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高密度磁盘性能优化技术研究综述

电子学报 2024年第5期52卷 1759-1782页

作者：伍卫国张驰于芳星聂世强李孟涵牛洁西安交通大学计算机科学与技术学院陕西西安710000

在当今数字化时代,海量数据的生成和积累呈现出爆炸式增长的趋势,因此对存储容量的需求急速上升.传统磁记录磁盘CMR因其高容量和低成本而被视为解决海量数据存储的首选.然而,由于超顺磁效应的制约,CMR(Conventional Magnetic Recording... 详细信息

在当今数字化时代,海量数据的生成和积累呈现出爆炸式增长的趋势,因此对存储容量的需求急速上升.传统磁记录磁盘CMR因其高容量和低成本而被视为解决海量数据存储的首选.然而,由于超顺磁效应的制约,CMR(Conventional Magnetic Recording)磁盘面密度的提升已触及极限.为了突破这一限制,叠瓦式磁记录技术SMR(Shingled Magnetic Recording)应运而生.基于传统硬盘架构,该技术以重叠磁道的方式,显著提升了磁盘面密度.但SMR磁盘在处理随机写时,会产生不可预测的写放大效应,从而严重影响I/O性能.为解决这一问题,业界随即提出了交错式磁记录技术IMR(Interlaced Magnetic Recording),利用优化的磁道布局和热辅助磁记录技术,有效实现了存储容量与性能的平衡.本文首先详细介绍了SMR和IMR的技术原理和磁盘类型,并量化分析了影响设备I/O性能的关键问题.然后,重点介绍了设备级优化方案,分析并总结了不同策略的优缺点与优化目标.接着,概述了面向设备的系统级和应用级设计方案,如文件系统、独立磁盘阵列技术和数据库等.最后讨论了在未来优化SMR磁盘和IMR磁盘性能可能的研究方向.

关键词：超顺磁效应叠瓦式磁记录交错式磁记录磁道布局写干扰写放大

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辅助任务增强的中文跨域NL2SQL算法

国防科技大学学报 2024年第2期46卷 197-204页

作者：胡亚红刘亚冬朱正东刘鹏杰浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023 西安交通大学软件学院陕西西安710049 西安交通大学计算机科学与技术学院陕西西安710049

自然语言到结构化查询语言(natural language to structured query language,NL2SQL)任务旨在将自然语言询问转化为数据库可执行的结构化查询语言(structured query language,SQL)语句。本文提出了一种辅助任务增强的中文跨域NL2SQL算法... 详细信息

自然语言到结构化查询语言(natural language to structured query language,NL2SQL)任务旨在将自然语言询问转化为数据库可执行的结构化查询语言(structured query language,SQL)语句。本文提出了一种辅助任务增强的中文跨域NL2SQL算法,其核心思想是通过在解码阶段添加辅助任务以结合原始模型来进行多任务训练,提升模型的准确率。辅助任务的设计是通过将数据库模式建模成图,预测自然语言询问与数据库模式图中的节点的依赖关系,显式地建模自然语言询问和数据库模式之间的依赖关系。针对特定的自然语言询问,通过辅助任务的提升,模型能够更好地识别数据库模式中哪些表/列对预测目标SQL更有效。在中文NL2SQL数据集DuSQL上的实验结果表明,添加辅助任务后的算法相对于原始模型取得了更好的效果,能够更好地处理跨域NL2SQL任务。

关键词：人工智能深度学习自然语言处理语义解析

工作量感知软件缺陷预测中偏斜分布的影响及测试评估方法

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西安交通大学学报 2024年第7期58卷 203-213页

作者：郭育晨朱晓燕西安交通大学计算机科学与技术学院西安710049

针对工作量感知软件缺陷预测中传统模型测试评估方法存在偏差这一问题,采用偏斜分布的偏度作为数值特征,研究了3种主要测试评估方法的测试集在工作量偏度的偏差和与其对应的估计误差,并基于偏度偏差较小的采样余量方法,提出一种改进方... 详细信息

针对工作量感知软件缺陷预测中传统模型测试评估方法存在偏差这一问题,采用偏斜分布的偏度作为数值特征,研究了3种主要测试评估方法的测试集在工作量偏度的偏差和与其对应的估计误差,并基于偏度偏差较小的采样余量方法,提出一种改进方法——后采样方法,所提后采样方法能够保持测试集的类标签比例以避免生成无效测试集。研究结果表明:最常用的十折交叉验证方法偏度偏差最大,其估计误差也最大;与十折交叉验证相比,改进方法性能估计误差减少约4.9%~26.9%;与采样余量方法相比,改进方法不会产生无效测试集,并证明了减小测试集偏度偏差以减少估计误差的有效性。所提后采样方法为工作量感知软件缺陷预测提供了一种更可靠的测试评估方法,能够更准确地评估模型性能。

关键词：软件缺陷预测工作量感知偏斜分布测试评估方法

近地轨道质子和α粒子入射InP产生的位移损伤模拟

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物理学报 2024年第5期73卷 85-91页

作者：白雨蓉李培何欢刘方李薇贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.... 详细信息

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.本文使用蒙特卡罗软件Geant4研究近地轨道的质子与α粒子分别经过150μm二氧化硅和2.54 mm铝层屏蔽后,在500/1000/5000μm InP材料中产生的非电离能量损失(non-ionizing energy loss,NIEL)、平均非电离损伤能随深度分布以及年总非电离损伤能.研究发现:低能质子射程短且较易发生非电离反应,入射粒子能谱中低能粒子占比越大,材料厚度越小,NIEL值越大;计算质子和α粒子年总非电离损伤能,质子的年总非电离损伤能占比达98%,表明质子是近地轨道内产生位移损伤的主要因素;α粒子年总非电离损伤能占比小,但其在InP中的NIEL约为质子的2-10倍,应关注α粒子在InP中产生的单粒子位移损伤效应.本文计算为InP材料在空间辐射环境的应用提供了参考依据.

关键词：磷化铟位移损伤 Geant4 非电离能量损失近地轨道

基于细粒度代码表示和特征融合的即时软件缺陷预测方法

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计算机科学 2024年

作者：朱晓燕王文格王嘉寅张选平西安交通大学计算机科学与技术学院

即时软件缺陷预测是指，在软件更改初次提交之际，预测该更改引入缺陷的倾向。此类预测针对单一程序变更，而非在粗粒度上进行。由于其即时性和可追溯性，该技术已在持续测试等领域得到广泛应用。目前的研究中提取变更代码表示的方法粒... 详细信息

即时软件缺陷预测是指，在软件更改初次提交之际，预测该更改引入缺陷的倾向。此类预测针对单一程序变更，而非在粗粒度上进行。由于其即时性和可追溯性，该技术已在持续测试等领域得到广泛应用。目前的研究中提取变更代码表示的方法粒度较粗，只是标出了变更行，而没有进行细粒度的标记。此外，现有的使用提交内容进行缺陷预测的方法，仅限于把提交消息与变更代码的特征进行简单拼接，缺失了在特征空间上的深度对齐，这使得在提交消息质量参差不齐的情况下，易出现预测结果受噪声干扰的情形。并且，现有的方法也未将领域专家设计的人工特征，以及变更内容中的语义语法信息综合起来进行预测。为了解决上述问题，提出了一种基于细粒度代码表征和特征融合的即时软件缺陷预测方法。通过引入新的变更嵌入计算方法来在细粒度上表示变更代码。同时引入特征对齐模块，降低提交消息中噪声对方法性能的影响。此外，使用神经网络从人工设计的特征中学习专业知识，充分利用现有特征进行预测。实验结果表明，该方法在三个性能指标上相较于现有方法均有显著提升。

关键词：即时软件缺陷预测特征融合软件工程深度学习代码表示

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多光谱目标检测综述

信息与控制 2024年第3期53卷 287-301页

作者：王元喆梁腾飞曾宇乔金一李浥东北京交通大学计算机科学与技术学院

多光谱目标检测技术是一种利用不同波长光谱的信息来检测和识别目标的方法。该技术结合了可见光、红外、热成像等不同光谱的数据，通过融合多光谱数据来提高目标检测的精确度和鲁棒性。在低光或其他具有挑战性的环境中，多光谱目标检测... 详细信息

多光谱目标检测技术是一种利用不同波长光谱的信息来检测和识别目标的方法。该技术结合了可见光、红外、热成像等不同光谱的数据，通过融合多光谱数据来提高目标检测的精确度和鲁棒性。在低光或其他具有挑战性的环境中，多光谱目标检测表现出优越的性能。该技术在夜视监控、气象观测、农业、环境监测等领域有着广泛的应用。本文首先介绍了多光谱图像的定义、获取方式及常用数据集；其次，介绍了多光谱目标检测算法的分类并给出相关算法示例；再次，介绍了多光谱目标检测的应用，重点讨论了多光谱目标检测在行人检测、农业、环境监测等领域的具体应用案例；最后，探讨了多光谱目标检测未来的发展方向。

关键词：多光谱目标检测特征提取深度学习图像融合

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融合风格迁移的对抗样本生成方法

西安交通大学学报 2024年第7期58卷 191-202页

作者：于振华殷正叶鸥丛旭亚西安科技大学计算机科学与技术学院西安710054

针对现有面向目标检测的对抗样本生成方法泛化能力弱的问题,提出了一种融合风格迁移的对抗样本生成方法。首先,提出一种新的对抗补丁生成方法,使用风格迁移方法将风格图像不同层次特征提取并融合,生成无明显物体特征且纹理丰富的对抗补... 详细信息

针对现有面向目标检测的对抗样本生成方法泛化能力弱的问题,提出了一种融合风格迁移的对抗样本生成方法。首先,提出一种新的对抗补丁生成方法,使用风格迁移方法将风格图像不同层次特征提取并融合,生成无明显物体特征且纹理丰富的对抗补丁;然后,利用梯度类激活映射方法生成目标的特征热图,对目标不同区域在目标检测模型中的关键程度进行可视化表示;最后,构建一种热图引导机制,引导对抗补丁在攻击目标的关键位置进行攻击以提高其泛化能力,生成最终对抗样本。在DroNet室外数据集上进行实验,结果表明:针对单阶段目标检测模型YOLOv5生成的对抗样本,采用所提方法计算得到的攻击成功率可达84.07%;应用于攻击两阶段目标检测模型Faster R-CNN时,采用所提方法计算得到的攻击成功率仍保持在67.65%;与现有的主流方法相比,所提方法生成的对抗样本攻击效果较好,且具有良好的泛化能力。

关键词：目标检测对抗样本风格迁移对抗补丁热图引导

熔盐沿螺旋十字型单棒层流混合对流传热数值研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 76-84页

作者：姜殿强张大林陈凯龙田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学核科学与技术学院西安710049

西安交通大学提出的小型氟盐冷却高温堆(FuSTAR)概念设计采用了螺旋十字型燃料组件。为研究熔盐在螺旋十字型燃料组件的混合对流传热特性,建立了螺旋十字型单棒通道模型。采用计算流体力学(CFD)方法,以实验数据验证数值计算模型,94%壁... 详细信息

西安交通大学提出的小型氟盐冷却高温堆(FuSTAR)概念设计采用了螺旋十字型燃料组件。为研究熔盐在螺旋十字型燃料组件的混合对流传热特性,建立了螺旋十字型单棒通道模型。采用计算流体力学(CFD)方法,以实验数据验证数值计算模型,94%壁温数据点的数值计算值与实验测量值之差在±5℃的范围内,94%平均传热系数数据点的数值计算值与实验测量值相对误差范围是−15%~15%。熔盐沿螺旋十字型棒混合对流传热的结果表明,自然对流在整体混合对流传热的影响程度与入口温度、热流密度有关;Φ/Gz(Φ为自然对流无量纲数的组合变量,Gz为格雷兹数)能更合理地评估自然对流在整体对流传热中的影响程度。此外,拟合了在30≤Re≤500,6≤Pr≤26,600≤Gr≤42000(Re为雷诺数,Pr为普朗特数,Gr为格拉晓夫数)时熔盐沿螺旋十字型单棒的层流混合对流传热关系式。

关键词：氟盐冷却高温堆 FuSTAR 螺旋十字型燃料层流混合对流计算流体力学(CFD)

NECP-Atlas中协方差数据制作模块的开发与验证

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核技术 2024年第7期47卷 90-98页

作者：黄义涵祖铁军曹良志吴宏春西安交通大学核科学与技术学院西安710049

不确定度量化已经成为反应堆物理分析的普遍需求,核数据的协方差数据是开展不确定度量化的基础数据。在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了协方差数据产生模块covar_calc,产生适用于蒙特卡罗程序的连续能量协方差数据库与确定论程序的多... 详细信息

不确定度量化已经成为反应堆物理分析的普遍需求,核数据的协方差数据是开展不确定度量化的基础数据。在核数据处理程序NECP-Atlas中开发了协方差数据产生模块covar_calc,产生适用于蒙特卡罗程序的连续能量协方差数据库与确定论程序的多群协方差数据库。covar_calc可根据不同核数据在评价核数据库中的存储格式及不同的计算方法,分别处理评价核数据库给出的所有协方差数据,包括:平均裂变中子数、截面、次级粒子角度分布、裂变谱、共振参数、中子活化截面等数据的协方差数据。通过与核数据处理程序NJOY21中协方差数据制作模块的对比验证,表明NECP-Atlas制作的多群协方差数据库的精度与NJOY21相当,最大偏差小于0.1%。在此基础上使用蒙特卡罗计算程序NECP-MCX和不确定度量化程序NECP-UNICORN分别计算得到不同基准题的灵敏度系数,并分别结合连续能量协方差数据库和多群协方差数据库,利用“三明治公式”计算得到最终的不确定度。结果表明,基于NECP-Atlas制作的多群协方差数据库计算得到的不确定度具有与NJOY21相当的精度。连续能量协方差和多群协方差制作精确,满足蒙特卡罗程序和确定论程序使用需求。

关键词：协方差数据不确定度量化评价核数据核数据处理协方差计算