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swLLVM:面向神威新一代超级计算机的优化编译器

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软件学报 2024年第5期35卷 2359-2378页

作者：沈莉周文浩王飞肖谦武文浩张鲁飞安虹漆锋滨中国科学技术大学安徽合肥230026 国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083 清华大学北京100084

异构众核架构具有超高的能效比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.然而,异构系统的复杂性给应用开发和优化提出了更高要求,其在发展过程中面临好用性和可编程性等众多技术挑战.我国自主研制的神威新一代超级计算机采用了国产申... 详细信息

异构众核架构具有超高的能效比,已成为超级计算机体系结构的重要发展方向.然而,异构系统的复杂性给应用开发和优化提出了更高要求,其在发展过程中面临好用性和可编程性等众多技术挑战.我国自主研制的神威新一代超级计算机采用了国产申威异构众核处理器SW26010Pro.为了发挥新一代众核处理器的性能优势,支撑新兴科学计算应用的开发和优化,设计并实现面向SW26010Pro平台的优化编译器swLLVM.该编译器支持Athread和SDAA双模态异构编程模型,提供多级存储层次描述及向量操作扩展,并且针对SW26010Pro架构特点实现控制流向量化、基于代价的节点合并以及针对多级存储层次的编译优化.测试结果表明,所设计并实现的编译优化效果显著,其中,控制流向量化和节点合并优化的平均加速比分别为1.23和1.11,而访存相关优化最高可获得2.49倍的性能提升.最后,使用SPEC CPU2006标准测试集从多个维度对swLLVM进行了综合评估,相较于SWGCC的相同优化级别,swLLVM整型课题性能平均下降0.12%,浮点型课题性能平均提升9.04%,整体性能平均提升5.25%,编译速度平均提升79.1%,代码尺寸平均减少1.15%.

关键词：异构众核编译系统编程模型存储层次向量化节点合并访存优化

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地铁施工前沿线房屋安全评估应用研究

建设科技 2024年第9期 101-104页

作者：张飞健研检测集团有限公司厦门361004

针对地铁施工沿线房屋数量多、建筑情况复杂、施工影响评估难度大、工期及资金受限无法逐一进行详细安全鉴定的情况,提出基于施工影响程度和房屋现状的“宏观安全评估法”。该方法经厦门地铁1-6号线沿线1430栋房屋验证具有可行性,并基... 详细信息

针对地铁施工沿线房屋数量多、建筑情况复杂、施工影响评估难度大、工期及资金受限无法逐一进行详细安全鉴定的情况,提出基于施工影响程度和房屋现状的“宏观安全评估法”。该方法经厦门地铁1-6号线沿线1430栋房屋验证具有可行性,并基于工程实践提出多条简化评估标准和信息化管理建议,可为地铁施工前沿线房屋安全评估提供借鉴。

关键词：地铁施工沿线房屋安全评估评价标准信息化

基于改进卷积网络的终端区4D航迹预测与冲突检测

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科学技术与工程 2024年第5期24卷 2150-2157页

作者：张飞桥张亦驰严皓中国民用航空飞行学院经济与管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Orga... 详细信息

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)提出了基于航迹运行(trajectory based operation,TBO)的下一代空中交通管理运行理念,中国民航也提出了智慧民航的建设方案和目标。其中4D航迹是TBO运行的核心组成部分,也是中国建设智慧民航的重要技术指标,其可以对航空器的运行进行精确地管理和控制。因此,提高4D航迹预测的准确性成为了目前急需解决的核心问题。面向航空器的飞行任务实施阶段,从4D航迹预测和冲突检测两个问题进行了研究。在航迹预测方面,采用了基于卷积神经网络-双向门控循环单元(convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit,CNN-BiGRU)的模型对航迹进行高精度预测;在冲突检测方面,引入了航迹距离检测函数以检验预测模型生成的两条航迹是否存在冲突。通过使用某繁忙终端区真实广播自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)历史轨迹数据进行实验,并将该方法与同一数据集上的单一长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)模型进行了比较。仿真实验表明,CNN-BiGRU模型的评价指标均优于对比模型,同时预测的两条航迹在未来800 s内不存在冲突。所提出的方法为空中交通管理提供了一种有效的手段,具有重要的应用价值。

关键词： 4D航迹预测基于ADS-B航迹数据飞行冲突检测 CNN-BiGRU

基于模糊神经网络的舰船雷达图像弱小目标检测

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舰船科学技术 2024年第9期46卷 147-150页

作者：张勇飞陈涛南昌大学科学技术学院江西九江332020 南昌大学数学与计算机学院江西南昌330031

舰船雷达图像信息的维度较高,导致弱小目标的关键特征难以被精准提取,降低了弱小目标检测的可靠性,因此提出一种基于模糊神经网络的舰船雷达图像弱小目标检测方法。该方法对舰船雷达图像进行背景校正,利用图像灰度值加性模型从图像中提... 详细信息

舰船雷达图像信息的维度较高,导致弱小目标的关键特征难以被精准提取,降低了弱小目标检测的可靠性,因此提出一种基于模糊神经网络的舰船雷达图像弱小目标检测方法。该方法对舰船雷达图像进行背景校正,利用图像灰度值加性模型从图像中提取弱小目标。最后将提取的弱小目标输入到模糊神经网络中,输出的结果即为舰船雷达图像弱小目标检测结果。通过实验证明,在不同高斯噪声环境中,该方法能够准确地检测出雷达图像中的弱小目标,并具有较快的检测速度。

关键词：舰船雷达图像弱小目标检测图像灰度值高斯噪声

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油松育苗及病虫害绿色防治技术

园艺与种苗 2024年第7期44卷 46-48页

作者：张斐斐甘肃白龙江博峪河省级自然保护区管护中心甘肃陇南746407

甘肃博峪河省级自然保护区积极培育油松,建设油松林,利用油松的优势增加保护区的生物多样性,全面改善保护区的生态环境,最大限度发挥保护区的积极作用。该文对油松育苗方法及病虫害绿色防治技术进行总结,有效提升油松的育苗水平,以期为... 详细信息

甘肃博峪河省级自然保护区积极培育油松,建设油松林,利用油松的优势增加保护区的生物多样性,全面改善保护区的生态环境,最大限度发挥保护区的积极作用。该文对油松育苗方法及病虫害绿色防治技术进行总结,有效提升油松的育苗水平,以期为博峪河省级自然保护区提供优质的油松苗木,提升油松林建设效果,进一步促进保护区所在地林业经济的发展。

关键词：油松育苗方法病虫害绿色防治技术

中喜马拉雅日玛那地区退变榴辉岩岩石地球化学及年代学研究

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岩石矿物学杂志 2024年第2期43卷 360-392页

作者：刘学张贵宾张立飞刘帅奇北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871

喜马拉雅造山带是目前最年轻的仍处于碰撞阶段的陆陆碰撞造山带。高喜马拉雅结晶岩系内产出的(退变)榴辉岩记录了印度板块俯冲和折返的重要信息。本文对中喜马拉雅日玛那地区的(退变)榴辉岩进行了岩石学、全岩地球化学及锆石年代学研究... 详细信息

喜马拉雅造山带是目前最年轻的仍处于碰撞阶段的陆陆碰撞造山带。高喜马拉雅结晶岩系内产出的(退变)榴辉岩记录了印度板块俯冲和折返的重要信息。本文对中喜马拉雅日玛那地区的(退变)榴辉岩进行了岩石学、全岩地球化学及锆石年代学研究,确定了其变质演化、原岩性质及构造背景。日玛那榴辉岩呈透镜状或岩墙状与花岗片麻岩接触,基于矿物组合识别出3个变质阶段:①峰期榴辉岩相:石榴子石+绿辉石+多硅白云母+金红石+石英;②高压麻粒岩相:以单斜辉石+斜长石后成合晶、黑云母+斜长石的后成合晶为代表;③角闪岩相:以基质中角闪石的大量出现为特征。锆石U-Pb定年给出两期年龄,峰期榴辉岩相锆石年龄为约15.5~14 Ma,具平坦的HREE分配模式,缺失Eu负异常,麻粒岩相的年龄约为12 Ma,锆石显著富集HREE,并呈现出Eu负异常的特征,指示石榴子石分解和斜长石生长。矿物温压计限定日玛那榴辉岩峰期变质条件为约730℃、1.9~2.1 GPa。榴辉岩记录了顺时针的变质p-T轨迹,从峰期榴辉岩相经近等温快速降压至麻粒岩相,最后降温降压至角闪岩相。另外,日玛那榴辉岩的原岩为亚碱性玄武岩并沿着拉斑玄武岩趋势演化,地球化学特征与洋中脊玄武岩类似,对榴辉岩残留的岩浆锆石核定年给出了890~850 Ma的原岩年龄。综上,我们认为日玛那榴辉岩起源于新元古代大洋中脊玄武岩,在中新世(约15.5 Ma)随印度板块平俯冲至欧亚大陆下面,发生榴辉岩相变质,而后开始折返。

关键词：中喜马拉雅日玛那榴辉岩锆石U-Pb定年变质演化原岩

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低温等离子体灭活细菌气溶胶的效能及机制

中国环境科学 2024年第7期44卷 3615-3624页

作者：焦阳吉硕于欣王赫党小庆张宇飞西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055 陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

针对室内细菌气溶胶传播导致的空气生物安全性问题,以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为模式菌种,低温等离子体作为灭菌手段,对细菌气溶胶进行灭活实验研究.探究了输入电压、载气流速和初始浓度对灭活效率的影响,发射光谱、电子顺磁共振波谱及... 详细信息

针对室内细菌气溶胶传播导致的空气生物安全性问题,以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为模式菌种,低温等离子体作为灭菌手段,对细菌气溶胶进行灭活实验研究.探究了输入电压、载气流速和初始浓度对灭活效率的影响,发射光谱、电子顺磁共振波谱及生物表征结果揭示了低温等离子体产生的活性物种(主要包括1 O_(2)、O_(2)-和·OH),在灭活过程中破坏了细菌的细胞膜,导致其蛋白质泄露,脂质和核酸被分解,最终导致细菌完全失活.而增加输入电压和减小流速可提高灭活效率,较高的初始浓度也有利于细菌气溶胶的灭活.两类细菌对低温等离子体的抗性为:枯草芽孢杆菌>大肠杆菌,而枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的灭活速率常数(k)为0.0038和0.0043L/J,能量效率为0.027和0.021(kW·h)/m^(3),结果证明低温等离子体灭杀革兰氏阴性菌更具优势.

关键词：低温等离子体细菌生物气溶胶灭活机制活性物种

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小檗胺对糖尿病肾小管上皮细胞损伤的影响

中国临床药理学杂志 2024年第3期40卷 358-362页

作者：张鹏飞布琼星衡艳艳王斐斐魏巍长治医学院附属和平医院肾内科山西长治046000

目的研究小檗胺对体外糖尿病肾小管上皮细胞(RTEC)损伤的影响。方法将RTEC分成对照组、模型组(高糖)、低剂量实验组(2 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、中剂量实验组(4 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、高剂量实验组(8 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、B... 详细信息

目的研究小檗胺对体外糖尿病肾小管上皮细胞(RTEC)损伤的影响。方法将RTEC分成对照组、模型组(高糖)、低剂量实验组(2 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、中剂量实验组(4 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、高剂量实验组(8 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、BBM-H+miR-NC组(转染mimics control,8 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)、BBM-H+miR-135b组(转染miR-135b mimics,8 mg·L^(-1)小檗胺和高糖)。以噻唑蓝(MTT)法检测细胞增殖活性,以流式细胞术检测细胞凋亡率,以蛋白质印迹法检测细胞B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)、Bcl-2相关X(Bax)蛋白表达,以化学荧光法检测活性氧(ROS)水平,以硫代巴比妥酸法检测丙二醛(MDA)水平,以黄嘌呤氧化法检测超氧化物歧化酶(SOD)水平,以酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-8(IL-8)和白细胞介素-1β(IL-1β)水平。结果对照组、模型组和低、中、高剂量实验组的RTEC增殖活性(OD值)分别为0.66±0.04、0.36±0.02、0.43±0.03、0.54±0.03和0.63±0.05,细胞凋亡率分别为(3.62±0.31)%、(29.41±2.33)%、(20.10±1.65)%、(15.02±1.25)%和(9.58±1.43)%,MDA分别为(1.04±0.12)、(5.24±0.29)、(3.45±0.22)、(2.16±0.13)和(1.60±0.11)nmol·mL^(-1),SOD分别为(240.22±12.06)、(130.56±10.84)、(169.62±12.50)、(201.97±12.78)和(236.74±14.52)U·mL^(-1),TNF-α分别为(31.25±2.51)、(51.84±4.20)、(44.52±2.61)、(38.25±1.50)和(32.10±1.78)mg·L^(-1),IL-8分别为(10.59±1.14)、(19.95±1.74)、(16.10±1.03)、(13.52±1.25)和(11.17±0.92)mg·L^(-1),IL-1β分别为(23.01±1.45)、(56.92±2.51)、(43.20±1.96)、(32.05±1.23)和(26.37±2.48)mg·L^(-1)。模型组的上述指标与对照组比较,在统计学上差异均有统计学意义(均P<0.05);低、中、高剂量实验组的上述指标与模型组比较,在统计学上差异均有统计学意义(均P<0.05);BBM-H+miR-NC组与BBM-H+miR-135b组的上述指标比较,在统计学上差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论小檗胺通过下调miR-135b减少体外糖尿病RTEC损伤。

关键词：小檗胺糖尿病肾小管上皮细胞

长湖草/藻型湖区浮游植物群落特征及与环境因子的关系

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水生态学杂志 2024年第2期45卷 102-110页

作者：章叶飞李滔张露胡琴刘章勇杨军长江大学农学院湖北荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

研究长湖草型湖区和藻型湖区浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,为长湖草型湖泊生态系统的培植、水环境保护和生态修复提供理论支撑。根据长湖形态特征共设5个采样点,于2020年4、7、10月和2021年1月进行采样调查,测定水化学指... 详细信息

研究长湖草型湖区和藻型湖区浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,为长湖草型湖泊生态系统的培植、水环境保护和生态修复提供理论支撑。根据长湖形态特征共设5个采样点,于2020年4、7、10月和2021年1月进行采样调查,测定水化学指标并鉴定浮游植物样品,通过对湖泊内草型湖区(水生植物为主)和藻型湖区(水生植物分布较少或无水生植物覆盖)浮游植物群落结构进行对比分析。结果表明,草型湖区和藻型湖区分别鉴定出浮游植物80种和91种,以绿藻门种类数最多,分别为38种和50种。两类湖区均以小球藻属(Chlorella)和小环藻属(Cyclotella)为主要优势属。草型湖区和藻型湖区浮游植物丰度分别为0.59×10^(7)~2.34×10^(7)个/L和0.73×10^(7)~3.06×10^(7)个/L,生物量分别为8.98~18.98 mg/L和10.08~28.25 mg/L。藻型湖区多样性指数略高于草型湖区,两湖区水质整体为轻污染到中污染。冗余分析(RDA)结果显示,草型湖区浮游植物优势种主要受水温、DO、TN、TP和水位影响,藻型湖区主要受DO、TN、氮磷比和水位影响。

关键词：浮游植物环境因子草型湖区藻型湖区长湖