概率故障条件下平衡超立方体的子网络可靠性

平衡超立方体具有许多优良的拓扑结构性质,较适合用于构建实际多处理器系统。在发生故障的互连网络中对无故障子网络的存在性进行量化评估有重要的现实意义。为了刻画n维平衡超立方体中(n-1)维平衡超立方体子网络存在性的保持能力,在概率故障条件下估计了n维平衡超立方体中无故障(n-1)维平衡超立方体子网络的存在概率。对于不小于3的n,得出了n维平衡超立方体中存在无故障(n-1)维平衡超立方体子网络的概率的一个上界和一个下界,并给出了这一子网络可靠性的基于蒙特卡洛仿真的近似评估算法。结果表明,当无故障(n-1)维平衡超立方体子网络的存在概率的上下界相差不大时,该上下界和近似结果是一致的;否则近似结果是较为准确的。

增广立方体上边独立生成树的并行构造

近年来,围绕互连网络的研究工作越来越多。其中独立生成树(Independent Spanning Trees,ISTs)可以应用于信息的可靠传输、并行传输、安全分发以及故障服务器的并行诊断中,因此受到了许多研究者的关注。在一对多广播、可靠通信、多节点广播、容错广播、安全消息分发、IP快速重路由等网络通信中,边独立生成树(Edge-Independent Spanning Trees,EISTs)发挥着重要作用。n维增广立方体AQ_(n)是n维超立方体Q_(n)的节点对称变型,它具有超立方体及其变型所没有的一些可嵌入性质。然而,目前增广立方体上边独立生成树的构造方法都是串行构造的。文中首先提出了一种并行算法,用于构造以AQ_(n)中的任意节点为根的2n-1棵树。然后证明算法得到的2n-1棵树是高度为n的边独立生成树,算法的时间复杂度为O(N),其中N表示增广立方体中的节点数。最后通过模拟实验来验证了所提方法的准确性。

超立方体在对称PMC模型下的g-好邻条件诊断度和g-额外条件诊断度

故障诊断在维持多处理器系统的可靠性中起到了至关重要的作用,而诊断度是系统诊断能力的一个重要度量参数。除经典诊断度外还有条件诊断度,如g-好邻条件诊断度、g-额外条件诊断度等。其中g-好邻条件诊断度是在每个无故障顶点至少有g个无故障邻点的条件下定义的一种条件诊断度,g-额外条件诊断度是在每个无故障分支包含超过g个顶点的条件下定义的一种条件诊断度。故障诊断需要在特定的诊断模型下进行,如PMC模型、对称PMC模型等。对称PMC模型是在PMC模型的基础上通过添加两个假设而提出的一种新的诊断模型。n维超立方体因具有多种优越性质而被研究者们广泛研究。目前有不少在PMC模型下的诊断度研究,但缺乏在对称PMC模型下的诊断度研究。文中首先证明了超立方体在对称PMC模型下的g-好邻条件诊断度的上界和下界,当n≥4且0≤g≤n-4时上界为2^(g+1)(n-g-1)+2^(g)-1,当g≥0且n≥max{g+4,2^(g+1)-2^(-g)-g-1}时下界为(2n-2^(g+1)+1)2^(g-1)+(n-g)2^(g-1)-1。还证明了超立方体在对称PMC模型下的g-额外条件诊断度的上界和下界,当n≥4且0≤g≤n-4时上界为2n(g+1)-5g-2C_(g)^(2)-2,当n≥4且0≤g≤min n-4,23 n时下界为3/2n(g+1)-g-5/2C_(g+1)^(2)-1。最后通过模拟实验验证了相关理论结果的正确性。

信息资源管理学科视域下数据科学“动态立方体”课程群建设

数据智能时代,数据科学相关课程在信息资源管理学科建设与人才培养中的重要性日益凸显,文章尝试为信息资源管理学科设置数据科学课程提供一种可选方案。在系统梳理数据科学的内涵及其与信息资源管理学科关系基础上,文章分析数据科学课程群研究现状与不足,提出“动态立方体”课程群模式。数据科学“动态立方体”课程群建设是一个整体、统一的体系建设过程,文章从核心理念、模式设计及保障机制三方面提出数据科学课程群建设内容,并通过核心知识与多学科知识的交互耦合,形成适应外部环境的课程群建设动态方案。

基于拉丁超立方体的改进白骨顶鸡算法

针对白骨顶鸡算法求解工程问题时收敛速度慢,易陷入局部最优等不足,提出一种基于拉丁超立方体的改进白骨顶鸡算法。使用拉丁超立方体抽样增强初始种群的均匀性和多样性;引入非线性决策因子和自适应动态边界机制,提高算法全局搜索和局部开发能力;利用柯西变异对最优解进行扰动,帮助算法跳出局部最优。在16个基准函数、高维函数和工程问题进行仿真,其结果验证,该算法收敛速度和寻优精度良好,在工程问题上具有可行性和有效性。

混凝土立方体抗压数值模拟研究

为了探究混凝土在单轴压缩下的力学特性,对混凝土立方体受压破坏过程进行数值模拟研究,引入质量缩放技术和单元失效准则提高了数值模拟的精度,结合试验结果给出了适用于混凝土材料的HJC模型参数。结果表明,质量缩放系数和最大主应变参数的取值会对数值模拟的结果产生显著影响,在使用合理的质量缩放系数以及单元失效参数前提下,HJC模型可以较为准确地模拟出混凝土立方体抗压的破坏过程,得到的破坏形态以及应力-应变曲线与试验结果的吻合度较好。计算结果为混凝土材料的数值模拟研究提供了一定的参考依据。

利用激光辐照AgCl纳米立方体制备表面增强拉曼散射基底的方法

利用激光辐照AgCl纳米立方体,通过析出Ag纳米颗粒制备了表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底。利用水热法合成AgCl纳米立方体,随后利用波长为633 nm的激光进行辐照,AgCl纳米立方体表面会析出Ag纳米颗粒。利用场发射扫描电子显微镜对辐照后的样品进行形貌表征,同时采用对氨基硫酚(PATP)探索Ag@AgCl样品的SERS灵敏度。结果发现,随着辐照功率增大或者辐照时间增加,析出的Ag颗粒数量增多并且尺寸增大,因此获得的SERS基底的灵敏度得到增强。研究结果为制备SERS基底提供了一种比较简便的方法。

浅谈科研成果转化为实验教学项目的前期工作——以银纳米立方体的可控合成实验为例

科研成果转化的实验项目是高校在实验教学体系中落实创新型人才培养目标的良好载体。本文以银纳米立方体的可控合成为例,探讨了建设该项目的前期工作,尤其对实验影响因素、学生群体中容易存在的实验习惯、操作问题进行了探究,确保教师在实验前充分了解和掌握学生在实验过程中可能出现的问题,提高实验教学指导的有效性,使科研转化实验的创新型人才培养功能落到实处。

一类正交拉丁超立方体设计二维投影均匀性的研究

正交拉丁超立方体设计(Orthogonal Latin hypercube designs, OLHDs)适用于计算机试验,是具有列正交性的一类空间填充设计。本文讨论了试验次数一般的一类正交拉丁超立方体设计在二维空间的投影均匀性,即在二维网格上的分层性质。结果表明该设计的所有列对都可以实现在s × s网格分层;来自相同组连续不相邻的列对可以实现在s × s2和s2 × s网格上分层,某些列对还能实现在s2 × s2网格上的分层。The Orthogonal Latin hypercube designs (OLHD), which is a class of space-filling designs with column orthogonality, is suitable for computer experiments. In this paper, the projection uniformity of a class of OLHDs with more general run sizes in two dimensions is discussed, i.e., the grid layering properties. The results show that the design can achieve stratifications on s × s grids in any two dimensions;most column pairs can achieve stratifications on finer s2 × s and s × s2 grids when the two columns are from the same group that are not adjacent to each other, and some column pairs achieve stratifications on s2 × s2 grids.

环境电磁监测的立方体天线设计

针对环境电磁功率监测,设计了一种全向全极化立方体天线,将平面偶极子天线折叠为立方体结构,大幅度缩小了天线尺寸,并具有对垂直/水平极化和圆极化极化,以及各方向上来波的有效接收能力。采用增加电感耦合环、寄生单元和偶极子臂末端弯折环等结构,提高了立方体天线的阻抗匹配、全向性和接收增益等性能。设计并加工制作了一只尺寸为10cm×10cm×10cm的立方体天线样品。测试和仿真结果吻合良好,表明所提出的天线在1~10GHz工作频段内,具有良好的球状全向方向图,增益达到-1.67~9.71dBi。

具有缺弧和失效点的单定向超立方体的诊断度

对于大规模多处理器系统,为了保证其可靠性,需要将发生故障的处理器及时诊断出来并进行更换。诊断度是系统能够自我识别的故障处理器的最大数目。n维单定向超立方体UQ_(n)是通过对超立方体Q_(n)所有的边进行定向得到的一个有向网络。研究了PMC模型下具有缺弧和失效点的单定向超立方体的诊断度。设S是UQ_(n)中缺弧和失效点的集合且S≤n/2」-1.通过对其缺弧和失效点的分布模式进行讨论,得到了UQ_(n)-S在PMC模型下的诊断度为UQ_(n)-S的最小入度,其中n≥3.

基于超立方体排队均衡的消防站布局和调度优化

科学合理的消防站布局与调度方案能够有效提升消防救援效率。本研究通过引入需求点对服务器效率的影响和系统饱和损失率,将现实中的复杂性和不确定性因素纳入消防资源优化模型,提出了一种基于超立方体排队均衡的消防站布局和调度优化模型,并设计了相应的遗传算法以实现模型的精准快速求解。研究结果表明,就近调派策略有可能对消防响应系统的整体效能提升带来负面影响;通过采用更加有效的消防系统布局及调度策略,能够显著提升消防资源利用率、救援平均通行效率以及系统饱和损失率等关键指标。

增强超立方体的分支连通度

利用r-分支(边)连通度作为可靠性的重要度量,对增强超立方体网络的可靠性进行分析,得到了r-分支(边)连通度,证明了cκ_(2)(Q_(n,k))=cλ_(2)(Q_(n,k))=n+1,其中2≤k≤n-1,cκ_(3)(Q_(n,k))=2n,cλ_(3)(Q_(n,k))=2n+1,其中4≤k≤n-1,cκ_(4)(Q_(n,k))=3n-2,其中4≤k≤n-1,cλ_(4)(Q_(n,k))=3n-1,其中6≤k≤n-1.

增广立方体的2-额外连通度

增广立方体AQ_(n)是超立方体Q_(n)的一个变体,它不仅保留了超立方体Q_(n)的几乎所有特征,还具有Q_(n)不具有的一些嵌入特性.本文利用图结构分析的方法讨论了增广立方体AQ_(n)的2-额外点(或边)连通度,证明了κ_(2)(AQ_(n))=6n-18(n≥6),λ_(2)(AQ_(n))=6n-7(n≥5)。该结论对衡量互联网络的可靠性和容错性有借鉴意义。

广义b-基超立方体网络的符号全控制数

该文研究了广义b-基超立方体网络GC_(n)(b)的符号全控制数γst(GC_(n)(b))的问题.首先给出了当n=2k+1,b=3时,网络GC_(n)(b)的符号全控制数的上下界,然后利用数学归纳递推和反证法,确定了当b=3,n=1,2,3时,网络GC_(n)(b)符号全控制数的精确值.

一类有向斐波那契相似立方体的度相关计数性质

匹配型分配格将偏序集和平面基本二部图紧密地联系起来。本文根据一类匹配型分配格的Hasse图,得到了一类有向斐波那契相似立方体,并研究了其度序列多项式、出度多项式和出入度多项式。

Ag纳米立方体边长对表面增强拉曼散射强度的影响

利用水热法,通过改变反应温度、反应时间和前驱体浓度等参数成功制备不同边长的Ag纳米立方体,探讨Ag纳米立方体边长对表面增强拉曼散射(SERS)强度的影响。结果表明,随着Ag纳米立方体边长的增加,SERS强度先增大后减小。当Ag纳米立方体边长为75 nm时,SERS强度达到最大值。以75 nm的Ag纳米立方体为SERS衬底,以典型的纺织废水污染物罗丹明B(Rh B)为探针分子,探究SERS强度的变化。结果显示,Rh B溶液的浓度低至10^(-6)mol/L时仍可检测到SERS信号。因此,Ag纳米立方体可以作为一种灵敏度较高的SERS衬底,用于检测低浓度污染物。

高效前缀约简的三维Hilbert空间填充曲线编解码算法

3维Hilbert空间填充曲线(3D HSFC)的编码和解码效率对空间查询处理、图像处理等领域的应用举足轻重。现有的3维编解码算法独立编解码每一个点,忽略了Hilbert曲线的局部保持特性。为了提高编解码效率,该文设计了高效的3D状态视图,并提出一种新的前缀约简的3D HSFC编码算法(PR-3HE)和前缀约简3D HSFC解码算法(PR-3HD),这两个算法通过公共前缀的定义和识别、公共前缀约简及多种优化技术来最小化需要编码的阶数,从而提高3D HSFC的编解码效率。理论上证明:当编码或解码一个k阶的窗体(窗体内总共含有2k×2k×2k个点)时,PR-3HE平均每个点的编码阶数不超过2,PR-3HD平均解码阶数不超过8/7。相对于传统的基于迭代的方法,编解码时间复杂度从O(k)降低到了O(1)。实验结果表明,该文算法在模拟数据集和真实数据集上的表现显著优于现有算法。

基于声信号递归Hilbert变换的轴承故障诊断研究

轴承缺陷检测与损伤程度检测一直是旋转机械领域内非常重视的问题,虽然目前针对振动信号的研究已经取得相当好的结果,但是对于难以安装振动传感器的情况,诊断效果仍需改进。针对强背景噪声下故障轴承产生的声音,提出一种基于递归Hilbert变换和一维卷积神经网络的诊断方法来提取抽象特征并进行模式识别。卷积神经网络结构中引入了全局平均池化层来加速网络的运行。最后,通过数据集验证了所提方法的有效性,与其他常用分类方法进行对比,验证了该方法的优越性。结果表明:所提算法不仅能够准确识别轴承的损伤部位,而且能够准确区分部件的损伤程度。

一个含离散型分式核的Hilbert型不等式

引入若干正参数,新构建了一个分式型的离散形态的核函数,并借助于权系数的方法,建立了一个二重Hilbert型级数不等式,并证明此不等式的常数因子是最佳取值.另外,根据余割函数的有理分式展开形式,给出最佳常数因子的余割函数表示形式.通过对参数赋予一些特殊数值,得到了一些已有结果,并且给出了一些新的含特殊核函数的Hilbert型不等式.