二进制翻译正确性及优化方法的形式化模型

二进制翻译在体系结构设计、程序性能优化、安全性分析以及软件移植等领域的研究中备受关注.不同应用场景对二进制翻译的需求各不相同,却总聚焦于翻译的正确性和翻译的效率2个方面.翻译的正确性用于评判翻译前后程序在逻辑功能上是否具有等价性,而等价的证明依赖于适当的形式化模型.为了满足研究二进制翻译正确性以及翻译优化方法对理论模型的需求,对已有理论模型进行了深入的剖析,并进一步构建了新的基于后继关系的映射模型.该模型既能够形式化地描述正确翻译的二进制翻译过程所具备的性质和构造方法,也可以在翻译过程形式化描述的基础上对翻译过程优化方法的特征和性质进行描述.通过构建翻译正确性及翻译过程优化方法的形式化模型,为二进制翻译技术中关于翻译过程的实现以及优化方法的策略组合等进一步研究提供了更强的理论支撑.

自动并行化中不规则循环的通信代码生成

不规则计算在大规模并行应用中广泛存在。在面向分布存储结构的自动并行化过程中,较难在编译时为不规则循环生成并行代码。并行代码中的通信代码对程序运行结果的正确性以及加速效果有着严重的影响。通过分析程序的数组重分布图,使用部分冗余的通信方式来维持不规则数组访问的生产者-消费者关系,可以在编译时为一类常见的不规则循环自动生成有效的通信代码。该方法使用计算分解和数组引用的访问表达式求解不规则数组在各处理器的本地定义集作为通信的数据集,分析针对此类不规则循环划分的通信策略,继而生成相应的通信代码。实验测试的结果取得了预期的加速效果,验证了方法的有效性。

ITS(nrDNA)片段在冷杉属植物中的长度多态性及其在松科的系统与演化研究中的应用

由PCR反应扩增了 2 8种冷杉属 (AbiesMill.)植物的nrDNA的ITS(包括ITS1、ITS2和 5.8SrDNA)片段 ,经过与 1 0 0bp和 1kb的标准分子量DNA进行比较和某些类群ITS的全序列和部分序列测定 ,发现分布于墨西哥和 2种分布于北美的冷杉属植物的ITS片段长度约为 2 50 0bp ,而分布于欧亚大陆和其他分布于北美的冷杉植物的ITS长度约为 1 70 0bp ,二者相差约 80 0bp。A .bracteata (D .DonNutt.)的ITS全序列长度为 1 697bp ,其中ITS1为 1 2 96bp ,5.8S +ITS2为 4 0 1bp。A .durangensis的部分ITS1和全部 5.8S +ITS2的测序结果表明 ,5.8S +ITS2的长度与A .bracteata的相同 ,为 4 0 1bp ,从而揭示出ITS长度的变化主要是由于ITS1的长度变异所致。这与松科属间ITS长度的变异是由于ITS1长度的变异所致相一致。冷杉属ITS长度的变异式样与形态特征和地理分布具有很好的相关性。结合形态学性状和地理分布资料 ,初步探讨了ITS长度变异这一性状在冷杉植物系统演化中的意义 ,并对运用ITS片段探讨松科属间和属下的系统演化关系的可行性和局限性进行了讨论。认为较长的ITS片段应该为分析系统演化关系提供较大的信息量 ,可望得到具较高分辨率的结果 ,但松科植物属间较大的ITS片段的长度增大和长度变异不仅增加了基因扩增和测序的难?

杉科植物的系统发育分析

本文以形态学为依据,参考其他学科的研究成果,用分支分类方法并结合表征分类方法探讨了杉科植物的系统演化关系,提出了新的分类系统。在分支分类中,金松科被选作外类群。主要根据外类群比较原则、化石原则和一般的演化规律,确定了性状的祖征和衍征,采用最大同步法、综合分析法、演化极端结合法及最小平行进化法共四种方法进行分支分析,选择最简约的分支图作为本文讨论基础。在表征分类中,选取59个性状,利用距离系数和类平均法,对金松属和杉科各属进行了聚类运算,得出表征图。综合两种分析结果,主要结论如下:(1)属间关系:柳杉属是现存杉科植物中最原始的类群。水松属和落羽杉属关系密切,二者与柳杉属近缘。巨杉属和北美红杉属关系密切,是中级进化水平的类群。水杉属与巨杉属和北美红杉属的亲缘关系相对较近。杉木属、密叶杉属和台湾杉属关系密切,是杉科植物中的高级进化类群,其中又以台湾杉属演化水平最高。(2)系统排列:支持金松科的成立,将杉科分成5族,即柳杉族(仅含柳杉属)、落羽杉族(含水松属、落羽杉属)、北美红杉族(含巨杉属、北美红杉属)、水杉族(仅含水杉属)和杉木族(含杉木属、密叶杉属及台湾杉属)。

冷杉属植物叶角质层内表面的观察及其系统学意义

在扫描电镜下，比较观察了冷杉属全世界３６种２变种的叶角质层内表面的结构特征，根据叶角质层内表面胞间凸缘特征的显著差异，将冷杉属植物归为４类：（１）直且发达的单凸缘；（２）双凸缘；（３）不发达的单凸缘；（４）弯曲且发达的单凸缘。并发现这四种凸缘类型在冷杉属中的分布格局与该类植物的地理分布具有相关性。根据所观察的结果和前人的属下分类系统以及化石资料，认为北美西部是现代冷杉属植物的一个多样性中心。

自动并行化中不规则问题的划分方法

许多大规模计算程序包含了不规则问题。在面向分布存储的自动并行化中,以往的研究在编译时划分不规则问题的循环和数组较难。文章提出了一种划分方法自动为一类常见的不规则问题寻找计算和数据分解,能在编译时通过计算分解分配不规则数组的数据空间,并根据规则数组之间的相关性来减少数组重分布。该方法通过计算分解和数组引用的访问表达式来分配不规则数组访问的数据到各处理器,并通过数组重分布图在循环间寻找一致的分解。实验结果表明了方法的有效性,并对测试用例取得了预期的加速比。

二进制翻译中动静结合的寄存器分配优化方法

针对二进制翻译器QEMU(quick emulator)在寄存器映射时未考虑基本块之间以及循环体之间对寄存器需求的差异,造成不必要的寄存器溢出而导致的冗余访存开销问题,引入全局寄存器静态映射和局部寄存器动态分配思想,提出高效的基于优先级的动静结合寄存器映射优化算法.该算法首先基于源平台不同寄存器使用的统计特征和各变量的生命周期,静态进行全局寄存器映射;然后依据中间表示与源平台寄存器之间的映射关系,获取基本块中间指令需求寄存器次数并排序确定寄存器分配的优先级;之后依据优先级顺序动态进行寄存器分配,从而减少寄存器溢出次数,降低生成的本地代码的膨胀率以及访存次数,提高目标程序性能.对NBENCH、典型的递归程序和SPEC2006的测试表明:该算法有效地减少了本地代码的访存次数,提高了程序性能,平均比优化前性能分别提升了8.67%, 8.25%, 8.10%.

一种高效解决间接转移的反馈式静态二进制翻译方法

为了在追求程序执行效率的同时解决静态二进制翻译中的间接转移问题,针对现有间接转移问题处理方法中线性遍历翻译方式代码优化较少、冗余代码较多的缺陷,提出了基于基本块翻译的反馈式静态二进制翻译方法,并结合二级地址映射表实现了间接转移目标地址的快速映射.首先,在目标可执行程序运行过程中添加监控反馈机制解决代码发现问题,对未确定的间接转移地址进行反馈,以便对源程序重新划分基本块并重新翻译执行;然后构造二级地址映射表,借助二级地址映射快速解决代码定位问题.在开源二进制翻译平台QEMU(quick emulator)上实现了反馈式静态二进制翻译框架FD-SQEMU(feedback static QEMU),并基于SPEC2006和NBENCH测试集进行测试,与QEMU相比,FD-SQEMU平均加速比分别达到3.97倍和6.94倍;与课题组之前提出的保存源程序指令全地址的静态SQEMU翻译器相比,FD-SQEMU的平均加速比达到1.18倍,最高加速比达到了1.36倍,验证了提出的框架和方法的有效性.

一种基于二进制翻译的共享库文件移植技术

针对当前二进制翻译不支持库文件和新型处理器平台缺少大量动态链接库的问题,基于动态二进制翻译系统,提出面向库文件向新型处理器平台移植的方法。通过对文件预处理模块和动态二进制翻译系统QEMU加载及翻译机制的改造和升级,设计库文件向主机平台移植的框架,实现对加载的库文件代码段静态翻译至主机平台的目标。测试结果表明,使用该系统移植的库文件函数在主机平台执行时,占用CPU节拍数均值是通过二进制翻译系统执行的30%,执行效率较动态二进制翻译系统相比平均提升了70%。

MicroRNA miR-34a-5p通过靶向MDM4抑制巨噬细胞氧化应激损伤的研究

目的 探究MicroRNA miR-34a-5p通过靶向MDM4抑制巨噬细胞氧化应激损伤的机制。方法 本研究内容为MicroRNA miR-34a-5p能通过MDM4抑制ox-ldl诱导的巨噬细胞凋亡和氧化应激,将其分为空白对照组(THP-1人单核细胞组)、AS对照组(ox-ldl),miR-34a-5p质粒转染组、miR-34a-5p质粒转染组+oxldl,采取RT-qPCR检测microRNA miR-34a-5p和mRNA MDM4表达,采取TUNEL染色检测巨噬细胞的凋亡,采取western blot检测MDM4、ROS、MDA和SOD蛋白,采取红油O染色法评价巨噬细胞内脂质沉积,评价mi R-34a-5p是否靶向调控MDM4、MDM4抑制巨噬细胞氧化应激损伤诱导的凋亡、ox-ldl诱导巨噬细胞内脂质沉积变化情况。结果 mi R-34a-5p质粒转染组、miR-34a-5p质粒转染组+ox-ldl的microRNA miR-34a-5p表达、mRNA MDM4表达高于空白对照组、AS对照组(P<0.05);miR-34a-5p质粒转染组、miR-34a-5p质粒转染组+ox-ldl下miR-34a-5p表达、ROS水平、MDM4水平、MDA水平、SOD水平高于空白对照组、AS对照组(P<0.05);油红O染色法检测中,5ug/mL LDL下细胞内红染脂滴轻度增加,200mg/mL LPS细胞内红染颗粒显著增多,加入10ng/mL RPMI-1640能明显减少脂质聚集。结论 MicroRNA miR-34a-5p能通过MDM4抑制ox-ldl诱导的巨噬细胞凋亡和氧化应激,为调控AS的发生发展提供基础研究证据,为AS诱发的心脑血管疾病诊断和治疗方面提供依据。

内镜下切除结肠息肉的疗效分析

目的:探讨结肠息肉行内镜下高频电切除的疗效和安全性。方法:回顾性分析对214例患者624枚息肉进行镜下切除的疗效。结果:结肠息肉镜下治疗有效率100%。术中轻度出血12例,无穿孔病例出现。切除的息肉局部癌变3例,1例追加外科手术,其余术后随访3年,切除部位无不典型增生及癌变。结论:内镜下行结肠息肉切除是安全可靠、创伤小、疗效确切。

急性胰腺炎药物保守治疗体会

目的探讨急性胰腺炎药物保守治疗的临床效果并总结体会。方法：选取54例急性胰腺炎患者，随机分为两组，每组27例，对照组采用西药常规治疗，观察组采用中西医结合治疗。结果：经治疗，观察组的总有效率为96．3％，对照组81．5％，两组数据比较差异显著（P〈0．05）。结论：在急性胰腺炎的治疗方面，中西医结合治疗明显优于西医常规治疗，值得进一步在临床推广应用。

89例老年急性胆囊炎的临床治疗体会

目的探讨老年急性胆囊炎的临床治疗方法。方法选取牡丹江某医院2009年2月-2010年9月收治的89例老年急性胆囊炎患者,将其分为对照组(46例)与研究组(43例)。对照组患者采取保守治疗,研究组患者采取手术治疗,通过对比2组患者的治愈情况及平均住院时间,评价不同治疗方法的效果。结果研究组治愈率97.67%,对照组治愈率95.65%,差异无统计学意义;研究组患者平均住院时间明显比对照组短,差异有统计学意义(P<0.05)。结论针对老年急性胆囊炎患者,应根据实际病情采取适宜的方式进行治疗。

动态二进制翻译中库函数处理的优化

在无源跨平台移植的研究中,效率是制约动态二进制翻译技术发展的主要瓶颈.使用本地函数封装替换的翻译处理方式可以有效提高二进制翻译的性能.然而在实际应用中,随着源程序中库函数调用次数或者翻译器支持库函数数量的增长,库函数处理过程的无用查询开销随之增长,减弱了该方法的优化效果.针对此类问题,结合动态二进制库函数处理过程内在动静结合的性质,提出了将查询信息静态预处理,使用散列函数实现查询过程的优化方法,实现了源程序中库函数地址到相对应处理函数的快速映射,降低了查询开销.基于动态二进制翻译器QEMU实现并测试了优化方法,通过实验验证了该方法降低库函数处理过程中查询开销的有效性.

一种二进制翻译中间表示正确性的测试方法

为实现软件多源多目标的跨平台无源移植和优化,中间表示被二进制翻译系统普遍使用。基于翻译中中间表示的作用,提出基于语义等价验证的翻译正确性测试方法。通过先建立源平台指令与中间表示的对应关系,再对中间表示进行状态初始化构造测试用例,最后分别对源平台指令和中间表示执行并比较结果,可以将错误的原因具体到语义解析和本地实现两个子过程。应用文章提出的方法,通过测试发现二进制翻译系统中间表示语义解析时存在的3处错误并证明了该方法的有效性。

松科系统学研究（Ⅰ）

松科的系统发育研究历来已久，但由于性状进化的不同步性和属间进化缺少中间环节，致使科的分类系统和各属之间的演化关系至今未得到令人满意的解决。本文在钻研已有文献的基础上，筛选出松科属间综合分类性状３６个，有序进化性状２０个，借助计算机，以属为分类单位，进行表征分析研究确定松科分类系统，结果将松科分为三个亚科：松亚科Ｓｕｂｆａｍ．Ｐｉｎｏｉｄｅａｅ：仅ＰｉｎｕｓＬｉｎｎ；落叶松亚科Ｓｕｂｆａｍ．ＬａｒｉｃｏｉｄｅａｅＭｅｌｃｈｉｏｒ＆Ｗｅｒｄｅｒｍ．ｅｍｅｎｄ．Ｎ．ＬｉｅｘＬ．Ｋ．Ｆｕ：含四属：ＣａｔｈａｙａＣｈｕｎ＆Ｋｕａｎｇ，ＬａｒｉｘＭｉｌ．，ＰｉｃｅａＡ．Ｄｉｅｔｒ．，ＰｓｅｕｄｏｔｓｕｇａＣａｒ．；冷杉亚科Ｓｕｂｆａｍ．ＡｂｉｅｔｉｄｅａｅＰｉｌｇｅｒ，ｅｍｅｎｄ．Ｆｒａｎｋｉｓ：含五属：ＡｂｉｅｓＭｉｌ．，ＣｅｄｒｕｓＴｒｅｗ，ＫｅｔｅｌｅｒｉａＣａｒ．，ＰｓｅｕｄｏｌａｒｉｘＧｏｒｄｏｎ，ＴｓｕｇａＣａｒ．。运用分支分析探讨各属的演化关系，并综合表征和分支分析结果，结合古植物学资料，构思和绘出了以地质年代为纵作标的松科系统发育树。

基于TCG技术的二进制翻译条件转移指令优化研究

在二进制翻译中引入TCG中间表示技术可以实现多目标平台之间的程序移植,同时可以更加方便地引入新型平台,解决新平台对主流平台的兼容性问题。然而由于原有的中间表示在翻译过程中影响了代码的关联度,生成的后端代码中存在较多冗余指令,影响翻译程序的执行效率。分析了指令优化可行性,针对条件跳转指令进行优化,通过指令预处理对中间表示进行改进,实现中间表示到后端代码生成由一对多翻译模式到多对多翻译模式的转变,采用指令归约技术,针对条件跳转指令的2种模式CMP-JX型与TEST-JX型,分别设计相应的优化翻译算法,并在开源二进制平台QEMU上实现。基于NPB-3.3和SPECCPU2006测试集进行了测试,与以前的翻译模式进行对比,优化后的代码膨胀率平均减少了14.62%,翻译程序运行速度提升了17.23%,验证了该优化方法的有效性。

中国稀有濒危植物分级问题的微机定量研究

风险程度（濒然度）分级问题是稀有濒危植物优先保护评价中一个亟待解决的重要难题。应用改进了的二级模糊综合评判为基础的系统模式识别，定量研究了中国稀有濒危植物濒危等级；用动态的系统分级阈值，裁定１００个待评种等级之归属。

Embosphere微球栓塞在软组织肿瘤中的应用

评价Embosphere微球介入栓塞在软组织肿瘤中的应用效果。24例软组织肿瘤患者,使用Embosphere微球对其进行介入栓塞,随访术后肿瘤的大小、血供情况、副反应及并发症,肿瘤坏死,8例原发性软组织肿瘤外科手术切除。结果显示,肿瘤缩小Ⅰ级12例(50.0%),Ⅱ级5例(20.8%),Ⅲ级6例(25.0%),Ⅳ1例(0.4%);肿瘤坏死Ⅰ级0例,Ⅱ级5例(20.8%),Ⅲ级16例(66.7%),Ⅳ3例(12.5%;疼痛缓解Ⅰ级6例(60%),Ⅱ级2例(20%),Ⅲ级2例(20%),Ⅳ0例;手术切除患者平均出血量600ml,无严重并发症发生。结果表明,Embosphere微球治疗软组织肿瘤安全、可靠、疗效确切,术前栓塞可降低术中患者的出血量,缩短手术时间。