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基于空中计算CoMAC架构的不同计算场景叠加符号判决算法

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2025年第1期64卷 61-70页

作者：秦晓卫周子涵陈力中国科学技术大学信息科学技术学院安徽合肥230027

本文研究不同场景下基于空中计算的多址信道计算(CoMAC)架构的覆盖符号决策算法。首先,从理论上分析了XOR、ADD、MOD三种场景中加性高斯白噪声(AWGN)多址接入信道下叠加符号的概率密度分布,提出了一种基于先验概率的最优门限判决策略。... 详细信息

本文研究不同场景下基于空中计算的多址信道计算(CoMAC)架构的覆盖符号决策算法。首先,从理论上分析了XOR、ADD、MOD三种场景中加性高斯白噪声(AWGN)多址接入信道下叠加符号的概率密度分布,提出了一种基于先验概率的最优门限判决策略。其次,推导了系统最优门限及对应误码率的理论表达式。最后,通过仿真验证了不同信噪比、传感器节点个数及先验概率对于该门限判决方案的鲁棒性和可靠性的影响。与通信计算相分离的传统方案相比,空中计算判决方案具有更好的检测性能,为多址接入信道下的信号识别提供了新的参考方案。

关键词：空中计算多址接入信道最优门限判决检测性能

金红石TiO2材料热电子弛豫动力学第一性原理计算研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 113-121页

作者：师展郑镇法郑奇靖赵瑾中国科学技术大学物理系中国科学技术大学精准智能化学重点实验室中国科学技术大学合肥国家实验室中国科学技术大学合肥国家微尺度物理科学研究中心美国匹兹堡大学物理与天文系

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Ei... 详细信息

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV.结果显示,热电子弛豫过程主要包括两个阶段:（1）首先,热电子被散射到第一布里渊区的等能面上,形成热电子系综,此过程能量基本保持不变,只有动量发生变化,称为动量弛豫过程.对于Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV两种情况,动量弛豫时间均在15-25 fs之间;（2）随后,热电子系综作为一个整体逐渐弛豫至导带底,这一阶段称为能量弛豫过程,其中Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV的能量弛豫时间分别为39和97 fs.在热电子弛豫过程中,其能量通过电声耦合转移给体系晶格,激发更多的声子,TiO2是一种离子晶体,在热电子弛豫过程中,Fr?hlich电声耦合起到了关键作用,导致大部分热电子的能量转移至Γ点的A1g声子,激发了Ti-O拉伸的纵光学支声子.我们的研究为理解金红石TiO2体内的热电子弛豫与能量转化过程提供了新的理论基础.

关键词：第一性原理计算电声耦合热电子弛豫动量空间非绝热分子动力学

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MC-ICP-MS 测定岩石标准物质的钒同位素组成

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岩矿测试 2025年第1期44卷 63-74页

作者：徐丽怡于慧敏丁昕黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院岩石圈演化与环境演变全国重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心中国科学技术大学安徽合肥230026

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(US... 详细信息

随着分析方法的发展和分析精度的提升,钒同位素已经越来越多地被用于各种地质过程研究。为了确保钒同位素分析测试过程中,可以有效地监控数据的准确度和精度,方便国际各实验室之间的数据对比,同时考虑到早期国际上常用美国地质调查局(USGS)的标准物质面临着库存不足等问题,本文采用多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了一系列国际地质标准物质和国家地质标准物质的钒同位素组成,δ51V值的测试精度优于0.08‰。本文选取的标准物质主要来自日本地质调查局(GSJ)和中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(IGGE),包括一个安山岩(JA-1),三个玄武岩(JB-3、JB-1b和GBW07105),一个辉长岩(JGb-1),一个辉绿岩(GBW07123)以及一个土壤(GBW07454),钒含量范围为77~635μg/g,涵盖了目前大部分火成岩和部分土壤等天然样品含量的范围。这些标准物质除了土壤GBW07454,其他标准物质的钒同位素组成未曾被报道。经测量表明,辉长岩标准物质JGb-1具有最高δ51V值,为−1.05‰±0.08‰,安山岩标准物质JA-1具有最低δ51V值,为−0.34‰±0.06‰,其余标准物质的δ51V值变化范围为−0.72‰~−0.81‰,均落在MORB范围内。本文对这些标准物质钒同位素组成的报道,丰富了钒同位素研究的标准物质数据库,有助于未来在更多领域开展钒同位素研究。

关键词：钒同位素火成岩 MC-ICP-MS 标准物质高精度分析方法

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反身性视域下发表压力对科学研究的影响

科学学研究 2025年第1期 103-110页

作者：甘烨彤王高峰中国科学技术大学科技哲学系

“要么发表，要么出局”的危害备受学界关注，但鲜有研究解析发表压力如何通过研究人员的认知与行为影响科学研究的走向。作为科学活动主体，研究人员是科学奖励制度促使科学研究良性发展的中介。然而科学奖励制度与评价体系的设计往往... 详细信息

“要么发表，要么出局”的危害备受学界关注，但鲜有研究解析发表压力如何通过研究人员的认知与行为影响科学研究的走向。作为科学活动主体，研究人员是科学奖励制度促使科学研究良性发展的中介。然而科学奖励制度与评价体系的设计往往忽视了主体的反身性作用。本文基于反身性视域，探究发表压力对科学研究的影响，以期构建“科学奖励与评价制度-发表压力-科学研究”的反身性关系，重新审视科学奖励与评价制度在科学发展中的功能。科学奖励制度凸显的资源稀缺以及量化转向的研究评价体系增加的发表要求均加剧了如今科学研究的发表压力。研究人员则反身性地在研究态度、研究选题以及研究写作方面，倾向于对合作研究表现出责任分散化，对重复性研究的边缘化以及学术语言上的积极偏差。为避免过度创新导向对负责任、客观与可重复性科研要求的忽视，科技政策与评价系统应当前置责任管理，推动出版转向，鼓励求实式创新。

关键词：发表压力科学研究反身性科学奖励科研评价

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基于反向最近邻的密度估计聚类算法

计算机工程与应用 2025年第01期61卷 165-173页

作者：许梅梅侯新民中国科学技术大学大数据学院中国科学技术大学数学科学学院中国科学技术大学中国科学院吴文俊数学重点实验室合肥国家实验室

基于相互最近邻的密度峰聚类算法（DenMune）通过相互最近邻计算数据点的局部密度，是一种有效的聚类手段。但该算法存在构建聚类骨架不合理的问题，在分配弱点时采用硬投票策略，易产生错误。因此提出一种新的基于反向最近邻的密度估... 详细信息

基于相互最近邻的密度峰聚类算法（DenMune）通过相互最近邻计算数据点的局部密度，是一种有效的聚类手段。但该算法存在构建聚类骨架不合理的问题，在分配弱点时采用硬投票策略，易产生错误。因此提出一种新的基于反向最近邻的密度估计聚类算法（RNN-DEC）。该算法引入反向最近邻来计算数据点的局部密度，将数据点分成强点、弱点和噪声点。使用强点构建聚类算法的骨架，通过软投票的方式将弱点分配到与其相似度最高的簇中去。提出了一种基于反向最近邻的簇融合算法，将相似度高的子簇融合，得到最终的聚类结果。实验结果表明，在一些合成数据集和UCI真实数据集上，相比较于其他经典算法，该算法具有更好的聚类效果。

关键词：反向最近邻局部密度密度聚类算法子簇融合

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面向远程内存图数据库的应用感知分离式存储设计

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计算机科学 2025年第1期52卷 151-159页

作者：李纯羽邓龙李永坤许胤龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 高性能计算安徽省重点实验室合肥230026

图数据在各种应用中日益普及,其因涵盖多种实体类型和存在丰富的关联关系而备受关注.对于图数据库用户而言,高效的图查询服务是保障系统性能的关键因素.随着数据量增加,单机图数据库很难满足将所有数据存储在内存中的需求,而分布式图数... 详细信息

图数据在各种应用中日益普及,其因涵盖多种实体类型和存在丰富的关联关系而备受关注.对于图数据库用户而言,高效的图查询服务是保障系统性能的关键因素.随着数据量增加,单机图数据库很难满足将所有数据存储在内存中的需求,而分布式图数据库在拓展性和资源利用率方面受到挑战.基于RDMA的远程内存系统的引入为克服这些挑战提供了一种新的选择,通过分离计算和存储资源,实现了更为灵活的内存使用方式.然而,在使用远程内存的情况下如何最大程度地优化图查询性能成为了当前研究的重点问题.文中首先分析了利用操作系统分页机制透明使用远程内存构建图数据库存在的问题,并在应用层次上设计了远程内存图数据库的存储模型.根据不同数据的特点和访问模式,设计了属性图在远程内存中的存储结构,优化了数据布局和访问路径.实验结果表明,在本地内存受限的情况下,与透明使用远程内存相比,应用感知的设计方式的端到端性能最高提升了12倍.

关键词：图查询图数据库图存储远程内存属性图模型

面向NewSQL数据库数据协同持久化的研究

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计算机科学 2025年第1期52卷 131-141页

作者：左顺李永坤许胤龙中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 安徽省高性能计算重点实验室合肥230026

现代NewSQL数据库为了提供数据的高可用性,通常会为数据提供多个副本,以便在某个副本不可用时,可以从其他的副本中获取数据。而在数据多副本的情况下,又需要考虑副本间的数据一致性问题,即在某一时刻不同客户端读取某个数据时得到的结... 详细信息

现代NewSQL数据库为了提供数据的高可用性,通常会为数据提供多个副本,以便在某个副本不可用时,可以从其他的副本中获取数据。而在数据多副本的情况下,又需要考虑副本间的数据一致性问题,即在某一时刻不同客户端读取某个数据时得到的结果应该是相同的,因此引入了事务处理机制。在一个包含多个写操作的交互式事务处理过程中,由于数据存在多个副本,因此每个写入操作需要对所有的主备副本进行写入操作。然而主备副本通常分散在不同的机器上,因此会引入写远端副本的时延,其最终将会增大整个事务的处理时延。针对该问题,提出了数据协同持久化的方案,其主要思想是让客户端在本地缓存事务的写操作日志,在最终提交事务时,客户端首先将事务中的写操作日志进行持久化,并将该日志发送给事务的协调者节点,让协调者进行日志数据的分发处理,从而达到两者协同持久化事务数据的目的。实验结果表明,相较于同步持久化方案,协同持久化方案不仅能降低交互式事务处理的时延,还能提高约38%左右的系统极限吞吐率。

关键词：分布式数据库并发控制数据持久化数据一致性高数据竞争负载