教育元宇宙促进创新思维培养的学理阐述及实践路径研究

教育信息化为创新型人才的培养注入了新型动力,特别是元宇宙的兴起,为教与学活动打造了全新的学习空间。教育元宇宙赋权下的新型学习空间能够营建“共同在场”的学习环境,促进学习资源的“共享流通”,优化“深度协作”的学习交互,实现学习方式的“身体存在”。创新思维是一种引领创造行为的高级复杂认知思维,这些特征能够在建构思维图像、建立新异联系、突破思维定势以及进行逻辑分析验证等创新思维形成的关键环节发挥作用并予以支持。在实践层面,基于教育元宇宙赋权的新型学习空间,应从学习环境、课程体系、交互机制和学习方式等方面进行重构,从而有力支撑创新思维的培养。

BOOM-KV:基于RDMA的高性能NVM键值数据库

随着英特尔傲腾数据中心持久化内存模块(DCPMM)开始进入市场以及远程直接内存访问(RDMA)硬件成本的降低,设计融合非易失性内存(NVM)和RDMA的键值(KV)数据库面临新的机遇和挑战。构建基于NVM和RDMA的KV数据库的关键在于设计一个高效的通信协议。遗憾的是,现有工作或采用NVM不感知的RDMA协议,或采用低效的NVM感知的RDMA协议,这导致它们无法最大化KV数据库的性能。本文提出了BOOM协议——一种新型的NVM感知的RDMA协议。相较于NVM不感知的协议,BOOM协议允许直接对远端NVM进行RDMA操作,消除了冗余的数据拷贝;相较于现有的NVM感知的协议,它可以显著减少元数据请求,降低KV请求的端对端延迟。在BOOM协议的基础上构建了BOOM-KV,并针对服务端中央处理器(CPU)利用率和宕机持久化等问题进一步进行优化。将BOOM-KV与最新的研究成果进行对比,结果表明,BOOM-KV能显著降低请求延迟,其中PUT延迟最大降低了42%,GET延迟最大降低了41%,并且展现出良好的扩展性。

大坝监测数据多维度LSTM异常检测与恢复

大坝安全监测是大坝安全的重要保障,对监测数据进行异常检测与恢复可有效避免对大坝状态的错误估计和判断,具有重要现实意义。近年来基于深度学习方法的大坝监测数据异常检测受到广泛研究,但现存方法存在数据利用不足、信息挖掘不充分等问题。因此,本文提出一种多维度LSTM异常检测与恢复方法,该方法用LSTM输入多个测点的大坝监测数据对单测点数据进行预测,有效利用了不同测点间的相关信息;最后利用拉依达准则对目标测点进行异常检测。本文利用大渡河瀑布沟水电站真空激光准直监测数据进行案例验证,通过与单维度的LSTM异常检测与恢复方法相比较,验证了所提方法能有效地检测数据异常和预测恢复正常数据,是一种有效的大坝监测数据异常检测与恢复方法。

基于闪存固态盘的存储系统性能优化关键技术综述

闪存固态盘(SSD)具有高并行性、复杂的内部事务以及具有计算能力等特性。现有的存储系统是针对磁盘设计的,无法充分利用闪存固态盘的性能。本文介绍闪存固态盘给现有存储系统带来的问题与挑战,并从提高系统总带宽、减少固态盘内部事务对性能的影响、性能服务质量保证与利用固态盘的计算能力4方面阐述其性能优化关键技术,最后讨论了基于闪存固态盘的存储系统的发展方向。本文归纳指出,软硬件协同的设计方式是优化基于闪存固态盘的存储系统的发展趋势,软硬件协同设计有助于提供可预测的性能及可控的端到端延迟。

全腹膜外疝修补术中两种疝囊处理方法应用效果的对比研究

目的:对比全腹膜外疝修补术中两种疝囊处理方法的应用效果。方法:选择2019年11月至2021年10月收治的94例腹股沟疝患者,按随机数字表法将其分为剥离组(完全剥离疝囊)与横断组(横断疝囊),每组47例,两组均行全腹膜外疝修补术。对比分析两组围手术期指标、疼痛程度、生活质量及并发症发生情况。结果:横断组术中出血量少于剥离组[(12.32±4.11)mL vs.(15.98±4.08)mL],手术时间[(54.13±14.76)min vs.(66.39±18.52)min]、下床活动时间[(1.45±0.50)d vs.(1.97±0.63)d]、住院时间[(5.71±1.24)d vs.(6.37±1.42)d]短于剥离组,术后24 h疼痛轻于剥离组,差异均有统计学意义(P<0.05);两组术后健康调查简表(SF-36)评分及并发症总发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论:相较完全剥离疝囊,全腹膜外疝修补术中横断疝囊具有术中出血少、手术时间短、术后疼痛轻的优势,患者可早期下床活动,是全腹膜外疝修补术中处理疝囊较为有效的方法。

面板坝垂直缝失效后垫层区渗流细观研究

面板堆石坝接缝止水是重要的防渗设施,一旦失效将导致集中渗流、渗透破坏等系列问题。目前对渗流问题的研究基本上基于有限元法,但其在求解离散颗粒物质的系统现象存在一定局限性,可求解颗粒介质的流动及固体力学大变形的颗粒流理论研究目前较少。鉴于此,以某面板坝为例,应用PFC2D软件采用粗网格流法对面板垂直缝失效后的垫层区渗流特性进行模拟,通过分析表明:该面板坝垂直缝单缝失效时,垫层区未产生明显的渗透破坏,颗粒流量在5%以内,最终颗粒重新排序后达到平衡状态;渗流关键要素颗粒流失量、渗透系数、流速及孔隙率等均随压力梯度呈正相关,且随着计算时步的增加,各渗流要素均有增大,但增幅大小各异,最终达到平衡状态。相关成果可为垫层区渗透稳定、管涌临界值等的确定提供参考,并对实际工程中有限元法模拟渗流问题奠定基础。

4004合金扁铸锭改变开头方式熔铸工艺及Sr变质工艺研究

对4004合金420mm×1320mm规格铸锭进行熔铸工艺及Sr变质工艺研究,并对铸锭进行化学成分分析、低倍组织、高倍显微组织观察;结果表明,不采用纯铝铺底的方式开头及采用Sr变质,同样可以铸造出质量满足要求的4004合金扁铸锭。

Key-Value型NoSQL本地存储系统研究

NoSQL系统因其高性能、高可扩展性的优势在大数据管理中得到广泛应用,而key-value(KV)模型则是NoSQL系统中使用最广泛的一种存储模型.KV型本地存储系统对于以机械磁盘为持久化存储的情形,存在许多性能优化技术,但这些优化技术面对当前的硬件发展新趋势,如多核处理器、大内存和低延迟闪存、非易失性内存NVM(Non-Volatile Memory)等,难以充分发挥新硬件的优势,如数据索引、并发控制、事务日志管理等技术在多核架构下存在多核扩展性问题,又如数据存储策略不适应闪存SSD(Solid State Drive)的新存储特性而产生了IO利用率低效的问题.针对多核处理器、大内存和闪存、NVM等硬件发展新趋势,文中面向当前的大数据应用背景,综述了KV型本地存储系统在索引技术、并发控制、事务日志管理和数据放置等核心模块上的最新优化技术和系统研究成果.从处理器、内存和持久化存储的角度概括了KV型本地存储系统当前存在的最优技术,总结了当前研究尚未解决的技术挑战,并对KV型本地存储系统在CPU缓存高效性、事务日志扩展性和高可用性等方面的研究进行了展望.

基于持久化内存的索引设计重新思考与优化

非易失性内存(non-volatile memory,NVM)是近几年来出现的一种新型存储介质.一方面,同传统的易失性内存一样,它有着低访问延迟、可字节寻址的特性;另一方面,与易失性内存不同的是,掉电后它存储的数据不会丢失,此外它还有着更高的密度以及更低的能耗开销.这些特性使得非易失性内存有望被大规模应用在未来的计算机系统中.非易失性内存的出现为构建高效的持久化索引提供了新的思路.由于非易失性硬件还处于研究阶段,因此大多数面向非易失性内存的索引研究工作基于模拟环境开展.在2019年4月英特尔发布了基于3D-XPoint技术的非易失性内存硬件apache pass(AEP),这使得研究人员可以基于真实的硬件环境去进行相关研究工作.首先评测了真实的非易失性内存器件,结果显示AEP的写延迟接近DRAM,而读延迟是DRAM的3~4倍.基于对硬件的实际评测结果,研究发现过去很多工作对非易失性内存的性能假设存在偏差,这使得过去的一些工作大多只针对写性能进行优化,并没有针对读性能进行优化.因此,重新审视了之前研究工作,针对过去的混合索引工作进行了读优化.此外,还提出了一种基于混合内存的异步缓存方法.实验结果表明,经过异步缓存方法优化后的混合索引读性能是优化前的1.8倍,此外,经过异步缓存优化后的持久化索引最多可以降低50%的读延迟.

一种面向非易失性内存文件系统的数据读写粒度控制策略

数据读写是文件系统的重要操作。传统的文件系统基于磁盘设计,数据读写需要旋转磁头,因此数据读写慢。文件系统使用I/O调度层对读写操作进行拆分和合并,减少磁头寻道时间,提高系统性能。新型非易失性内存(NVMM)支持字节寻址和随机访问,文件系统可以直接使用内存指令进行数据操作。因此,现有的NVMM文件系统,如ext4-dax、PMFS和NOVA,不再考虑数据操作粒度的优化,直接按照文件数据的存储粒度(如4kB)在应用和文件系统之间传输数据。然而,文件系统中的数据读写性能仍然受到操作粒度的影响。本文分析了文件系统在真实NVMM硬件上的性能,发现大粒度操作会降低文件系统性能,并针对数据读写操作粒度提出了优化策略。实验结果表明,本文提出的优化策略使得NVMM文件系统性能提升30.1%。

AccGecko:面向分布式存储系统的尾延迟SLO保证框架

对于分布式存储系统来说,保证多租户尾延迟服务质量目标(SLO)同时获得较高的资源利用率十分重要。现有租户负载建模方法忽略了突发流量的密集程度,采用间接方法来预测尾延迟,导致系统的资源利用率较低。为了解决上述问题,本文基于密度聚类算法(DBScan),从强度、概率及密集程度3个维度对租户负载突发流量进行建模,直接预测连续突发流量期间请求延迟超限的概率。结合固定速率分配方法,本文设计了尾延迟SLO保证框架AccGecko。相比于已有的工作,AccGecko可以使系统平均多承载66%的租户。

多重极坐标分层差分在瀑布沟水电站变形监测中的应用

变形监测是反馈工程安全最直接、最重要的手段之一,但测量机器人观测过程受到气象、仪器频率漂移等非线性误差影响很难实现高精度自动观测。鉴于此,提出多重极坐标分层差分监测方案,根据监测点平面位置、高程进行分层分组观测,并据此选定可涵盖监测点的基准点分别对斜距、球气差系数、水平方位角进行差分改正,解决了系统误差高效改正问题。该测量方案在瀑布沟水电站成功应用,系统建成至今运行状况良好,监测数据完整,总体精度较高,满足相关规范精度指标要求。该改正方法效率高,实现简便,具有良好的实时性。

多元协同探测技术在水电工程中的应用

水电工程水下构筑物常年浸没在水面以下,长期运行后会不同程度出现淤积、冲刷、掏蚀等表观缺陷,传统人工探摸、录像或者单点声呐的缺陷检测方法易受作业深度限制、作业时间长、效率低、安全风险较大,且作业环境要求高。鉴于此,基于"面积性普查、局部性详查、多手段精查"的技术思路,协同运用多波束测深系统、侧扫声呐等水下声呐技术和水下高清连续摄像、二维图像声呐及三维声呐等水下无人潜航器技术,辅以潜水员水下探摸,多种检测手段相互配合、支撑,互相验证,对深溪沟水电站消力池缺陷空间形态精确量化,并查明缺陷表观影像,检测成果准确可靠,为大坝安全运行管理提供了三维数字化动态管控成果,为精准制定修补方案提供了可靠依据,并通过旱地施工处理得到了验证。

麝香保心丸联合替罗非班对急性心肌梗死PCI术后血管内皮功能及心功能指标的影响

目的:观察麝香保心丸联合替罗非班对急性心肌梗死(AMI)经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后血管内皮功能及心功能指标的影响。方法:选择2017年9月—2019年8月于我院行PCI治疗的AMI患者86例,按随机数字表法分为两组,均43例。对照组接受替罗非班治疗,观察组加用麝香保心丸治疗。观察两组血管内皮功能指标、心功能指标。结果:治疗后观察组NO、LVEF高于对照组,ET-1、vWF、LVESV、LVESD、LVEDD低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:麝香保心丸与替罗非班联合用于因AMI行PCI治疗患者中安全可行,利于提升血管内皮功能及心功能。

大渡河瀑布沟水电站水库地震活动特征分析

大渡河瀑布沟水电站水库是大渡河流域典型的高山峡谷型高坝大库,大坝处于相对稳定的瓦山断块,水库库尾则位于龙门山断裂带、鲜水河断裂带、安宁河断裂带的交汇处,地震活动相对强烈,因此,为保证工程及周边地区社会生产生活安全,掌握水库蓄水前后地震活动情况,建立了一套完整的水库诱发地震监测系统,对该区域水库地震活动进行及时准确的监测。通过对近十年的地震观测资料进行统计,分析地震活动特征,总体上水库蓄水后库区附近地震活动水平较低,以微震和小震为主,震级较小,地震频度与水库水位升降无关,水库蓄水后没有造成明显的水库诱发地震情况,为水库地震监测评价和工程安全稳定运行提供了有用的科学依据。

学会科普工作存在的问题及解决对策——以中国声学学会为例

专职人员少、科普经费不足、科普平台建设薄弱等问题一直制约着学会科普工作的有效开展。该文结合中国声学学会科普工作实践,提出解决上述问题的对策,包括:转变观念,总结和推广好的经验,加大科普经费支持力度,建立人才激励机制等。

冻干重组人脑利钠肽联合培哚普利治疗难治性心力衰竭患者的疗效及对心功能的影响

目的探究冻干重组人脑利钠肽联合培哚普利治疗难治性心力衰竭(RHF)患者的疗效及对心功能的影响。方法选取84例RHF患者,采用随机数字表分为两组,各42例。控制组予以培哚普利治疗,试验组在控制组基础上予以冻干重组人脑利钠肽治疗。对比两组治疗效果及治疗前、治疗8周后血清氨基末端脑钠肽前体(NT-proBNP)、C反应蛋白(CRP)水平、每搏量(SV)、心脏指数(CI)、左心室射血分数(LVEF)。结果与控制组治疗总有效率73.81%(31/42)对比,试验组的总有效率90.48%(38/42)较高(P<0.05);治疗8周后两组血清NT-proBNP、CRP水平均降低,试验组血清NT-proBNP、CRP水平较控制组低(P<0.05);治疗后SV、CI、LVEF均升高,试验组升高幅度较控制组明显(P<0.05)。结论冻干重组人脑利钠肽联合培哚普利能提高RHF治疗效果,调节血清NT-proBNP、CRP水平,增强患者心功能。

6061合金超大规格扁铸锭熔铸工艺研究

基于6061合金本身特性出发,从配料、熔炼、铸造等方面,对6061合金580mm×2 120mm超大规格扁铸锭进行了工艺研究,并对铸锭质量进行了分析,包括化学成分,金相显微组织,力学性能等方面。结果表明铸造出的6061合金580 mm×2 120 mm规格扁铸锭满足质量要求。

BDS在某大坝外部变形监测系统中的运行状态研究

在变形监测领域,人工监测所受制约较多,数据采集及时性和连续性较差,GNSS的出现,提高了监测效率、降低了成本。目前,国内GNSS变形监测系统主要以GPS为基础,随着BDS的建成,给予国产变形监测系统的发展空间。通过对某大坝基于BDS外部变形监测系统在数据接收、数据解算、数据成果等方面的分析,并与原有GPS外部变形监测系统进行对比,证实了高海拔地区BDS的变形监测系统在精度、稳定性等方面对GPS进行替代的可能性,并为降低成本、保障关键坐标信息和数据通讯安全提供了国产化解决方案,具有一定推广应用价值。

大渡河流域梯级电站大坝安全智慧管理实践

水电工程是国家重大基础设施,其运行安全关系重大,在物联网、云计算、大数据等现代信息技术手段蓬勃发展的背景下,水电站大坝安全管理正在从传统模式向数字化、智慧化过渡。大渡河公司库坝中心经过多年的研究和实践,在大坝安全风险识别、异常辨识、监测预警三大关键难题上取得了显著成效。基于“大感知、大传输、大存储、大计算、大分析”的智慧化运行管控理念,构建了“空天地”、水上水下、内外结合的库坝安全长时间动态立体观测体系,研制了系列新型智能化监测设备和终端,提升了多源数据在时间、空间、精度上的协同处理能力和隐患技术识别能力。可为类似流域大坝安全管理单位提供参考。