求解大型稀疏线性方程组的加权拟极小残差算法

拟极小残差算法(QMR)是基于Lanczos双正交化过程的求解大型稀疏线性方程组的一种Krylov子空间方法.为了加快其收敛速度,采用加权技术,将QMR算法中的普通Euclidean内积用D-内积来代替,构造得到加权Lanczos双D-正交化算法,在此基础上得到加权拟极小残差算法(WQMR).数值算例表明,对某些矩阵特别是带状矩阵,该算法的收敛性优于QMR算法.     

基于GPU的对称正定稀疏矩阵复线性方程组迭代算法

提出一种基于图形处理器（GPU）的对称正定稀疏矩阵复线性方程组迭代算法. 首先, 采用基于GPU的共轭梯度法和双共轭梯度法, 实现GPU上的矩阵向量乘操作, 并充分优化相应的算法步骤; 其次, 实现基于GPU的对角元预处理、 不完全Cholesky分解和对称超松弛3种预处理方法, 提出一种基于GPU的求解三角方程组并行算法; 最后, 实验分析各种预处理方法的优劣. 实验结果表明, 该算法较CPU串行迭代算法与经典的直接法速度提升较大, 最高可达到76倍的加速比.     

求解奇异线性方程组的两种预条件QMR算法

主要讨论求解奇异线性方程组的两种预条件QMR算法,证明了相应的收敛性．数值试验表明,在收敛速度上,两种预条件QMR算法比预条件GMRES算法具有明显的优越性．     

基于变量相关性分解方法的稀疏线性方程组并行求解算法

稀疏线性方程组的求解是许多大规模科学计算任务的核心环节。目前,并行算法的发展为稀疏线性方程组的求解提供了新的思路和强有力的工具。然而,现有的并行算法存在一些缺陷,如最优子矩阵的划分难以获得、并行任务间的同步开销较大等。针对上述问题,该文提出一种基于变量相关性分解方法的稀疏线性方程组并行求解算法。该算法首先对系数矩阵进行不完全LU分解,得到上三角和下三角方程组,然后在这2个方程组求解过程中利用y与x的关系分解变量的相关性,同时并行计算变量的独立部分值,最后将所有的独立部分值相加得到变量的最终值。由于算法中变量的求解无需等待其所有前继变量计算完成即可进行部分值计算,因此有效减少了算法的执行时间,进而提高了算法的求解速度及并行度。实验结果表明:与调用cusparse库函数实现的并行求解方法相比,该文提出的算法能将稀疏线性方程组的求解速度提升了50%以上。     

基于GPU的车辆-轨道-地基土耦合系统 3D随机振动并行计算方法

针对轨道不平顺随机特征导致车辆-轨道-地基土耦合系统随机分析计算效率低的问题,采用虚拟激励法降低大样本分析的计算量;针对耦合系统等效刚度矩阵的稀疏特性,采用行压缩(Compressed Sparse Row,CSR)格式存储大型稀疏矩阵,采用预处理共轭梯度法(Preconditioned Conjugate Gradient,PCG)求解对称正定的等效静力平衡方程,最后通过MAT-LAB-CUDA(Compute Unified Device Architecture)混合平台开发基于GPU的并行计算程序.数值算例表明:基于MATLAB-CUDA混合平台求解等效静力平衡方程的效率是串行多点同步算法的86.13倍,大大缩短了随机振动分析的总计算时间,且内存占用小、易于在个人计算机上实施;采用PCG法求解车辆-轨道-地基土耦合系统形成的大型稀疏线性方程组时,建议以加速度指标作为迭代收敛精度的控制指标;可通过选取适当的迭代收敛精度,以达到计算精度和计算效率的平衡.     

界限法在求解大型稀疏线性方程组中的应用

本文应用中适用于随机分布稀疏性计算的控制算法,提供一个控制非零元存取的位置索引界限法.利用这个界限法给出两个求解大型稀疏线性方程组的方案:解大型随机稀疏线性方程组的消元法;解大型对称正定稀疏线性方程组的迭代法.两个求解方案均已编制FORTRAN77标准子程序并在计算机上通过.实例验算表明,无论存贮空间的节省还是计算速度的提高均有较大幅度的改善.     

基于对象的视频摘要算法的实现与加速

现有基于对象的视频摘要算法较少考虑计算效率,导致其难以满足大规模安防监控领域的性能要求.为此,文中提出了改进的基于对象的视频摘要算法,通过降低帧率和分辨率、运动片段检测以及基于重心的对象跟踪等策略来提升算法效率.此外,为充分挖掘CPU和GPU的计算能力,设计了相应的多线程算法,并对关键步骤进行GPU优化,以进一步加速算法性能.实验结果表明,改进算法和加速策略可以大幅提升视频摘要的计算速度.     

基于二次场算法的大地电磁二维有限单元法正演

推导了同时考虑电阻率与磁导率变化的大地电磁二维方程,并应用有限单元法进行数值模拟.为了提高计算精度与效率、简化计算节点生成,采用格林定理处理二次场方程源项,并设计实现了一种基于二叉树结构的收缩网格剖分算法;采用基于最少填入元思想的稀疏矩阵符号分析方法,实现了稀疏线性方程组的LDLT求解.利用二次场算法进行模型试算,结果表明所采用的新计算方法大大减少了计算单元数量,提高了计算精度与效率.     

利用GPU进行通用数值计算的研究

近年来,图形处理器(GPU)的发展日益成熟,应用范围不在局限于计算机图形学本身,已逐步扩展到通用数值计算领域.本文介绍了最新GPU用于通用计算的原理和方法,并在图像处理和科学计算方面对GPU和CPU算法进行了计算速度的对比研究,实验结果表明GPU在通用计算领域相对于CPU具有明显优势.     

求解非对称线性方程组的总体拟极小向后扰动方法

在利用QPMR方法求解非对称线性方程组(尤其是病态方程组)的Lanczos过程中通常会发生算法中断或数值不稳定的情况．为解决这个问题，将求解非对称线性方程组的QMR方法与总体向后扰动范数拟极小化的技巧相结合，给出求解非对称线性方程组的总体拟极小向后扰动方法(TQMBACK方法)，同时，为减少存储量和运算量，新算法将采用重新开始的循环格式，通常人们采用残量范数作为判断算法终止的准则，但是，当近似解非常接近真值时，残量范数是小的，而反过来不一定，为克服残量范数作为算法终止准则的不足，将总体向后扰动范数作为判断算法终止的准则，得到求解非对称线性方程组的循环总体拟极小向后扰动方法(RTQMBAK方法)，数值实验表明，新算法比Lanczos方法和QMR方法收敛速度更快．而且，新算法对求解病态的非对称线性方程组很有效。     

固体酸催化剂和载体上芳烃的选择性硝化

硝化研究的重要意义之一是探索更具选择性的方法。该文讨论了应用同体酸催化剂和载体，在醋酐存在下，采用硝酸盐和载体硝酸盐硝化甲苯和氯苯的选择性．8种金属硝酸盐中，硝酸铜表现好的硝化特性。层状粘士较沸石分子筛、杂多酸盐等是颇具前景的芳烃选择性硝化催化剂和载体．四氯化碳和甲苯为较好的溶剂介质．阻此条件，甲苯和氯苯的划邻硝化产物比例分为1.2和5.6，较之硝硫混酸的结果（甲苯0.6，氯苯1.8）．其对位硝化能力显著提高。     

过度训练对大鼠心肌线粒体膜和基质游离钙的影响

采用模拟过度训练大鼠模型，观察了大鼠心肌线粒体的MDA、巯基（-SH）、还原型谷胱苷肽（GSH）、磷脂A2（PLA2）、游离钙（Fca2＋）等指标，结果表明：过度训练组大鼠心肌线粒体与对照组相比，-SH含量和GSH含量显著降低（P〈0．01），PLA2活性显著增加（P〈0．01）；MDA、Fca2＋含量明显升高（P〈0．01）．本文根据以上结果探讨了运动时机体产生的活性氧的氧化过程与过度训练后心肌线粒体膜结构变化以及游离钙之间的关系，提出过度训练后PLA2活性增加可能是其发生机制的关键指标，通过对这一指标的进一步观察能更好地了解过度训练发生的分子机制。     

基于多任务CNN的人脸活体多属性检测

人脸的活体检测是人脸识别系统的安全性保证,传统交互式活体状态识别中通常先进行关键点检测,再进行人脸活体状态判断,无法利用活体属性之间关联性同时进行多种活体属性检测。基于多任务卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),提出了一种直接从输入人脸中同时判断人脸的眼睛睁闭状态、嘴巴的张闭状态、头部点头状态和摇头中左右侧脸状态四个任务的活体检测方法。该方法利用多层CNN强大的特征提取能力、多任务的并行能力和四个任务中的关联性,直接提取人脸照片中的特征信息,判断人脸多个活体属性。实际应用结果表明,这种基于多任务CNN方法的准确率在四个任务中均可达95%以上,甚至达到98%以上,无论检测的准确率还是同时检测多个任务的能力均明显优于传统的人脸活体属性检测方法。     

评《师说》两种英译本

本文从原文语体风格的处理、原文理解和词汇概念表达上的准确性以及句章翻译的灵活性及其衔接与连贯三个方面对唐代著名散文《师说》的两种英译本做了对比研究 ,并提出杨宪益夫妇的译文要比谢百魁的更地道、更能为读者所接受     

超小口径元件光谱参数检测设备改进

为实现超小光学元件(直径小于φ15 mm)光谱参数的检测,在现有商用分光光度计的基础上,对设备进行了改进完善,通过在测试光路和参考光路增加衰减比相匹配的缩束小孔,成功实现了检测光束的缩束。实验结果表明:改进后的设备基线平直度不大于!0.001 A,标准元件检测结果与标定值偏差不超过0.05%。     

维药神香草总黄酮对卵清白蛋白致大鼠哮喘模型气道炎症的影响

 通过观察哮喘大鼠肺组织病理学改变、测定支气管肺泡灌洗液（BALF）细胞总数、淋巴细胞（Ly）、嗜酸性粒细胞（Eos）、中性粒细胞（Neu）的百分比以及肺组织和BALF中的转化生长因子-β1（TGF-β1）,以探讨神香草总黄酮对哮喘大鼠气道炎症的影响,阐明维药神香草总黄酮抗哮喘的部分作用机制。试验中将大鼠随机分为正常对照组、哮喘模型组、氨茶碱阳性对照组、神香草总黄酮高、中、低剂量治疗组。采用卵清白蛋白（OVA）、氢氧化铝及百白破疫苗联合致敏和OVA生理盐水雾化激发的方法制备哮喘模型。测定BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比;采用酶联免疫吸附试验（ELISA）法检测肺组织及BALF中TGF-β1水平。结果显示,与模型组相比,各治疗组中,大鼠BALF中细胞总数、Ly、Eos、Neu的百分比、TGF-β1水平及肺组织中的TGF-β1水平均明显下降,差异有统计学意义（P<0.05）;神香草总黄酮各剂量组之间相互比较,BALF及肺组织中的以上指标差异均有统计学意义（P<0.05）,呈剂量依赖性趋势。由此推测,维药神香草总黄酮可能通过抑制Ly、Eos、Neu等炎症细胞及细胞因子TGF-β1的分泌,减轻或改善哮喘的气道炎症。     

城市化对哺乳动物丰富度影响的研究——以长三角城市群为例

以不透水面占比作为城市化强度(UI)的定量指标, 采用全球哺乳动物丰富度网格数据集, 结合气候因素和生境特点, 研究我国长三角城市群哺乳动物丰富度沿城乡梯度的空间分布格局。通过对比长三角城市群及其所处自然地理区(华东)哺乳动物丰富度的分布格局和驱动因素, 分析城市化和背景气候的贡献。结果表明: 1) 哺乳动物丰富度沿城乡梯度均呈水平“S”型分布; 2) 在背景自然地理区域, 气候因素(如年平均降水和最冷月最低温等)对丰富度分布起主导作用(R²=88.2%); 3) UI在华东地区与丰富度负相关, 在长三角城市群则弱正相关(P<0.001), 林地对丰富度存在正面影响, 耕地存在负面影响。因此, 城市化对哺乳动物丰富度影响在城市群尺度更为明显, 应更多关注如何区分城市化和背景气候对生物多样性的影响。     

一个新四维光滑四翼超混沌系统及电路实现

利用非线性状态反馈控制法,提出了一个新的具有较大正Lyapunov指数的四维光滑自治超混沌系统。该系统具有大范围的四翼超混沌区域。讨论了系统平衡点的稳定性。通过Lyapunov指数、分岔图及Poincaré截面分析了系统的动力学行为,并用相图展示了四翼混沌吸引子和几种不同形状的四翼超混沌吸引子。随着参数的不同,该系统还可以历经拟周期和周期状态。最后给出了典型超混沌吸引子的电路实现。     

从《奥兰多》看伍尔夫的“双性共体”观

弗吉尼亚·伍尔夫富有创意的幻想小说<奥兰多>(1928)一度引起后世女权主义者的重视.在身兼两性的主人公奥兰多身上,寄托了伍尔夫对于性别的思考:在那些比较敏感的艺术型人物身上,男性气质和女性气质交织在一起,两性的相融才是创造出优秀作品的重要原因.本文通过奥兰多性别转变的象征意义、转变后在两性间的摇摆以及转变前后的异同三个角度,剖析伍尔夫是如何通过奥兰多的心理嬗变来形象地表现她的双性共体思想的.     

标准化视角下智慧城市建设面临的问题及发展路径

城市化不可逆转背景下,智慧城市作为城市发展的未来受到广泛关注和大力推进.在此过程中出现了众多因"智有余而慧不足"所造成的技术堆积、以作用代需求、资源浪费和重复建设、城市运转内耗等问题.文章在剖析智慧城市本质及核心要义的基础上,提出智慧城市建设思路,强调尊重城市资源禀赋、关注互联互通及协调共享、基于公众感知定义智慧城市发展方向,并对借助标准化的力量推动智慧城市进程给出了建议.