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面向泛在操作系统的结构化存储

中国科学：信息科学 2024年第3期54卷 461-490页

作者：范晓鹏阎松翁楚良华东师范大学数据科学与工程学院上海200062

人机物融合泛在计算的新场景和新模式,需要新型的操作系统,即泛在操作系统.存储管理作为泛在操作系统的一项核心功能,设计轻量化、高性能和动态可适配的存储系统是推进泛在操作系统发展的必要举措.然而,对于“端(终端设备)-边(边缘端)-... 详细信息

人机物融合泛在计算的新场景和新模式,需要新型的操作系统,即泛在操作系统.存储管理作为泛在操作系统的一项核心功能,设计轻量化、高性能和动态可适配的存储系统是推进泛在操作系统发展的必要举措.然而,对于“端(终端设备)-边(边缘端)-云(云端)”泛在场景中普遍存在的结构化数据,传统存储解决方案存在I/O放大严重、系统体量过大和软件栈冗余等问题,难以满足泛在应用的需求.为此,本文从系统全栈的角度进行原创性探索,提出原生表存储系统.本文首先回顾了计算机系统的发展历史;之后分析泛在计算时代的新需求,总结出泛在操作系统的基本形态,并介绍最新研究成果;然后剖析了现有结构化存储方案在“端-边-云”场景下面临的挑战;进一步提出面向泛在操作系统的原生表存储系统,并从端侧和边/云侧两个场景深入分析其架构优势.最后,总结全文并展望未来发展趋势.

关键词：泛在计算泛在操作系统原生表存储软件栈端-边-云

RR-SC:边缘设备中基于随机计算神经网络的运行时可重配置框架

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计算机研究与发展 2024年第4期61卷 840-855页

作者：宋玉红沙行勉诸葛晴凤许瑞王寒华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

随着人工智能民主化的发展,深度神经网络已经被广泛地应用于移动嵌入式设备上,例如智能手机和自动驾驶领域等.随机计算作为一种新兴的、有前途的技术在执行机器学习任务时使用简单的逻辑门而不是复杂的二进制算术电路.它具有在资源(如... 详细信息

随着人工智能民主化的发展,深度神经网络已经被广泛地应用于移动嵌入式设备上,例如智能手机和自动驾驶领域等.随机计算作为一种新兴的、有前途的技术在执行机器学习任务时使用简单的逻辑门而不是复杂的二进制算术电路.它具有在资源(如能源、计算单元和存储单元等)受限的边缘设备上执行深度神经网络低能耗、低开销的优势.然而,之前的关于随机计算的工作都仅仅设计一组模型配置并在固定的硬件配置上实现,忽略了实际应用场景中硬件资源(如电池电量)的动态改变,这导致了低硬件效率和短电池使用时间.为了节省电池供电的边缘设备的能源,动态电压和频率调节技术被广泛用于硬件重配置以延长电池的使用时间.针对基于随机计算的深度神经网络,创新性地提出了一个运行时可重配置框架,即RR-SC,这个框架首次尝试将硬件和软件的重配置相结合以满足任务的时间约束并最大限度节省能源.RR-SC利用强化学习技术可以一次性生成多组模型配置,同时满足不同硬件配置(即不同的电压/频率等级)下的准确率要求.RR-SC得到的解具有最好的准确率和硬件效率权衡.同时,多个模型配置运行时在同一个主干网络上进行切换,从而实现轻量级的软件重配置.实验结果表明,RRSC可以在110 ms内进行模型配置的轻量级切换,以保证在不同硬件级别上所需的实时约束.同时,它最高可以实现7.6倍的模型推理次数提升,仅造成1%的准确率损失.

关键词：边缘设备随机计算运行时重配置动态硬件环境轻量级软件重配置强化学习

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基于统计特征搜索的多元时间序列预测方法

电子与信息学报 2024年第8期46卷 3276-3284页

作者：潘金伟王乙乔钟博王晓玲华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

时间序列中包含一些长期依赖关系,如长期趋势性、季节性和周期性,这些长期依赖信息的跨度可能是以月为单位的,直接应用现有方法无法显式建模时间序列的超长期依赖关系。该文提出基于统计特征搜索的预测方法来显式地建模时间序列中的长... 详细信息

时间序列中包含一些长期依赖关系,如长期趋势性、季节性和周期性,这些长期依赖信息的跨度可能是以月为单位的,直接应用现有方法无法显式建模时间序列的超长期依赖关系。该文提出基于统计特征搜索的预测方法来显式地建模时间序列中的长期依赖。首先对多元时间序列中的平滑特征、方差特征和区间标准化特征等统计特征进行抽取,提高时间序列搜索对趋势性、周期性、季节性的感知。随后结合统计特征在历史序列搜索相似的序列,并利用注意力机制融合当前序列信息与历史序列信息,生成可靠的预测结果。在5个真实的数据集上的实验表明该文提出的方法优于6种最先进的方法。

关键词：多元时间序列预测注意力机制长期依赖

基于RISC-Ⅴ的深度可分离卷积神经网络加速器

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计算机学报 2024年第11期47卷 2536-2551页

作者：曹希彧陈鑫魏同权华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

人工智能时代,RISC-Ⅴ作为一种新兴的开源精简指令集架构,因其低功耗、模块化、开放性和灵活性等优势,使之成为一种能够适应不断发展的深度学习模型和算法的新平台.但是在硬件资源及功耗受限环境下,基础的RISC-Ⅴ处理器架构无法满足卷... 详细信息

人工智能时代,RISC-Ⅴ作为一种新兴的开源精简指令集架构,因其低功耗、模块化、开放性和灵活性等优势,使之成为一种能够适应不断发展的深度学习模型和算法的新平台.但是在硬件资源及功耗受限环境下,基础的RISC-Ⅴ处理器架构无法满足卷积神经网络对高性能计算的需求.为了解决这一问题,本文设计了一个基于RISC-Ⅴ的轻量化深度可分离卷积神经网络加速器,旨在弥补RISC-Ⅴ处理器的卷积计算能力的不足.该加速器支持深度可分离卷积中的两个关键算子,即深度卷积和点卷积,并能够通过共享硬件结构提高资源利用效率.深度卷积计算流水线采用了高效的Winograd卷积算法,并使用2×2数据块组合拼接成4×4数据片的方式来减少传输数据冗余.同时,通过拓展RISC-Ⅴ处理器端指令,使得加速器能够实现更灵活的配置和调用.实验结果表明,相较于基础的RISC-Ⅴ处理器,调用加速器后的点卷积和深度卷积计算取得了显著的加速效果,其中点卷积加速了104.40倍,深度卷积加速了123.63倍.与此同时,加速器的性能功耗比达到了8.7GOPS/W.本文的RISC-Ⅴ处理器结合加速器为资源受限环境下卷积神经网络的部署提供了一个高效可行的选择.

关键词：神经网络深度可分离卷积 RISC-Ⅴ Winograd快速卷积硬件加速

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基于深度学习的EEG数据分析技术综述

浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 879-890页

作者：钟博王鹏飞王乙乔王晓玲华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

对近年来的相关工作进行全面分析、横向比较,梳理出基于深度学习的EEG数据分析闭环流程.对EEG数据进行介绍,从深度学习在EEG数据预处理、特征提取以及模型泛化3个关键阶段的应用进行展开,梳理深度学习算法在相应阶段提供的研究思路和解... 详细信息

对近年来的相关工作进行全面分析、横向比较,梳理出基于深度学习的EEG数据分析闭环流程.对EEG数据进行介绍,从深度学习在EEG数据预处理、特征提取以及模型泛化3个关键阶段的应用进行展开,梳理深度学习算法在相应阶段提供的研究思路和解决方案,包括各阶段所存在的难点与问题.全方位总结出不同算法的主要贡献和局限性,讨论深度学习技术在各个阶段处理EEG数据时所面临的挑战及未来的发展方向.

关键词：头皮脑电(EEG) 闭环流程深度学习预处理特征提取模型泛化

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城市数字治理中的人机物协同机理研究

上海行政学院学报 2024年第1期25卷 62-74页

作者：翁士洪华东师范大学上海200062

近年来随着信息化、数字化与智慧化的快速推进,智慧城市和城市大脑等成为数字化转型的前沿应用场景,但是面临数字空间、物理空间和社会空间如何有机协同的全新挑战,其中,人机物三者有机协同以及协同后的有效性和敏捷性是城市数字治理中... 详细信息

近年来随着信息化、数字化与智慧化的快速推进,智慧城市和城市大脑等成为数字化转型的前沿应用场景,但是面临数字空间、物理空间和社会空间如何有机协同的全新挑战,其中,人机物三者有机协同以及协同后的有效性和敏捷性是城市数字治理中的最大难点。采用多学科交叉的研究策略,建构城市数字治理中的人机物全要素协同系统模型,探索在数字化转型过程中的人机物系统各要素间的多元协作、资源共享与相互依赖三大协同机制,探究技术、组织与制度层面的人机物协同条件,并以上海为例进行实证分析,为实现“以人为中心”的城市智慧治理提供参考依据。

关键词：人机物协同数字化转型城市治理城市数字治理政府治理

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文学文本的系统发生分析:历史、现状和反思

文艺理论研究 2024年第1期44卷 174-187页

作者：程弋洋袁陈杰复旦大学外文学院华东师范大学外语学院

系统发生分析是进化研究中的重要计算方法,被广泛用于确立物种谱系。20世纪80年代以来,该方法先被引入语言和文化谱系研究,继而被引入民间文学研究。在民间故事的系统发生分析中,文本的母题序列被视作遗传信息。对这些序列进行系统发生... 详细信息

系统发生分析是进化研究中的重要计算方法,被广泛用于确立物种谱系。20世纪80年代以来,该方法先被引入语言和文化谱系研究,继而被引入民间文学研究。在民间故事的系统发生分析中,文本的母题序列被视作遗传信息。对这些序列进行系统发生分析,最终可得到民间故事谱系,进而揭示故事所对应民族在历史上存在的联系。本文在考察文学文本系统发生分析的原理、历史和现状的基础上发现:首先,国内民间文学母题研究虽卓有大成,但仍停留在分类阶段,母题数据未被充分利用,而引入系统发生分析为国内民间文学母题研究开辟了新途径;其次,确定同源母题是近十年来母题研究的重点,但当前对同源母题的确定仍偏主观,而系统发生分析中的同源性算法可为同源母题确定提供更科学的依据;第三,系统发生分析目前主要用于民间文学研究,但鉴于母题分析同样适用于其他文学文本,本文主张系统发生分析可向更广泛的文本拓展,揭示其内在演变规律及其投射的思想文化变迁。

关键词：系统发生叙事母题同源性垂直传承横向传播

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世界眼光:习近平文化思想的显著特征

江汉论坛 2024年第9期 5-11页

作者：齐卫平马海磊华东师范大学上海200241 华东师范大学马克思主义学院上海200241

习近平文化思想是总结中国共产党领导文化建设的历史经验,在新时代中国特色社会主义文化繁荣发展中形成的重大成果。习近平文化思想具有鲜明的中国特色,又体现了宽广的世界眼光。习近平文化思想体现了大历史观的思维,强调以宽广的视野... 详细信息

习近平文化思想是总结中国共产党领导文化建设的历史经验,在新时代中国特色社会主义文化繁荣发展中形成的重大成果。习近平文化思想具有鲜明的中国特色,又体现了宽广的世界眼光。习近平文化思想体现了大历史观的思维,强调以宽广的视野、长远的眼光把握世界历史发展的脉络和方向,引领文化建设始终紧跟世界潮流、站在时代前列。习近平文化思想坚持了正确文明观的立场,深刻揭示了人类文明的发展特征、建设要求、价值功能和客观规律,为认识人类文明提供了强大的思想武器。习近平文化思想彰显了胸怀天下的理念,体现了中国共产党把中国先进文化的前进方向与人类文明的前进方向相统一的思想取向和行动逻辑、把创造中国式现代化的文化形态与创造人类文明的新形态相统一的文化自信和文化自觉,为建设美丽世界提供了宝贵的精神食粮。习近平文化思想表达了为世界作贡献的志向,以这一思想为指导的文化创新实践将向世界证明伟大的中国人民不仅拥有创造物质财富的巨大能力,而且蕴藏着创造精神财富的强大力量,将为人类文明发展增添新经验、新智慧、新能量。

关键词：习近平文化思想世界眼光全球视野世界意义人类文明

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传承创新发展——纪念洪范五先生诞辰130周年学术研讨会述评

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图书馆杂志 2024年第1期43卷 4-9页

作者：蔚海燕周健张心语华东师范大学经济与管理学院华东师范大学图书馆

洪范五先生是近现代图书馆学科的开拓者和领路人。2023年11月22日华东师范大学举行了纪念洪范五先生诞辰130周年研讨会。本文萃取了研讨会的主要观点,从相关史料的整合回顾了洪范五先生的生平;总结了洪范五先生在图书馆事业和研究中的... 详细信息

洪范五先生是近现代图书馆学科的开拓者和领路人。2023年11月22日华东师范大学举行了纪念洪范五先生诞辰130周年研讨会。本文萃取了研讨会的主要观点,从相关史料的整合回顾了洪范五先生的生平;总结了洪范五先生在图书馆事业和研究中的重要贡献;专门讨论了洪先生编写的《图书馆组织与管理》蕴含的现代图书馆学理念以及对数智时代图书馆理论与实践的启发。

关键词：洪范五 130周年学术研讨会《图书馆组织与管理》图书馆史