基于共享内存的多核时代数据结构研究

随着计算机硬件技术的发展,如今我们已经迈入了多核CPU时代.然而,作为软件核心的数据结构仍然是按照单核CPU和顺序型准则来设计的.在基于共享内存的多核时代,大量并发运行的线程会交替地修改数据,产生不可预期的结果,因而我们面临着严峻挑战.针对基于共享内存多核时代数据结构的相关研究进行综述.首先,对比了并发与并行的区别,归纳了基于演进条件(progress condition)的多核数据结构分类,对近年来学术界对各种类型并发数据结构的研究进行综述.在此基础上,剖析了并发数据结构设计和实现的关键技术,并从并发数据结构的开发流程、正确性验证等方面进行了归纳阐述.最后,基于这些讨论,对多核架构下并发数据结构未来的研究趋势和应用前景进行了展望.     

用于脑部核磁共振图像分割的具有抗噪能力的BCFCM算法

脑部核磁共振成像(MRI)是脑疾病临床诊断的重要手段,而脑组织的准确分割则是其中一个重要的环节。然而MRI图像中普遍存在的噪声和偏移场给脑组织的准确分割造成了很大的困难。在MRI图像分割算法中,偏移场矫正模糊C-均值算法(BCFCM)在模糊C-均值聚类算法(FCM)的基础上增加了对偏移场的估计和空间信息的使用,可以很好地消除图像偏移场对分割造成的影响。但是BCFCM算法由于没有考虑到噪声对偏移场估计的影响,因此对高噪声图像的分割效果欠佳。针对MRI脑组织分割,在图像预处理过程中提出一种快速的分割方法来去除颅骨及其附属物。此外,提出基于BCFCM的改进算法,该改进算法在迭代过程中可以通过对噪声强度的估计来自适应地改变目标函数窗口的大小。同时,该算法引入高斯核函数对偏移场进行平滑处理,并通过阈值限制偏移场的估计值,以有效地避免偏移场的错误估计对分割结果的影响。实验结果表明,改进后的算法不仅可以有效准确地 分割脑组织,而且具有较强的抗噪声和处理偏移场的能力。     

基于逆 Loop 细分的半正则网格简化算法

摘 要：三维网格简化是在保留目标物体几何形状信息的前提下尽量减小精细化三维模型 中的点数和面数的一种操作,对提高三维网格数据的存取和网络传输速度、编辑和渲染效率具 有十分重要的作用。针对大多网格简化算法在简化过程中未考虑网格拓扑结构与视觉质量的问 题,提出了一种基于逆 Loop 细分的半正则网格简化算法。首先根据邻域质心偏移量进行特征 点检测,随后随机选取种子三角形,以边扩展方式获取正则区域并执行逆 Loop 细分进行简化。 最后,以向内分割方式进行边缘拼接,获取最终的简化模型。与经典算法在公开数据集上进行 实验对比,结果表明,该算法能够在简化的同时有效地保持网格特征,尽可能保留与原始网格 一致的规则的拓扑结构,并且在视觉质量上优于边折叠以及聚类简化算法。     

满足工作流执行时限的可抢占虚拟机实例配置和调度方法研究

随着云计算的迅速发展,将工作流部署到云计算平台已经成为了常见的选择。相比于传统的本地工作流,云工作流不仅要考虑计算时长等要求,还要考虑其产生的经济开销。而云计算服务商为了提高资源利用率,提供了可抢占虚拟机实例这种非常廉价但是不稳定的资源。针对工作流在云计算中的调度和执行问题,提出一种满足工作流执行时限的可抢占虚拟机实例配置和调度方法。该方法使用马尔科夫模型和动态规划方法,对可抢占虚拟机实例的价格进行预测,并得到成本最低的出价策略。同时,结合工作流的执行时限要求,在估计的出价策略下对工作流中使用的实例进行配置。实验结果显示,相比于全部使用按需付费虚拟机实例,该方法在满足工作流执行时限的前提下最高可以节省89.9%的计算成本。     

大型望远镜主镜位置采集系统设计

对大型望远镜主镜位置进行高精度实时采集是实现主镜位置控制,提高望远镜成像质量的前提.设计了大型望远镜主镜位置采集系统,包括位置采集模块和上位机软件.位置采集模块对位移传感器信号进行调理后使用24bit的ADC芯片ADS1259实现模数转换,采用DSP处理转换后的数字信号并与上位机通信,同时实现CAN总线组网;上位机软件使用python语言设计,实现主镜位置信息的实时处理和显示.经过测试,该系统的采集误差小于2μm,能够实现对望远镜主镜位置信号的高精度采集.     

考虑电能交互的冷热电多微网系统日前优化经济调度

多个冷热电联供型微网接入同一区域配电网,形成以配电网为核心的冷热电联供型多微网系统。当冷热电联供型多微网间通过联络线进行电能交互时,给传统的多微网系统优化调度问题带来了挑战。在分析典型冷热电联供型微网供能结构的基础上,研究供用储设备间的冷热电能流动关系和设备的数学模型,建立考虑微网间电能交互的冷热电联供型多微网系统优化经济调度模型。通过天津中新生态城算例,分析各个冷热电联供型微网中设备出力和冷热电负荷平衡情况,与多微网间不存在电能交互时的优化调度进行经济成本、CO₂排放量和各微网与电网交易电功率值的比较,与传统冷热电联供系统“以热定电”和“以电定热”运行方式下多微网系统的总运行成本进行对比,验证所提模型的经济性、环保性和有效性,并对微网间交易电价的制定做进一步研究。     

Porous surface MnO<Subscript>2</Subscript> microspheres as oxidase mimetics for colorimetric detection of sulfite

Natural enzymes have been extensively studied and widely used for more than two centuries. The application of natural enzymes is limited due to their instability and high cost. Compared with natural enzymes, inorganic materials have the advantage of easy preparation, low cost and good stability for use as enzyme mimics. In this study, manganese dioxide (MnO₂) microspheres with porous surfaces (PS-MnO₂) were prepared by a facile one-pot hydrothermal method. The as-prepared PS-MnO₂ showed intrinsic oxidase-like activity, it could catalyze the oxidation of typical peroxidase substrates, such as 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine (TMB) and o-phenylenediamine, to form colored products by dissolved oxygen in the absence of H₂O₂. Furthermore, a simple colorimetric method for the detection of sulfite could be established based on the inhibition of sulfite on the TMB–O₂–MnO₂ chromogenic system.     

焦炭塔热应力分析计算

利用ABAQUS软件模拟出了焦炭塔工作周期内的温度变化、应力变化。采用顺序耦合的方法分析焦炭塔所受的热应力。分析从新塔准备直至老塔处理,其中共包括5个工作阶段。结果显示,几个阶段的温度场分布对应力结果有显著影响。试压、油气预热、生焦的初始阶段比较类似,都处于温度上升阶段,最大应力出现在裙座部位,分别为183.6、242.7、250.4 MPa,且焊缝处应力大于筒体。吹汽阶段塔体温度下降,焊缝处应力小于筒体应力。水冷阶段的应力分布类似于温度分布,存在一个随冷焦水不断移动的高应力截面,其中最大应力可达400.4 MPa,已超过了材料的屈服极限,导致筒体出现了局部塑性变形。经反复循环,会引发"热应力棘轮"现象,由于塑性变形的不断积累,故造成焦炭塔的鼓胀现象。     

考虑负荷纵向随机性的用户用电行为聚类方法

针对不考虑负荷纵向随机性所导致的数据损失和用户误分类的问题,提出了一种考虑负荷纵向随机性的基于推土机距离(EMD)的用户用电行为识别新方法。该方法通过统计电力用户同一时刻多天的负荷分布情况,从横向和纵向2个角度全面表征用户的用电行为。并结合EMD和欧氏距离度量不同用户用电行为的差异程度。以一组国际通用的居民用电负荷作为算例进行分析,算例结果表明,在横向特性较为相似的用户中,该方法能够很好地提取用户的纵向特性。定性和定量分析均表明,该方法对用户负荷的聚类效果精细合理。     

基于AHP和GRA的江阴市节水型社会建设综合评价

从节水效率、节水管理、节水保障、创新性工作4个方面,建立了江阴市节水型社会评价指标体系,并对其节水型社会建设进行了阶段划分。运用层次分析法确定评价指标权重,结合灰色关联分析法建立了江阴市节水型社会建设综合评价模型。结果表明:江阴市节水型社会建设总体已处于优秀阶段,其中工业用水重复利用率、水平衡测试率、节水型载体覆盖率、地表水功能区水质达标率、地下水管理水平处于良好阶段,城市供水管网漏损率和用水定额达标率仍处于中等水平,城市再生水回用率还只是初级阶段。研究结果可以科学反映江阴市节水型社会建设水平,并指导节水型社会建设工作的进一步实施,同时对其他城市建设节水型社会也具有一定的借鉴意义。