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处理器性能波动检测的计时方法及评价指标

计算机学报 2024年第2期47卷 456-472页

作者：廖秋承左思成王一超林新华上海交通大学高性能计算中心上海200240

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临... 详细信息

超级计算机中的性能波动通常表现为软件在同一硬件上运行得忽快忽慢,或在配置相同的硬件上运行得快慢不一.在多种性能波动来源中,处理器性能波动隐蔽性强且危害巨大,可导致超级计算机整机性能急剧下降.然而,当前处理器性能波动研究面临两大难题.首先,现有工具难以检测微小的性能波动.为了准确检测纳秒级的处理器性能波动,计时方法需要具有很高的精度和灵敏度.然而,现有工具在真实应用中用于计时测量时,计时结果波动可达数万拍,难以检测处理器性能波动.其次,现有方法难以客观评价不同工具的性能波动检测能力,缺乏量化评价指标.一次性能波动检测包含大量计时结果,其分布可能受性能波动和计时波动的共同影响.然而,现有方法无法评价这些测量结果是否真实反映了性能波动的特征.为解决第一个问题,本文对PAPI在不同缓存状态下的计时波动进行了测量和原因分析.随后,基于x86和Armv8指令集的内存屏障和序列化指令,设计了序列化屏障计时方法,用以抑制计时波动.为解决第二个问题,本研究对计时波动进行建模,首次提出了跨平台的计时方法精度和灵敏度指标及评价方法,定量评估了计时方法对微小时间波动的测量能力,为性能波动的检测和判定提供了依据.实验表明,在英特尔Xeon 6248和华为鲲鹏920-6426处理器上,与PAPI相比,序列化屏障计时方法的精度提高了2.2~30.2倍,灵敏度提高了1.9~44.8倍,并且能够检测到纳秒级别的性能波动.

关键词：高性能计算处理器微架构性能波动性能分析性能评测

双有源桥串联欠谐振变换器的最小回流电流控制

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电工技术学报 2024年第14期39卷 4480-4494页

作者：高祎韩周子航张欣马皓浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心杭州310027 浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院海宁311200

该文采用时域分析法对双有源桥串联欠谐振电路进行了分析,得到电感电流在稳态时的表达式并推导所有开关管实现软开关的条件。由于电压增益偏离1时仅采用移相控制难以实现所有开关管的软开关,因此,该文在传统移相控制的基础上,引入额外... 详细信息

该文采用时域分析法对双有源桥串联欠谐振电路进行了分析,得到电感电流在稳态时的表达式并推导所有开关管实现软开关的条件。由于电压增益偏离1时仅采用移相控制难以实现所有开关管的软开关,因此,该文在传统移相控制的基础上,引入额外的变频控制策略,使得电路在不同的电压增益和负载条件下都能有较好的软开关性能。然而,软开关的实现会增加电路的回流电流,影响电路的传输效率。该文对所提出的变频移相控制进行了进一步的优化,使其可以在确保电路实现软开关的同时产生最小的回流电流和电感电流有效值。所提出的控制策略在一台2 kW的样机中进行了验证。

关键词：双有源桥串联欠谐振变换器软开关最小回流电流控制变频控制

基于平面磁元件的LLC变换器相关参数的整体优化设计方法

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电工技术学报 2024年第15期39卷 4820-4829,4895页

作者：周子航高祎韩刘懿静张欣马皓浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心杭州310027 浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院海宁314400

平面磁心和印制电路板(PCB)绕组的可定制化设计和可重复性制造,为进一步提高LLC变换器的效率和功率密度提供条件。对于工作频率、谐振腔参数、平面磁元件尺寸等数量多、连续性强、对变换器整体效率影响存在耦合关系的设计参数,采用传统... 详细信息

平面磁心和印制电路板(PCB)绕组的可定制化设计和可重复性制造,为进一步提高LLC变换器的效率和功率密度提供条件。对于工作频率、谐振腔参数、平面磁元件尺寸等数量多、连续性强、对变换器整体效率影响存在耦合关系的设计参数,采用传统的分步优化设计方法难以实现变换器最高整体效率。为此该文提出一种基于平面磁元件的LLC变换器工作频率、谐振腔参数和平面磁元件尺寸的整体优化设计方法,在满足实际工程要求的前提下,以实现理论最高峰值效率为目标,可进一步得到全局最优的设计参数。基于此方法设计一台3 kW高效率、高密度LLC变换器,并进行了实验验证。实验结果表明:变换器功率密度510 W/in^(3)(1in3=1.63871×10^(-5) m^(3)),峰值效率99.0%,满载效率98.3%,与所提出的设计方法得到的理论结果接近,证明了该设计方法的正确性和有效性。

关键词： LLC变换器平面磁元件参数设计高效率

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面向多模态模型训练的高效样本检索技术

软件学报 2024年第3期35卷 1125-1139页

作者：唐秀伍赛侯捷陈刚浙江大学软件学院浙江宁波315103 浙江大学计算机科学与技术学院浙江杭州310027

深度学习中,多模态模型的训练通常需要大量高质量不同类型的标注数据,如图像、文本、音频等.然而,获取大规模的多模态标注数据是一项具有挑战性和昂贵的任务.为了解决这一问题,主动学习作为一种有效的学习范式被广泛应用,能够通过有针... 详细信息

深度学习中,多模态模型的训练通常需要大量高质量不同类型的标注数据,如图像、文本、音频等.然而,获取大规模的多模态标注数据是一项具有挑战性和昂贵的任务.为了解决这一问题,主动学习作为一种有效的学习范式被广泛应用,能够通过有针对性地选择最有信息价值的样本进行标注,从而降低标注成本并提高模型性能.现有的主动学习方法往往面临着低效的数据扫描和数据位置调整问题,当索引需要进行大范围的更新时,会带来巨大的维护代价.为解决这些问题,提出了一种面向多模态模型训练的高效样本检索技术So-CBI.该方法通过感知模型训练类间边界点,精确评估样本对模型的价值;设计了半有序的高效样本索引,通过结合数据排序信息和部分有序性,降低了索引维护代价和时间开销.在多组多模态数据集上通过与传统主动学习训练方法实验对比,验证了So-CBI方法在主动学习下的训练样本检索问题上的有效性.

关键词：多模态模型训练主动学习样本检索

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基于知识编辑的大模型内容生成安全分析

计算机研究与发展 2024年第5期61卷 1143-1155页

作者：王梦如姚云志习泽坤张锦添王鹏徐子文张宁豫浙江大学软件学院杭州315048 浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027

大语言模型(large language models,LLMs)虽然取得了显著的成功,但在实际应用中依然面临着安全问题,容易在恶意诱导下生成有毒、有害内容.目前缓解LLMs不安全行为的方法通常需要高昂的数据收集成本以及大量的计算资源.大模型知识编辑可... 详细信息

大语言模型(large language models,LLMs)虽然取得了显著的成功,但在实际应用中依然面临着安全问题,容易在恶意诱导下生成有毒、有害内容.目前缓解LLMs不安全行为的方法通常需要高昂的数据收集成本以及大量的计算资源.大模型知识编辑可以在不重新训练模型的基础上,根据特定的输入精确地改变模型对应的输出,在节约大量资源的条件下约束模型的行为;为优化大模型生成安全内容提供了一个新的可行思路.然而,目前学术界缺乏较为系统和全面的基于知识编辑的大模型内容安全生成分析数据集.具体地说,当前缓解LLMs不安全行为的数据集并未包括所有的不安全场景,且其有毒问题几乎无法绕过对齐后的LLMs安全防线,因此无法缓解对齐后LLMs存在的不安全问题.针对上述问题,设计了新的数据集SafeGen,并提出新的评价体系分析知识编辑在优化LLMs生成安全内容的潜力.大量的实验发现知识编辑可以提高LLMs内部的安全信念,在校正LLMs不安全行为领域展现了广阔的应用前景.但经过知识编辑的LLMs生成文本的流畅性却差强人意,这也表明了这项任务的潜在难度.该工作可以为大模型安全社区提供一些见解.

关键词：大语言模型安全知识编辑内容生成越狱提示防御数据集

考虑不同失效模式的索杆结构构件面积缺损限值研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 52-61页

作者：邓满宇袁行飞董永灿浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的... 详细信息

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的可靠度限值控制不等式;通过力学推导,给出了以缺损面积为变量的杆件内力与节点位移变化公式,依据该公式可计算出可靠度限值控制不等式中的影响系数矩阵;引入钢材的锈蚀模型并结合非线性规划,提出了一种确定索杆结构构件面积缺损限值的方法。对一Levy型索穹顶的构件面积缺损限值进行了算例分析,并与规范限值进行对比。结果表明:索杆结构中的多数构件在强度失效与变形失效模式下的面积缺损限值高于耐久性限值,但松弛失效模式下的构件面积缺损限值小于耐久性限值,如按该限值要求对结构进行设计及维护将有可能发生钢索松弛失效;而安全性限值对于钢索构件较为严格,对于钢杆构件则与耐久性限值相同。因此,需综合考虑3种失效模式与规范限值,并按最严格的结果进行控制。

关键词：索杆结构可靠度理论非线性规划失效模式面积缺损限值

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杭州亚运会主体育场结构健康监测与分析

建筑结构学报 2024年第3期45卷 81-91页

作者：沈雁彬罗尧治傅文炜张泽宇蔡朋程浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058

为满足杭州亚运会主体育场大跨度空间结构的健康监测与分析需求,基于这类建筑的结构特征与服役环境,定制了一种多参数、模块化的无线传感网络系统,研发了智能可拓展的树形组网策略与时间同步采集机制,实现了基于物联网平台的远程系统监... 详细信息

为满足杭州亚运会主体育场大跨度空间结构的健康监测与分析需求,基于这类建筑的结构特征与服役环境,定制了一种多参数、模块化的无线传感网络系统,研发了智能可拓展的树形组网策略与时间同步采集机制,实现了基于物联网平台的远程系统监控。研究结果表明:基于物联网平台,可实现结构的远程监控与结构响应分析,可实时反映结构的性能状态,系统的长期稳定工作验证了其稳定性和耐久性;体育场各类参数的监测数据不仅反映了结构关键构件在施工过程中的内力主要受卸载与环境温度影响较明显的变化规律,也分析了运营期结构的风载、振动、温度场等环境荷载处于设计范围之内的基本特征,以及结构长期应力较为稳定,受温度变化影响较大的主要规律,可用于体育场结构的施工、运营与管理。

关键词：杭州亚运会主体育场空间结构结构健康监测远程监控无线传感网络结构状态评估

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框拼式竹管网格结构体系及工程实践

建筑结构学报 2024年第3期45卷 43-51页

作者：卓新董石麟浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310007

为了解决竹管耐久性差导致原竹建筑使用寿命短、传统竹管结构的节点性能弱、现代竹管空间结构的造价高等问题,提出了由造价较低的标准紧固件连接直竹管所构成的框拼式竹管网格结构体系,所有节点仅需连接两根竹管的特征使其节点域获得了... 详细信息

为了解决竹管耐久性差导致原竹建筑使用寿命短、传统竹管结构的节点性能弱、现代竹管空间结构的造价高等问题,提出了由造价较低的标准紧固件连接直竹管所构成的框拼式竹管网格结构体系,所有节点仅需连接两根竹管的特征使其节点域获得了较充裕的增强空间,制作平面化的多边形框单元工艺简单,采用螺栓连接使结构成形的安装方法快捷方便,施工定位因仅需控制框单元角部的竖向坐标而极大地简化了复杂曲面结构的施工难度,且可通过原位替换劣化框单元的方法来延长结构的使用寿命。建成的柱面、球面和双曲抛物面等形式的工程,证明了该结构体系的可行性与合理性;提出了叠层和桁架两种增强型的结构形式,并采用组合构件的加载试验验证了增强形式对提高结构承载力和刚度的有效性。此外,指出了在新型结构研发中,提升生产过程的工业化水平和降低建造各环节的成本对于推广应用至关重要;建立竹管结构分析和设计理论还将面临材料非线性、几何非线性、界面接触等关键问题。

关键词：框拼式竹管网格结构节点形式多边形框单元结构安装延长使用寿命结构增强方法

基于改进Mask R-CNN与双目视觉的智能配筋检测

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浙江大学学报（工学版） 2024年第5期58卷 1009-1019页

作者：魏翠婷赵唯坚孙博超刘芸怡浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028

为了提高配筋检测的智能化水平,提出基于改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)模型与双目视觉技术的配筋检测方法.通过在Mask R-CNN中加入自下而上的注意力机制路径,形成了带通道注意力和空间注意力的掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN+... 详细信息

为了提高配筋检测的智能化水平,提出基于改进掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN)模型与双目视觉技术的配筋检测方法.通过在Mask R-CNN中加入自下而上的注意力机制路径,形成了带通道注意力和空间注意力的掩膜区域卷积神经网络(Mask R-CNN+CA-SA)改进模型.结合双目视觉技术进行坐标转换,获取钢筋直径与间距,实现智能配筋检测.在自建的包含3 450张钢筋图片的数据集上进行训练,结果表明,改进模型的F1分数和全类平均精确率(mAP)相较于Mask R-CNN基础网络分别提高了2.54%和2.47%.通过钢筋网验证试验和复杂背景测试,钢筋直径的绝对误差和相对误差基本小于1.7 mm和10%,钢筋间距的绝对误差和相对误差分别小于4mm和3.2%,所提方法在实际应用中具有较强的可操作性.智能配筋检测技术在保证足够的检测精度的同时,能够大大提升工效,降低人工成本.

关键词：配筋质量检测 Mask R-CNN 注意力机制深度学习双目视觉技术