各有优缺点,但最终以高灵活性和可扩展性的主要优势选择了DSP方案,并详细地论述了DSP方案实施的相关技术信息。 2)发展至今,图形及视频相关的压缩算法和标准都很多,本文描述了JPEG、MPEGx和H.26x等压缩标准,通过对比其技术特点和适用性,选择了最新且最有发展前景的H.264压缩标准,然后列举了H.264的技术先进性,并结合实际应用的航空机载视频特性进行了相关优化,尤其是XGA视频压缩作为当时国内少有的高分辨率压缩首次在航空领域应用。 3)就视频采集方面,本文分别论述了标清视频和XGA视频的采集方案,详细论述了设计实现的相关具体技术。尤其是XGA视频采集在国内航空领域尚属首次,局限于当时此类视频采集应用有限,没有支持的解码芯片,开始只能采用先将XGA视频转换成标清视频再进行采集压缩,直到后来高分辨率解码芯片的出现,XGA视频采集才采用了直接处理方式。 4)数据存储方面,本文从实际使用角度出发,根据使用特性,决定了存储器采用可插拔的卡式结构,并对码流进行分析和计算,结合当时可选择范围,确定存储容量和接口,最终选定16GB IDE接口电子盘作为存储部件。 5)对于产品系统结构设计,本文从CPU选择、总线控制、数据传输和存储以及操作系统、文件系统等各方面进行了全方位综合论证,提出具体的系统结构实现方案,并对功能模块进行划分,详述实现方案。 6)结合DVR在飞机上的实际使用情况,详细论述了了该方案在系统应用的具体设计环节的实施过程,特别是同步设计、文件管理和算法优化。 7)视频回放是检验DVR记录功能和性能的最直观方式,也是DVR功能的延伸,本文结合多通道音视频同步回放的实际使用特性,采用双处理器工作站作为工作平台,配合功能丰富的视频播放软件,实现记录内容的回放。本文的意义在于,不仅成功的实现了机载视频记录设备的国产化,也是国内首个能实现XGA视频高分辨率压缩记录的系统,整个设计流程,特别是XGA高分辨率视频的采集压缩方案及系统结构设计,对于视频处理据具有很好的参考价值和指导意义。

关键词： DVR 视频压缩 H.264 XGA DSP