美科学家借助DNA原理装配微芯片

美国明尼苏达大学教授理查德·基尔等人 ,利用DNA能按照既定模式自我组装的特点 ,用密集排列的常规接脚合成了“DNA框架” ,作为组装运算或存储用微电路的模板。研究人员称 ,“DNA框架”所指导合成的处理电路 ,集成度是目前最好的处理电路的 10 0 0倍。它指导合成的存储电路 ,集成度是目前CPU芯片中管线存储电路的 10 0倍。研究人员最早在 2 0 0 3年就发表了相关论文。如今 ,他们又对合成方法进行了改进 ,使微元件的组装更有效率 ,这一成果发表在去年 12月的美国化学学会刊物《纳米通信》上。DNA分子是自然界最好的信息存储材料 ,有科…     

基于DNA技术的对称加密方法

DNA密码是伴随着DNA计算的研究而出现的密码学前沿领域．文中结合现代基因工程技术和密码学技术设计了一个对称加密系统——DNASC．在DNASC中，加密钥和解密钥是DNA探针，密文是特殊设计的DNA芯片．系统的安全性主要基于生物学困难问题而不是传统的计算问题，因而对未来的量子计算机的攻击免疫．加密过程是制作特殊设计的DNA芯片（微阵列），解密过程是进行芯片杂交．在DNASC中，数以万亿计的DNA探针被方便地同时进行杂交并识别出来，从一定程度上体现了DNA在超大规模并行计算和超高容量数据存储方面的巨大潜力．     

海量遥感数据存储管理技术综述

针对海量遥感数据的存储管理问题,以NASA EOS,World Wind,Google Earth,Google Maps,Bing Maps,Microsoft TerraServer,ESA,Earth Simulator,GeoEye,天地图,中国资源卫星应用中心,国家卫星气象中心,国家海洋应用中心等13个数据存储中心或系统为例,重点从遥感数据的存储组织方式与存储架构方面,综合与分析各个数据存储管理技术的特点与优势.通过综述国内外实际的数据存储与管理技术,有利于寻求更适合于海量遥感数据存储的技术与方法,应用于我国海量遥感数据存储管理的实际工作中.     

一种高效并行存储方案—LR—XOR

提出了一种并行存储方法 ,即LR XOR斜排存储方法 ,它可以并行存取许多常用数据访问模式 ,对图象处理、数值分析、信号处理等科学与工程计算问题可以更好地发挥出处理单元的最大潜能 .这种方法对处理单元访问数据的主存地址采用异或运算来产生并行存储模块号 ,具有地址运算简单、易于硬件实现等优点 .     

基于DNA分子的逻辑门与计算机

本文对基于DNA分子的逻辑门与计算机研究进行了综述。DNA逻辑门与DNA计算机是目前非常活跃的研究领域,有可能解决电子计算机发展的瓶颈问题。本文从DNA逻辑门的分子基础、DNA逻辑门和DNA计算机等几个方面进行了介绍,并且对可能的发展方向作了一些预期。     

大数据系统综述

随着科学、技术和工程的迅猛发展,近20年来,许多领域(如光学观测、光学监控、健康医护、传感器、用户数据、互联网和金融公司以及供应链系统)都产生了海量的数据(更恰当的描述或许是“无限”的数据,例如,在光学观测和监控等应用中,数据都是源源不断而来的,形成了“数据灾难”),大数据的概念也随之再次引起重视.与传统的数据相比,除了大容量等表象特点,大数据还具有其他独特的特点,例如大数据通常是无结构的,并且需要得到实时分析,因此大数据的发展需要全新的体系架构,用于处理大规模数据的获取、传输、存储和分析.本文对大数据分析平台进行了尽可能详尽的文献调研,首先介绍了大数据的基本定义和大数据面临的一些挑战;然后提出了大数据系统框架,将大数据系统分解为数据生成、数据获取、数据存储和数据分析等4个模块,这4个模块也构成了大数据价值链;随后讨论了学术界和工业界中和大数据相关的方法和机制;最后介绍了典型的大数据系统基准和大数据的一些科学问题.本文意图为非专业读者提供大数据的全景知识,也为高级读者定制自己的大数据解决方案提供辅助思想,希望能够对大数据相关的科技和工程人员起到一些参考作用.     

模式伴随化的基本规则及代价分析

从程序语法结构而不是从具体问题本身出发,提出了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法.此方法无论在算法设计上还是在软件实现上均更具普遍性,并具有许多独特的优点.它保留了断点存储技术在减少浮点计算量和降低存储开销方面的优点,同时克服了其仅仅适用于计算过程均匀可分假设的局限性.首先给出了模式伴随化实现的基本规则,详细介绍了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法.然后,基于自动微分(AD)基本假设定义了可分程序空间和微分代价函数,得到了两个反映计算微分代价的基本常数σ和μ.在计算过程均匀可分性假设下,讨论了断点存储在浮点计算量和空间存储开销上的最优实现,证明了深度划分在这两个方面同时具有对数复杂性的结论.最后,详细论证了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法在浮点计算量和空间存储开销两个方面同时具有过程引用和划分深度依赖性.     

大数据背景下的信号处理

宽带信号、高维信号、高分辨信号以及多传感器组网技术的快速发展，使得信号采集数据增长率高于数据存储增长率和信号处理速度增长率，信号处理进入了大数据时代．本文指出了大数据背景下的信号处理的关键问题．对于多传感器组网具有的多样性和复杂性的海量信号数据，必须进行信息融合．本文介绍了信号融合的主要模型方法，分析了信息融合技术的发展趋势．智能传感网技术能降低对信号处理和通信容量的要求，有效地在大数据中提取有价值数据．本文给出了智能传感器的基本结构，阐述了智能传感器的计算方法．结合大数据容量信号对高速实时处理的要求，介绍了高速数字信号处理芯片以及高性能硬件平台发展现状，展望了高速信号处理核心技术的发展动向．     

模式伴随化的基本规则及其代价分析

从程序语法结构而不是从具体问题本身出发, 提出了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法. 此方法无论在算法设计上还是在软件实现上均更具普遍性, 并具有许多独特的优点. 它保留了断点存储技术在减少浮点计算量和降低存储开销方面的优点, 同时克服了其仅仅适用于计算过程均匀可分假设的局限性. 首先给出了模式伴随化实现的基本规则, 详细介绍了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法. 然后, 基于自动微分(AD)基本假设定义了可分程序空间和微分代价函数, 得到了两个反映计算微分代价的基本常数s和m. 在计算过程均匀可分性假设下, 讨论了断点存储在浮点计算量和空间存储开销上的最优实现, 证明了深度划分在这两个方面同时具有对数复杂性的结论. 最后, 详细论证了基于最小程序行为分解的模式伴随化方法在浮点计算量和空间存储开销两个方面同时具有过程引用和划分深度依赖性.     

面向数据驱动材料设计的专用数据库及信息管理系统

随着材料设计逐渐向"数据驱动"的方向发展,数据集的规模和质量实际上成为各类智能算法发挥效益的瓶颈.文献报道或尚未公布的海量实验数据是构建高质量数据集的宝库,但长期以来缺乏用于存储、整理、产生有关数据集的专门数据库或数据管理系统.本文以高温永磁合金代表体系Sm-Co基多元合金为例,介绍了本课题组构建的集成数据采集、数据标注、数据抽取与转换的一体化智能数据库及其管理系统.对材料的元素成分、物相组成、晶体结构、制备工艺、性能及其测试方法等各方面的数据建立了关系模型,实现了相关数据的逻辑关联并高度结构化,从而可根据具体的材料设计需求检索出高质量的数据集.建立的信息管理系统可实现多用户在线标注数据,具有数据录入准确高效、数据统一规范、最大程度消除冗余信息等特点.应用实践表明,建立的专用数据库及信息管理系统在数据驱动材料设计研究领域可发挥重要作用.     

能源互联网与能源路由器

日益紧张的能源供需矛盾和环境压力等要求可再生清洁能源应该在未来能源体系中承担主要能源供给任务.能源传输技术、存储技术、信息通信以及高性能计算技术的发展为有效利用分布式、间歇性可再生能源提供了技术支持.针对类似于信息互联网式的能源互联网愿景,本文探讨了以能源路由器为核心交换装置的能源互联网实现模型,从能源路由器的实现目标,已有支撑技术和实现部署方式等方面分析了涉及的关键技术,并结合已有研究成果说明了该领域亟需突破的研究方向.     

基于DSP和AVR的嵌入式矿用谐波检测装置的设计

谐波检测是谐波问题的一个重要分支,对能够准确、实时地对电力系统谐波进行检测有着重要的意义.本文介绍了一种基于快速傅里叶的谐波检测方法,并应用其原理设计了一种基于DSP和AVR的新型谐波检测装置,该装置可完成国标规定的电能质量指标的测量,并有数据显示、存储和通信等功能.工程实际测量结果验证了该方案的可行性和可靠性. 关     

与光学数据存储有关的非线性光学晶体的研究和关键问题

蓝光激光源和全息存储预示着未来光学数据存储记录密度的实现。倍频晶体和光折变晶体因基独特的光功能将在光存储领域中起重要作用。     

基于环形DNA分子的一种求解最大集团的计算模型

文中提出了一种基于环形DNA分子的新型计算模型.该模型的核心构成包括环形DNA分子,链霉亲和素包被的磁珠及环化酶.通过应用该模型解决了一个5个顶点的最大团问题,证明了该模型的可行性.在整个计算过程中,真解的搜索是借助于磁珠和环化酶,DNA分子结构在线性和环形之间相互转化.环形DNA分子的应用极大地减少了计算所需的时间和空间,算法的时间和空间复杂度均为O(n+m).对于解决一个n个节点的最大团问题,这种算法和枚举型算法相比,在搜索过程中所需试管数较少,只需n+1个试管,而利用枚举型算法则需要2n个试管.另外,文中构建的非枚举型初始解空间大大提高了DNA计算机的存储和计算能力.在将来,这种新型的DNA计算模型或许会成为一种解决某些NP完全问题的有效工具.     

探月三期月地高速再入返回飞行器工程参数测量系统设计及飞行结果

月地高速再入返回飞行试验任务目标是验证与半弹道跳跃式返回再入的相关技术,全面可靠的获取试验相关数据,对试验结果评估至关重要,为此飞行器专门设计实现了一套包括力、热、图像等参数采集与存储的工程参数测量系统,本文给出了该系统的设计情况及飞行结果.     

基于DSP＆CPLD的便携式振动信号处理系统

为了更准确方便地诊断设备运行特性，结合FFT和小波分析原理设计了一种基于DSP＆CPLD的便携式振动信号处理系统。系统的硬件电路由信号调理电路、数据采集处理模块和外围电路等组成，其软件部分由主程序模块、数据采集处理程序和LCD显示程序等组成，能够实时采集振动信号，显示并存储静态特性、振动波形和频谱等数据。     

机载三波长激光雷达系统

为适应中高空机载多波长激光雷达对地高分辨三维成像发展需求,实现光谱和水陆一体化探测目的,本文提出了一种三波长线性和单光子复合探测激光雷达系统,采用三波长阵列光束照明结合菲涅尔棱镜圆锥扫描方式,实现机载平台快速对地多波长三维成像.本文从系统工作原理出发,详细介绍了三波长激光光源模块、菲涅尔棱镜光束扫描模块、多波长共轴收发光学系统以及线性和单光子复合探测、采集、数据处理等部分.多波长激光共孔径收发、同步采集、处理、存储,保证了光谱与空间几何数据在空间和时间上的完整性和一致性,进而为多波长数据融合和水陆一体化探测提供数据支撑.为测试和评估机载三波长激光雷达的性能,首先进行了系统静态测试,完成了三波长3.6 km目标静态测距试验;然后进行了地面动态测试,完成了系统软硬件联调试验,成像数据与商业雷达基本一致;最后通过机载飞行试验,完成了城市、工业区、丘陵、水库等区域机载对地三波长三维成像,初步实现了水陆一体化探测和三波长线性与单光子数据在光谱和空间维度上的融合.     

基于89C51单片机制作篮球记分牌显示系统控制部分的研究

本论文介绍了以单片机为主要控制单元,以16×16点阵LED为显示单元的篮球记分牌的功能特点、硬件结构和VB、DBUG软件编程.89C51与PC机通信,完成汉字等十六进制代码的获取,同时完成数据的存储、循环显示和动画处理.本系统能脱机和连续长期运行,具有结构简单,成本低等特点;同时可以无限扩展显示屏的大小.     

小流域水土保持信息管理系统设计与实现

以官厅、密云水库上游为研究区域，构建了以微观地理单元一小流域为对象的水土保持信息管理系统，本文就其主要功能与结构进行了详细描述。该系统以小流域为对象，采用数据库和空间数据引擎技术，实现了小流域水土保持监测信息全要素、多专题、分层集成存储。在此基础上，面向小流域实现了水土保持环境背景数据及专题信息综合分析、小流域治理措施评价，应用相关治理效益计算方法及指标对治理成效进行治理效益分析等。从而集数据库存储、数据综合分析、信息挖掘、治理成效评价等功能于一体，实现了小流域信息的全息化描述和一体化管理。系统采用C／S（客户机／月艮务器）结构模式，基于Oracle和ArcSDE实现空间数据和非空间数据存储管理。在数据库服务基础上，客户端系统以ArcGIS Desktop产品ArcMap为开发平台，采用COM组件技术ArcObject，以MS Visual Basic for Applications（VBA）来实现。     

基于音乐基因的乐谱存储模型

本文提出一种基于音乐基因的乐谱存储模型S-MusicXML.将乐谱的存储和处理的基本单位由音阶提升到基因,有利于通过数据挖掘技术对音乐内涵的挖掘和存储.定义了旋律基因等概念,并通过实验进一步分析了挖掘音乐基因比挖掘音乐频繁模式更有优势.