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高通量计算的兴起 None

Ning-hui SUN, Yun-gang BAO, Dong-rui FAN

《信息与电子工程前沿（英文）》 2018年 第19卷 第10期   页码 1245-1250 doi: 10.1631/FITEE.1800501

摘要： 近年来，云计算、人工智能和物联网等新兴计算应用的出现，对计算机系统设计提出3个共同要求：高利用率、高吞吐量和低延迟。在这里，这些被称为“高通量计算”的要求。我们进一步提出一种新指标，称为“系统熵”，用于测量计算机系统的混乱程度和不确定性。我们认为，与追求高性能和低功耗的传统计算系统的设计不同，高通量计算应致力于实现低并发性。然而，从计算机体系结构角度看，高通量计算面临两大挑战：（1）如何充分利用应用程序数据的并行和并发执行来实现高吞吐量；（2）如何获得低延迟，即便在具有高利用率的数据路径中发生严重争用的情况下。构建了两个可以实现高吞吐量和低延迟的原型，显著降低了系统熵。

关键词： 高通量计算；系统熵；信息高铁    

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双层高通量计算——包括翘曲情况下的有效质量计算 Article

Andrew Supka, Nicholas A. Mecholsky, Marco Buongiorno Nardelli, Stefano Curtarolo, Marco Fornari

《工程（英文）》 2022年 第10卷 第3期   页码 74-80 doi: 10.1016/j.eng.2021.03.031

摘要：

本文使用了双层高通量计算。在涉及改变晶体结构和（或）化学成分的第一层中，本文分析了选定的IIIV半导体、填充和未填充的方钴矿，以及岩盐和层状硫属化物。第二层在整个布里渊区（BZ）中搜索费米能级1.5 eV (1 eV = 1.602176×10−19 J)范围内的临界点，并通过计算有效质量来表征这些点。本文介绍了几种从第一原理计算有效质量的方法并对它们进行了比较。本文使用的方法还包括计算翘曲临界点的态密度有效质量，由于临界点存在潜在非解析性，传统方法无法给出一致的结果。本文证明了考虑能带结构的全部复杂性以及计算有效质量的互补方法价值的必要性。本文还通过计算证明翘曲仅发生在有退化性的情况下。

关键词： 高通量     电子结构     能带翘曲     有效质量    

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构建城市“互联网+”新型基础设施发展战略研究

范灵俊,杨菲,郑卫城,洪学海,范东睿

《中国工程科学》 2020年 第22卷 第4期   页码 106-113 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.04.005

摘要： 本文在分析需求、发展现状及面临问题的基础上，提出构建城市“互联网 +”新型基础设施需应对海量数据的有效汇聚、融合和应用，确保网络服务高并发、低延迟、高安全可靠的实时处理和响应。研究论证了构建城市“互联网 +”新型基础设施的典型建设路径，即通过建设数据中台解决城市数据的高效融合和有效利用问题，通过城市“信息高铁站”提供高通量和高品质的服务

关键词： 互联网+，新型基础设施，数据中台，信息高铁，高通量计算    

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MCDB蒙特卡罗剂量计算系统及应用

邓力,李刚,陈朝斌,叶涛

《中国工程科学》 2012年 第14卷 第8期   页码 72-77

摘要：

硼中子俘获治疗(BNCT)蒙特卡罗剂量计算软件系统MCDB (Monte Carlo dosimetry code for brain)已经开发成功它包括医学前处理、剂量计算和后处理。前处理把CT、MRI图像数据自动转化为剂量计算的输入文件，剂量计算基于蒙特卡罗(MC)方法，后处理是确定照射方向和照射时间。为了提高剂量计算的精度和缩短计算时间，MCDB发展了针对体素模型的快速粒子径迹算法，构造材料矩阵和计数矩阵，程序实现了MPI并行化。通过一个病例，MCDB完成了从CT、MRI提取数据、剂量计算和后处理的全过程。计算取得了与MCNP程序一致的结果，串行计算速度较MCNP提高3倍以上，并行效率可以达到90 %，完全满足临床对计算精度和计算时间的要求。

关键词： MCDB     快速径迹算法     材料矩阵     计数矩阵    

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使用傅里叶变换红外成像进行高通量筛选 Article

Erdem Sasmaz, Kathleen Mingle, Jochen Lauterbach

《工程（英文）》 2015年 第1卷 第2期   页码 234-242 doi: 10.15302/J-ENG-2015040

摘要：

组合库的有效平行筛选是高通量(HT) 多相催化工作流中最具挑战性的难题之一。目前，已有包括各种光学、质谱分析以及气相色谱技术在内的大量方法用于高通量催化剂研究。本文介绍了16 通道高通量反应器的新设计，并给出了其准确性和重复性试验结果。该系统的性能，通过在不同的还原剂–还原剂摩尔比、表面活性剂类型、金属和表面活性剂浓度、合成温度和升温速率下合成的商用Pd/Al2O3和氧化钴纳米粒子的一氧化碳氧化反应进行评估

关键词： 高通量     傅里叶变换红外成像     筛选     氧化钴     一氧化碳氧化    

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用于材料探索与优化的高通量多羽流脉冲激光沉积 Article

Samuel S. Mao,Xiaojun Zhang

《工程（英文）》 2015年 第1卷 第3期   页码 367-371 doi: 10.15302/J-ENG-2015065

摘要：

笔者设计并实现了高通量多羽流脉冲激光沉积 (MPPLD) 系统，而且与传统的高通量薄膜材料合成技术进行了比较。目前大多数组合式脉冲激光沉积 (PLD) 系统为了使沉积的薄膜厚度均匀而采用掩膜法多层薄膜沉积和沉积后退火的工艺，MPPLD则同时利用了多个PLD羽流的方向性和沉积速率的空间变化，在一个衬底上直接沉积不同成分的化合物以形成薄膜材料库这个新系统更适合以高通量的手段制备多组分化合物薄膜材料。

关键词： 脉冲激光沉积     高通量    

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水库水域生态系统温室气体排放测量技术

戴会超,李华,郑铁刚

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第9期   页码 21-28

摘要：

基于国内外对全球温室气体排放监测研究的基础，总结并探讨了水库水域生态系统中温室气体排放通量常用测量分析技术的基本原理，对比分析了各种监测方法的适用性及优化措施，对我国形成系统的水库水域生态系统温室气体监测技术导则提供重要参考，为我国绿色水电和可持续发展水利水电建设提供重要的技术支撑。

关键词： 水库水域生态系统     温室气体     通量     测量技术    

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机器学习辅助的高通量虚拟筛选用于实现先进含能材料按需定制 Article

宋思维, 王毅, 陈方, 晏蜜, 张庆华

《工程（英文）》 2022年 第10卷 第3期   页码 99-109 doi: 10.1016/j.eng.2022.01.008

摘要： 设计了一个集成分子生成和机器学习模型的高通量虚拟筛选（HTVS）系统，该系统可预测分子性能，并对晶体堆积模式进行评估。在该系统指导下，快速生成了25 112 个分子，并从中确认了具有理想性能和晶体堆积模式的候选分子。

关键词： 含能材料     机器学习     高通量虚拟筛选     分子性能     合成    

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非线性科学及其在医学中的应用

涂承媛,曾衍钧

《中国工程科学》 2003年 第5卷 第8期   页码 45-49

摘要：

简要介绍了非线性科学中的分形维方法和信息熵方法及其用于房颤信息的处理和分析，计算了未房颤时P波的及房颤时f波的格子维和信息熵，特别是，比较了未房颤时和发生房颤时的相关计算结果的显著差别，从而很容易判断是否发生了房颤

关键词： 复杂大系统     非线性     分形理论     分形维     信息熵（Shannom熵）     房颤    

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采用白光X射线源和模拟阵列能量色散阵列探测器的高通量粉末衍射技术 Article

汪晓平, 董伟伟, 张鹏, 唐浩琪, 张澜庭, 杨铁莹, 刘鹏, 汪洪, 项晓东

《工程（英文）》 2022年 第10卷 第3期   页码 81-88 doi: 10.1016/j.eng.2021.05.023

摘要：

在上海同步辐射光源（SSRF）的弯铁光束线上，利用由空间扫描硅漂移探测器（SDD）模拟获得的能量色散阵列探测器，对CeO2样品进行高通量白光X射线粉末衍射（pXRD）实验。

关键词： 高通量实验     白光X射线衍射     能量色散阵列探测器     能量色散X射线衍射     角分辨X射线衍射    

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中国高铁“走出去”战略：主旨·方略·举措

徐飞

《中国工程科学》 2015年 第17卷 第4期   页码 4-8

摘要：

本文阐述了中国高铁“走出去”对中国经济、文化等方面的意义，以及中国高铁“走出去”必须重视的三大战略主旨。本文进一步分析了中国高铁“走出去”面临的战略机遇与挑战。在此基础上，本文提出了布局重要性、时序紧迫性、路径可行性、区域难易结合、线路互联互通五个战略原则，并从政、产、学、研、金等方面对中国高铁“走出去”的战略举措提出以下五个建议：统领战略实施

关键词： 中国高铁；“走出去”战略；新陆权时代；战略实施；国家智库    

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区间值信息系统中基于信息熵的属性约简 Article

Jian-hua DAI,Hu HU,Guo-jie ZHENG,Qing-hua HU,Hui-feng HAN,Hong SHI

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年 第17卷 第9期   页码 919-928 doi: 10.1631/FITEE.1500447

摘要： 区间值信息系统的处理有助于拓展粗糙集理论的应用范畴。属性约简是区间值数据分析的一个关键问题。现有针对传统单值数据的方法不适用于区间值数据。目前，关注区间值数据约简的研究还相对较少。本文从信息论的角度提出了一个区间值数据的属性约简框架，定义了区间值信息系统中的熵、条件熵以及联合熵等概念，继而构造了属性约简算法。实验结果表明所构造的方法是有效的。

关键词： 粗糙集理论；区间值数据；属性约简；熵    

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航空宽带卫星通信系统前向链路中继性能分析 Research Articles

孔槐聪1,林敏1,何世文2,3,刘笑宇1,欧阳键1,朱卫平1,4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年 第22卷 第6期   页码 790-801 doi: 10.1631/FITEE.2000445

摘要： 高通量卫星系统可以满足未来高速率和大带宽的需求，在毫米波航空通信中扮演着重要角色。研究了航空宽带卫星通信系统前向链路的中断性能，其中从信关站到卫星的馈线链路使用自由空间光通信传输，从卫星到飞机的用户链路则在毫米波频段工作。特别地，在用户链路中，高通量卫星采用点波束技术，并在飞机上部署大型天线阵列。首先，在采用放大转发协议情况下，提出一种基于位置的波束成形方案，使得平均输出信噪比最大，并且此方案适用于相控阵。然后，假设馈电链路服从伽马—伽马分布，而用户链路经历阴影莱斯衰落，同时考虑相位误差影响，推导出系统的中断概率闭合表达式。为获得分集度和编码增益，进一步推导了高信噪比情况下的渐近中断表达式。最后，数值仿真验证了理论分析的有效性，并揭示相位误差对系统中断性能的影响。

关键词： 航空宽带卫星网络；自由空间光传输；高通量毫米波通信；中断概率；相位误差    

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高通量统计映射表征技术研究进展及其应用 Review

王海舟, 赵雷, 贾云海, 李冬玲, 杨丽霞, 卢毓华, 冯光, 万卫浩

《工程（英文）》 2020年 第6卷 第6期   页码 621-636 doi: 10.1016/j.eng.2020.05.005

摘要： 任何材料在特定尺度下都不可能是绝对均匀的或者绝对规则的，可视为“自然芯片”，一个材料每个位置上的成分、组织结构和性能都存在着微小差异， 而这种微小差异的组合形成了材料整体性能，本文综述了基于材料非均匀性本质的高通量统计映射表征技术的研究及应用进展高通量统计映射表征技术采用一系列跨尺度快速表征技术，从宏观到微观逐级分析，快速获取实际大尺寸试样每个位置上的成分、组织结构和各种性能参量的数据集；通过准确的位置坐标信息，将这些数据集按照点对点的对应关系高通量统计映射表征技术已在各种钢铁、高温合金、镀层板、铁硅合金等材料体系得到应用， 有效地指导了工艺的优化及材料的改性。

关键词： 材料非均匀性     高通量表征     统计映射     原位统计分布分析    

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高通量毫米波超大规模相控阵通信系统波束倾斜效应

王志强,刘嘉伟,王军,岳光荣

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年 第22卷 第4期   页码 560-570 doi: 10.1631/FITEE.2000451

摘要： 然而，毫米波频段路径损耗严重限制了系统传输距离。使用大规模阵列天线进行波束成形提高增益，可有效补偿高路径损耗的影响。但是，在大带宽条件下，大规模阵列天线波束特性的改变将影响远距离毫米波通信系统性能。如果发射机已知接收机方位，则可以直接依据该方位信息计算出移相器网络各个移相器的移相值，这种方法称之为标准模拟波束成形方法。此外，信道频率选择性会导致传输系统出现码间干扰。这可以在单载波系统中通过时域或频域均衡消除。另外，可以使用多载波系统，将信道划分为多个正交子载波，每个子载波信道可以看作频率平坦信道。单载波避免了多载波系统峰均功率比（PAPR）很大的问题，使得在系统设计中可以采用更经济高效的功率放大器，技术更成熟，系统稳定性更高。综上，在毫米波通信系统中采用大规模相控阵可以提高通信传输距离。但在大规模阵列和高宽带情况下，大规模相控阵列中的宽带波束倾斜效应会导致波束增益降低和系统码间干扰。

关键词： 超大规模相控阵；毫米波；波束倾斜；Zadoff-Chu；单载波频域均衡    

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标题 作者 时间 类型 操作

高通量计算的兴起

Ning-hui SUN, Yun-gang BAO, Dong-rui FAN

期刊论文

双层高通量计算——包括翘曲情况下的有效质量计算

Andrew Supka, Nicholas A. Mecholsky, Marco Buongiorno Nardelli, Stefano Curtarolo, Marco Fornari

期刊论文

构建城市“互联网+”新型基础设施发展战略研究

范灵俊,杨菲,郑卫城,洪学海,范东睿

期刊论文

MCDB蒙特卡罗剂量计算系统及应用

邓力,李刚,陈朝斌,叶涛

期刊论文

使用傅里叶变换红外成像进行高通量筛选

Erdem Sasmaz, Kathleen Mingle, Jochen Lauterbach

期刊论文

用于材料探索与优化的高通量多羽流脉冲激光沉积

Samuel S. Mao,Xiaojun Zhang

期刊论文

水库水域生态系统温室气体排放测量技术

戴会超,李华,郑铁刚

期刊论文

机器学习辅助的高通量虚拟筛选用于实现先进含能材料按需定制

宋思维, 王毅, 陈方, 晏蜜, 张庆华

期刊论文

非线性科学及其在医学中的应用

涂承媛,曾衍钧

期刊论文

采用白光X射线源和模拟阵列能量色散阵列探测器的高通量粉末衍射技术

汪晓平, 董伟伟, 张鹏, 唐浩琪, 张澜庭, 杨铁莹, 刘鹏, 汪洪, 项晓东

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中国高铁“走出去”战略：主旨·方略·举措

徐飞

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区间值信息系统中基于信息熵的属性约简

Jian-hua DAI,Hu HU,Guo-jie ZHENG,Qing-hua HU,Hui-feng HAN,Hong SHI

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航空宽带卫星通信系统前向链路中继性能分析

孔槐聪1,林敏1,何世文2,3,刘笑宇1,欧阳键1,朱卫平1,4

期刊论文

高通量统计映射表征技术研究进展及其应用

王海舟, 赵雷, 贾云海, 李冬玲, 杨丽霞, 卢毓华, 冯光, 万卫浩

期刊论文

高通量毫米波超大规模相控阵通信系统波束倾斜效应

王志强,刘嘉伟,王军,岳光荣

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