国产SW26010-Pro处理器上3级BLAS函数众核并行优化

BLAS(basic linear algebra subprograms)是最基本、最重要的底层数学库之一.在一个标准的BLAS库中,BLAS 3级函数涵盖的矩阵-矩阵运算尤为重要,在许多大规模科学与工程计算应用中被广泛调用.另外,BLAS 3级属于计算密集型函数,对充分发挥处理器的计算性能有至关重要的作用.针对国产SW26010-Pro处理器研究BLAS 3级函数的众核并行优化技术.具体而言,根据SW26010-Pro的存储层次结构,设计多级分块算法,挖掘矩阵运算的并行性.在此基础上,基于远程内存访问(remote memory access,RMA)机制设计数据共享策略,提高从核间的数据传输效率.进一步地,采用三缓冲、参数调优等方法对算法进行全面优化,隐藏直接内存访问(direct memory access,DMA)访存开销和RMA通信开销.此外,利用SW26010-Pro的两条硬件流水线和若干向量化计算/访存指令,还对BLAS 3级函数的矩阵-矩阵乘法、矩阵方程组求解、矩阵转置操作等若干运算进行手工汇编优化,提高了函数的浮点计算效率.实验结果显示,所提出的并行优化技术在SW26010-Pro处理器上为BLAS 3级函数带来了明显的性能提升,单核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的92%,多核组BLAS 3级函数的浮点计算性能最高可达峰值性能的88%.

体验式饮食管理在腹膜透析患者中的应用研究

目的探讨体验式饮食管理对于改善腹膜透析患者饮食依从性和营养状况的效果。方法研究对象为郑州大学第一附属医院肾内科腹膜透析患者。通过使用随机数字表法,将研究对象随机分配到干预组和对照组,分别实施体验式饮食管理和常规饮食管理。结果共97例患者纳入本研究,其中干预组48例,对照组49例。在干预前、出院时、出院后3个月以及出院后6个月等不同时间点,干预组与对照组患者的饮食知识(F=29.633,P<0.001)、饮食依从态度(F=50.881,P<0.001)、饮食依从行为(F=55.546,P<0.001)间差异具有统计学意义,干预组患者出院后6个月营养不良发生率低于对照组(χ^(2)=4.927,P=0.026)。结论体验式饮食管理能够让患者模拟和真实体验饮食管理的各种场景,增加患者的参与感,从而提高患者的知识水平,改善饮食依从性,重塑饮食结构,并改善营养状况。

焙烧温度对纤维水镁石矿物学特征的影响研究

纤维水镁石是一种独特的天然氢氧化物矿物纤维,具有增强增韧和耐高温阻燃等特点,被广泛应用于建筑、阻燃和造纸等领域,将纤维水镁石应用于高附加值产品中具有重要的经济意义,而纤维水镁石的应用与其矿物学特征密切相关。陕西汉中黑木林纤维水镁石矿是目前全球范围内储量最大的纤维水镁石矿床,目前对该地区纤维水镁石矿物学特征的研究较少。本文采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸脱附和热重分析(TGA)等测试方法,对黑木林纤维水镁石进行了矿物学特征测试分析与研究,同时也对热处理后纤维水镁石矿物学特征的变化规律进行了研究,为纤维水镁石的应用提供理论基础,为将其应用于高附加值产品中提供科学依据,从而进一步提高其经济价值。

布地格福联合机械通气治疗COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭的疗效及其对预后的影响

目的探讨在机械通气治疗基础上联合布地格福治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并Ⅱ型呼吸衰竭(RF)的疗效及对预后的影响。方法选取2021年6月至2023年6月河南大学第一附属医院收治的118例COPD合并Ⅱ型RF患者纳入研究,按照电脑随机分组法分为对照组和研究组各59例。两组患者均给予基础治疗,在此基础上对照组给予无创呼吸机机械通气,研究组给予布地格福联合无创呼吸机机械通气。治疗14 d后比较两组患者的治疗效果,以及治疗前后的肺功能指标[呼吸峰流速(PEF)、最大呼气压(MEP)、1 s用力呼吸容积(FEV_(1))、FEV_(1)/用力肺活量比值(FEV_(1)/FVC)]、动脉血气指标[动脉血氧分压(PaO_(2))、pH、PaO_(2)/吸入氧气浓度(FiO_(2))、动脉血二氧化碳分压(PaCO_(2))]、气道黏液高分泌指标[痰液干/湿比重、黏蛋白5ac(MUC5ac)]和炎性因子[C反应蛋白(CRP)、降钙素原(PCT)、白介素-18(IL-18)、转化生长因子-β1(TGF-β1)]水平,同时比较两组患者的并发症发生率及随访3个月的预后情况。结果研究组患者的治疗总有效率为93.22%,明显高于对照组的77.97%,差异有统计学意义(P<0.05);治疗14 d后,研究组患者的PEF、MEP、FEV_(1)、FEV_(1)/FVC分别为(3.37±0.41)L/s、(11.04±0.66)kPa、(2.95±0.47)L、(58.24±5.52)%,明显高于对照组的(3.02±0.32)L/s、(10.12±0.53)kPa、(2.40±0.33)L、(53.16±4.29)%,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗14 d后,研究组患者的pH、PaO_(2)、PaO_(2)/FiO_(2)分别为7.38±0.10、(92.35±3.20)mmHg、106.21±6.68,明显高于对照组的7.24±0.08、(89.14±2.73)mmHg、100.53±5.40,PaCO_(2)为(50.04±5.02)mmHg,明显低于对照组的(54.28±4.28)mmHg,差异均有统计学意义(P<0.05);治疗14 d后,研究组患者的痰液干/湿比重、MUC5ac分别为0.56±0.08、(33.12±2.18)μg/L,明显低于对照组的0.64±0.10、(36.24±2.36)μg/L,差异均具有统计学意义(P<0.05);治疗14 d后,研究组患者的CRP、PCT、IL-18、TGF-β1分别为(12.65±3.11)mg/L、(5.94±1.62)ng/mL、(58.23±10.16)ng/L、(7.03±1.95)μg/L,明显低于对照组的(16.20±4.38)mg/L、(8.51±2.08)ng/mL、(70.04±13.85)ng/L、(9.61±2.48)μg/L,差异均具有统计学意义(P<0.05);研究组患者的并发症发生率为5.17%,明显低于对照组的17.54%,差异具有统计学意义(P<0.05);随访3个月,两组患者的生存预后情况比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论布地格福联合机械通气治疗COPD合并Ⅱ型RF可显著提高临床效果,改善患者的肺功能、血气指标及气道黏液分泌,降低炎症反应,且安全性高,对患者的预后影响较小。

自拟柴芪开郁汤联合穴位贴敷治疗脑卒中后轻中度气郁痰阻型抑郁的疗效观察

目的探讨自拟柴芪开郁汤联合穴位贴敷治疗脑卒中后轻中度气郁痰阻型抑郁的临床效果。方法选取某院2022年7月~2023年7月的脑卒中后轻中度气郁痰阻型抑郁的住院患者80例,按照随机数字表法分为对照组、试验组各40例,对照组在常规治疗基础上给予舍曲林口服治疗,试验组在常规治疗基础上给予自拟柴芪开郁汤联合穴位贴敷治疗,治疗4周,分别比较治疗前后患者中医症候积分、汉密顿抑郁量表(HAMD)评分、神经功能缺损程度(NIHSS)评分、日常生活活动能力(ADL)评分、疲劳程度(FAI)评分,并判定临床疗效。结果治疗后两组患者NIHSS评分、FAI评分、HAMD评分均低于治疗前(P<0.05),且治疗后试验组低于对照组(P<0.05)。治疗后两组患者ADL评分均高于治疗前(P<0.05),且治疗后试验组高于对照组(P<0.05)。试验组临床有效率高于对照组(P<0.05)。结论对于脑卒中后轻中度气郁痰阻型抑郁患者,在基础西医治疗的同时给予自拟柴芪开郁汤联合穴位贴敷治疗,可有效减轻临床症状,促进神经功能恢复,缓解疲劳状态,改善日常生活状态,安全可靠。

生成式人工智能赋能历史跨学科主题学习研究

生成式人工智能在历史跨学科主题学习中的应用能够促进跨学科主题学习的信息融合与知识探索,助推学生思维的多元发展,从而提升学生的学科核心素养。在具体的教学实践中,生成式人工智能可以通过搭建学习支架生成个性化学习资源,依托虚拟技术构建沉浸式学习环境,对学习效果进行实时且可见化的反馈并进行个性化策略调整,从而在学习资源、学习环境、学习反馈三个维度赋能历史跨学科主题学习,以丰富学生的学习体验,提升学习效率。

城市排水管网漏损检测与修复策略研究

本文旨在研究城市排水管网漏损检测与修复策略,提高排水系统效能和可持续性。内容包括漏损对城市环境和基础设施的影响、传统与先进漏损检测方法及数据处理方法、漏损修复策略与效果评估、管网管理与维护方法、实践案例分析以及未来发展方向与挑战。有效的检测与修复策略,可以提升排水管网的可靠性、安全性,减少资源浪费,实现可持续发展目标。

个体化康复运动护理在冠心病介入治疗患者中的应用效果观察

目的:探讨个体化康复运动护理在冠心病经皮冠状动脉介入术(PCI)后患者中的应用效果。方法:采用随机数字表法将2020年1月至2022年1月收治的98例冠心病患者分为对照组(49例,接受常规护理)和观察组(49例,接受个体化康复运动护理)。两组均持续护理3个月。比较两组心理状态、运动耐力、心功能、心血管不良事件发生情况和生活质量。结果:护理后,观察组患者健康问卷(PHQ-9)、广泛性焦虑障碍量表(GAD-7)评分均低于对照组(P<0.05);观察组6 min步行距离大于对照组(P<0.05);观察组左心室舒张期内径(LVEDd)、左心室收缩末期内径(LVESd)低于对照组,左心室射血分数(LVEF)、左心室短轴缩短率(FS)高于对照组(P<0.05)。观察组心血管不良事件发生率比对照组低(P<0.05)。观察组护理后健康调查简表(SF-36)各维度评分均比对照组高(P<0.05)。结论:在冠心病PCI术后患者中采取个体化康复运动护理,可缓解患者消极情绪,提升运动耐力,有助于心功能改善,心血管不良事件更少,从而提升患者生活质量。

风险分级管理对慢性肾脏病高钾血症患者的效果研究

目的探究风险分级管理对慢性肾脏病高钾血症患者的影响。方法选取郑州大学第一附属医院90例慢性肾脏病患者作为研究对象,采用随机抽样法将其分为对照组和试验组,各45例。对照组实施常规护理,试验组在常规护理的基础上实施风险分级管理方案,比较2组干预前后高钾血症发生率、高钾血症认知水平、服药依从性及饮食依从性。结果试验组高钾血症发生率低于对照组(χ^(2)=4.444,P=0.035),试验组高钾血症认知(t=-7.071,P<0.001)、服药依从性(t=-3.081,P=0.004)及饮食依从性(t=-8.785,P<0.001)高于对照组。结论对慢性肾脏病患者应用风险分级管理方案,可降低患者高钾血症发生率,提高高钾认知水平,促进患者养成良好的服药及饮食依从行为,有利于降低不良事件的发生。

申威1621处理器上矩阵乘法优化研究

稠密矩阵乘法(GEMM)是很多科学与工程计算应用中大量使用的函数,也是很多代数函数库中的基础函数,其性能高低对整个应用往往有决定性的影响.另外,因其计算密集的特点,矩阵乘法效率往往也是体现硬件平台性能的重要指标.针对国产申威1621处理器,对稠密矩阵乘法进行了系统性地优化.基于对各部分开销的分析,以及对体系结构特点与指令集的充分利用,对DGEMM函数从循环与分块方案,打包方式,核心计算函数实现,数据预取等方面进行了深入优化.此外,开发了代码生成器,为不同的输入参数生成不同版本的汇编代码和C语言代码,配合自动调优脚本,选取最佳参数.经过优化和调优,单线程DGEMM性能达到了单核浮点峰值性能的85%,16线程DGEMM性能达到16核浮点峰值性能的80%.对DGEMM函数的优化不仅提高了申威1621平台BLAS函数库性能,也为国产申威系列多核处理器上稠密数据计算优化提供了重要参考.

面向GPU平台的并行结构化稀疏三角方程组求解器

稀疏三角线性方程组求解(SpTRSV)是预条件子部分的重要操作,其中结构化SpTRSV问题,在以迭代方法求解偏微分方程组的科学计算程序中,是一种较为常见的问题类型,而且通常是科学计算程序的需要解决的一个性能瓶颈.针对GPU平台,目前以CUSPARSE为代表的商用GPU数学库,采用分层调度(level-scheduling)方法并行化SpTRSV操作.该方法不仅预处理耗时较长,而且在处理结构化SpTRSV问题时会出现较为严重GPU线程闲置问题.针对结构化SpTRSV问题,提出一种面向结构化SpTRSV问题的并行算法.该算法利用结构化SpTRSV问题的特殊非零元分布规律进行任务划分,避免对输入问题的非零元结构进行预处理分析.并对现有分层调度方法的逐元素处理策略进行改进,在有效缓解GPU线程闲置问题的基础上,还隐藏了部分矩阵非零元素的访存延迟.还根据算法的任务划分特点,采用状态变量压缩技术,显著提高算法状态变量操作的缓存命中率.在此基础上,还结合谓词执行等GPU硬件特性,对算法实现进行全面的优化.所提算法在NVIDIA V100 GPU上的实测性能,相比CUSPARSE平均有2.71倍的加速效果,有效访存带宽最高可达225.2 GB/s.改进后的逐元素处理策略,配合针对GPU硬件的一系列调优手段,优化效果显著,将算法的有效访存带宽提高了约1.15倍.

耐除草剂转基因大豆SHZD32-1数字PCR绝对定量方法的建立

基于DNA单分子绝对定量的数字PCR技术,建立了该转化体的微滴式数字PCR(ddPCR)双重(转化体特异性基因和大豆内标准基因)定量方法,内容主要包括:优化双重ddPCR引物探针浓度和退火温度,考察特异性,确定线性动力学范围以及检出限(3 copies/μL)和定量限(15 copies/μL)等关键参数。转基因大豆SHZD32-1已获得生产应用安全证书“农基安正字(2019)”第293号,其ddPCR定量检测方法作为一种绝对定量的计量方法,简便高效、精准度高,将为标准物质定值、定量检测及规范生物安全领域数字PCR方法建立等提供技术支撑。

吉非替尼联合新辅助化疗对ⅢA期EGFR突变型非小细胞肺癌患者血清肿瘤标志物和远期预后的影响

目的:探讨吉非替尼联合新辅助化疗对ⅢA期表皮生长因子受体(EGFR)突变型非小细胞肺癌(NSCLC)患者血清肿瘤标志物和远期预后的影响。方法:选取2016年1月~2017年1月期间于某院行手术切除治疗的104例ⅢA期EGFR突变型NSCLC患者作为研究对象,按照随机数字表法分为对照组和研究组,每组52例。对照组术前给予紫杉醇+奈达铂新辅助化疗联合手术切除治疗,研究组在对照组基础上术前加用吉非替尼辅助化疗,两组患者术后2周均给予紫杉醇+奈达铂辅助化疗+普通外照射放疗+吉非替尼辅助靶向治疗。比较两组患者临床病理资料、血清肿瘤标志物[癌胚抗原(CEA)、糖类抗原125(CA125)、血清铁蛋白(SF)]、血管内皮生长因子(VEGF)水平以及术后并发症发生情况,Kaplan-Meier生存分析比较两组患者术后5年无病生存率和总生存率。结果:治疗后,对照组血清SF水平较治疗前降低(P<0.05),研究组血清CEA、CA125、SF及VEGF水平较治疗前均降低(P<0.05);两组患者术后出血、感染以及吻合口狭窄发生率比较均无统计学差异(P>0.05);两组患者术后5年无病生存率比较具有统计学差异(P<0.05),且研究组患者术后1年、3年及5年累积无病生存率均高于对照组(P<0.05);两组患者术后5年总生存率比较具有统计学差异(P<0.05),且研究组患者术后1年、3年及5年累积总生存率均高于对照组(P<0.05)。结论:吉非替尼联合新辅助化疗可降低ⅢA期EGFR突变型NSCLC患者血清CEA、CA125、SF以及VEGF水平,提高患者术后无病生存率和总生存率。

小麦倒春寒抗性评价方法研究

倒春寒是造成小麦减产的重要因素,培育抗倒春寒品种是重要育种目标。为了明确小麦倒春寒抗性鉴定的适宜处理条件,建立倒春寒抗性评价方法,本研究选用倒春寒抗性差异明显的6个品种进行不同发育时期和不同温度处理,以死茎率作为评价指标,筛选小麦倒春寒抗性鉴定最适处理条件,并用120份小麦品种(系)对该方法进行验证。结果表明,死茎率随温度降低和发育进程推进总体呈升高趋势。药隔期-6℃下处理6 h,品种间死茎率差异最明显,是进行倒春寒抗性鉴定的最适处理条件。验证试验表明该处理条件能有效区分120份小麦品种(系)的倒春寒抗性,聚类分析将120份小麦品种分成极强、强、中等、弱、极弱5类,根据分类结果建立了小麦倒春寒抗性评价标准。本研究为开展小麦倒春寒抗性鉴定和抗性品种培育提供了技术支撑。

面向SW26010-Pro的1、2级BLAS函数众核并行优化技术

BLAS (basic linear algebra subprograms)是高性能扩展数学库的一个重要模块,广泛应用于科学与工程计算领域. BLAS 1级提供向量-向量运算, BLAS 2级提供矩阵-向量运算.针对国产SW26010-Pro众核处理器设计并实现了高性能BLAS 1、2级函数.基于RMA通信机制设计了从核归约策略,提升了BLAS 1、2级若干函数的归约效率.针对TRSV、TPSV等存在数据依赖关系的函数,提出了一套高效并行算法,该算法通过点对点同步维持数据依赖关系,设计了适用于三角矩阵的高效任务映射机制,有效减少了从核点对点同步的次数,提高了函数的执行效率.通过自适应优化、向量压缩、数据复用等技术,进一步提升了BLAS 1、2级函数的访存带宽利用率.实验结果显示, BLAS 1级函数的访存带宽利用率最高可达95%,平均可达90%以上, BLAS 2级函数的访存带宽利用率最高可达98%,平均可达80%以上.与广泛使用的开源数学库GotoBLAS相比, BLAS 1、2级函数分别取得了平均18.78倍和25.96倍的加速效果. LU分解、QR分解以及对称特征值问题通过调用所提出的高性能BLAS 1、2级函数取得了平均10.99倍的加速效果.

超级微波消解–电感耦合等离子体质谱法测定豆奶粉中镍的不确定度评定及优化

对超级微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定豆奶粉中镍的不确定度进行评定与优化。以JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》与CNAS—GL006:2019《化学分析中不确定度的评估指南》为依据,建立不确定度评定的数学模型,分析不确定度的主要来源并评定不确定度分量,进而计算合成相对标准不确定度与扩展不确定度,最后分析不同来源对不确定度的影响,提出减小不确定度的可能优化方法。当包含概率为95%(即包含因子k=2)时,镍元素的扩展不确定度为0.222 mg/kg,即豆奶粉中镍含量的测定结果为(3.825±0.222)mg/kg。通过降低不确定度的优化方法,相对标准不确定度从0.0290下降至0.0238。标准工作溶液的配置与标准曲线的拟合是超级微波消解–电感耦合等离子体质谱法测定豆奶粉中镍的不确定度的主要来源,优化方法能够有效降低测定结果的不确定度。

1,5-AG在高糖代谢兔尸体玻璃体液中的变化

目的了解1,5-脱水葡萄糖醇(1,5-anhydroglucitol,1,5-AG)在高糖代谢兔尸体玻璃体液中的浓度水平及变化特点,探讨1,5-AG在高糖代谢紊乱所致死亡的法医病理学中的鉴定价值。方法采用四氧嘧啶建立糖尿病高血糖兔模型,选取18只空腹血糖浓度≥13.80 mmol/L的糖尿病高血糖兔(实验组)和18只空腹血糖浓度≤6.10 mmol/L的健康兔(对照组),采用空气栓塞处死,即刻采集血液,于死后0、12、24、36 h采集玻璃体液,检测兔血液及玻璃体液中1,5-AG的质量浓度。结果实验组血糖浓度为(25.10±3.14)mmol/L;1,5-AG质量浓度在死亡即刻血浆中[(0.94±0.20)μg/mL]与玻璃体液中[(0.99±0.05)μg/mL]差异无统计学意义(P>0.05)。实验组各时间点玻璃体液中1,5-AG质量浓度低于相应对照组(P<0.05),实验组及对照组各时间点玻璃体1,5-AG质量浓度差异无统计学意义(P>0.05)。对照组和实验组兔血浆中1,5-AG质量浓度与血糖浓度均呈负相关(对照组r=-0.79,P<0.05;实验组r=-0.97,P<0.05)。结论玻璃体液可以替代血液作为检测1,5-AG的有效检材,兔玻璃体液中1,5-AG质量浓度在死后36 h内保持稳定,不受死后时间变化的影响。1,5-AG质量浓度明显下降,提示兔生前存在高血糖状态。

基于眼组织结构的死亡时间推断研究进展

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是法医病理学研究的重点与热点问题。近年来,国内外学者利用眼组织推断PMI取得了一定进展,机体死后眼角膜、房水、虹膜、晶状体、玻璃体液、视网膜等改变均呈现与PMI高度相关的时序性变化规律。本文基于眼组织不同结构死后形态学、生物化学、分子学、遗传物质改变等方面,对PMI推断研究进展进行了综述,对存在的问题及发展趋势进行探讨。

基于CRISPR/Cas9技术构建与鉴定敲除ACE2基因的Huh7肝癌细胞株

利用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除人Huh7肝癌细胞的血管紧张素转化酶2(ACE2)基因,构建ACE2基因敲除细胞株,为研究ACE2在肝细胞癌的作用提供细胞模型。首先,对ACE2结构域进行鉴定,利用在线网站设计两条破坏所有结构域、靶向作用于ACE2外显子的sgRNA。其次,构建重组载体并转染肝癌细胞Huh7,嘌呤霉素筛选出单克隆细胞株。最后,免疫印迹鉴定敲除效果。结构域鉴定结果显示,在340-520号氨基酸位置存在Zn结合位点和激活位点,根据sgRNA靶点设计原则,采用片段敲除的方式,针对ACE2的第9、第10外显子设计两对sgRNA,并成功构建PX459-ACE2-sgRNA重组质粒。嘌呤霉素成功筛选出单克隆细胞株,并测序证实了发生片段敲除,ACE2蛋白在敲除细胞株中不表达;成功构建ACE2敲除的Huh7细胞株,为日后研究ACE2在肝细胞癌的发生机制奠定基础。

基于图卷积神经网络和RoBERTa的物流订单分类

订单信息贯穿于物流供应链的所有环节,高效的订单处理是保障物流服务质量和运营效率的关键。面对日益增长的差异化客户物流订单,人工对订单分类费时、低效,难以满足现代物流要求的效率标准。为了提升物流订单分类的性能,该文提出了一种基于图卷积神经网络(graph convolution network,GCN)和RoBERTa预训练语言模型的订单分类方法。首先,基于物流订单文本的抽象语义表示(abstract meaning representation,AMR)结果和关键词构建全局AMR图,并使用图卷积神经网络对全局AMR图进行特征提取,获取订单文本的全局AMR图表示向量;其次,基于AMR算法构建物流订单文本分句的局部AMR图集合,然后使用堆叠GCN处理图集合得到订单文本局部AMR图表示向量;再次,使用RoBERTa模型处理物流订单文本,得到文本语义表示向量;最后,融合三种类型的文本表示向量完成物流订单分类。实验结果表明:该方法在多项评价指标上优于其他基线方法。消融实验结果也验证了该分类方法各模块的有效性。