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关键词： 嵌入式操作系统   内存管理   符号执行方法   多线程   性能测试模型  

摘要： 随着计算机软硬件的快速发展,物联网产业高速发展,已经渗透进我们生活的方方面面,而嵌入式操作系统作为嵌入式设备的系统软件,它的安全性和可靠性是嵌入式设备重点关注对象。与通用操作系统相比,嵌入式操作系统对资源的利用率更为敏感,对时间要求也更为严格,要保证一定的实时性、可靠性。内存管理是嵌入式操作系统的重要组成部分,对内存管理进行性能测试有助于分析整个系统的性能好坏。本文提出两个面向不同场景的内存管理性能测试模型,双线程测试模型和多线程测试模型,并在此基础上给出通用内存管理测试框架,可以在这个框架下对内存管理进行性能的多方面测试。针对嵌入式系统的应用场景多样性,设计实现自动数据集生成工具和自动数据分析工具。由于系统内存管理实现的技巧性,我们有针对性地在现有的符号执行工具KLEE的基础上,添加前置处理工具,能够让KLEE生成符合嵌入式内存管理算法要求的性能测试数据集,从而让整个框架更为自动化。针对Zephyr嵌入式实时操作系统,我们对Buddy、TLSF、DLSF三种内存管理算法进行了性能检测,并在多场景下对时间、碎片等性能进行综合分析,结果发现TLSF在时间性能上表现最好,DLSF在内存内碎片的表现最好,在部分场景中,DLSF有最少的内存分配失败次数。此测试结果和实际情况一致,说明该性能测试框架具有一定的应用价值。不同于其他内存管理性能测试模型,我们将线程调度对于内存管理的运行影响考虑进去,从系统整体的角度分析内存管理模块在系统中的表现;使用自动生成的多场景数据集对不同的内存管理进行性能分析,使运行数据之间可以进行横向和纵向的对比,让结果更具有参考性和全面性,且有较高自动化性。本文的具体研究工作包括:1.提出并实现基于KLEE的自动化性能数据集生成工具由于嵌入式内存管理算法通常会引入辅助数据结构,例如位图,会导致路径检索变少,使生成的测试用例在性能测试中价值较小。本文在符号执行理论的基础上,针对内存管理性能测试的目的特性,在现有的KLEE工具的基础上,添加前置处理方法,能够生成符合要求的性能测试数据集。2.设计并开发双线程和多线程内存管理性能测试模型通过将线程调度添加到性能测试过程,提出双线程和多线程测试模型,从而将因内存碎片导致的内存申请失败引发的多个线程的上下文调度的时间消耗作为惩罚引入到内存管理的性能表现中。3.提出并生成嵌入式内存管理性能测试框架本文在提出的基于KLEE的自动数据集生成工具和两个测试模型的基础上,构建了 一个嵌入式内存管理性能测试框架,这个框架集合数据集生成工具、测试模型、数据分析工具等多个部分,可以通过配置文件来实现较高的自动化测试,从而对内存管理有一个多方面的性能分析,并且多个算法之间能进行横向对比。

关键词： 智能交通系统   AI推理框架   目标检测   操作系统   模型轻量化  

摘要： 随着计算机技术的不断进步,基于深度学习的人工智能技术获得了高速发展,尤其在低功耗低成本的嵌入式设备中被运用的越来越广泛。在目前智能交通系统中存在大量基于微处理器的参与边缘计算的嵌入式设备,广泛分布在各个交通要道,用于提供对行人、车辆、障碍物等交通场景中常见信息的感知,特别对于行人运动的实时监测是交通安全保障的重中之重,而使用目标检测算法对采集到的视频进行行人快速检测是智能交通系统中的一项关键技术。传统行人检测方案常使用高精度的传感器,成本高昂且检测能力有限,也可以使用路侧摄像头将视频流传回数据中心进行集中式的图像算法检测,时延较长且带宽资源耗费较多。基于传统方法进行智能交通系统中的行人检测成本高且效率低,而在边缘智能领域中要求边缘设备具备一定的计算能力,特别是许多深度学习算法可以直接运行在大量分布式的嵌入式设备中,这对于智能交通系统的实时性有较大的提升。本文针对智能交通场景下的实现行人边缘快速检测技术的推理框架和目标检测算法分别进行了深入研究,构建了一套完整的从硬件到软件的行人快速检测系统,在多款低功耗微处理器上进行了验证。具体研究工作如下:(1)提出了一种适用于微处理器的新型深度学习推理框架Micro Infer。主要解决目前已有深度学习框架部署难、内存开销大、移植性差等问题,可一键式的完成深度学习模型在对应芯片上的部署且尽可能获得性能上的最优。Micro Infer的设计采用上位机和下位机相结合的方法,在上位机自动的进行模型量化、模型预编译、算子匹配、代码自动生成等步骤,提前预估了在下位机芯片上所需要的内存开销、推理加速方案等重要信息,并自动生成了一个定制化的AI插件,在下位机则使用改进后的内存管理策略,使用尽可能小的内存空间且不影响速度的情况下执行算法推理。其中还为Micro Infer特别定制了一个适用于微处理器的Xidian OS操作系统,设计了AI Framework框架,对多种后端AI推理框架具有良好的支持性。实验证明,本文所设计的Micro Infer推理框架和其它推理框架进行对比,在多个方面获得了较大提升。(2)提出了一种基于裁剪YOLO-fastest的行人目标检测算法和部署方法。对于YOLO-fastest模型进行了进一步的轻量化,对特征金字塔和主干网络进行了裁剪,裁剪后的模型将模型的运算量和模型权重大小压缩为接近之前的1/10,而推理精度出现了些许下滑。在模型部署上,使用了适配于目标平台的优化算子可以大大加快推理速度,并且对YOLO模型的后处理算法在MCU上进行了实现。实验证明裁剪后的YOLO-fastest模型在推理速度和内存占用上均获得了极大的提升。

关键词： 三孢布拉霉   β-胡萝卜素   电击转化原生质体   btwc-1   RNAi  

摘要： 丝状真菌三孢布拉霉(Blakeslea trispora)是生产β-胡萝卜素(β-Carotene)的工业菌株,其β-胡萝卜素的合成受光照调控,由光受体蛋白Bt WC-1a、Bt WC-1b及Bt WC-1c介导,但该过程的分子机制尚不清楚。由于目前在三孢布拉霉中尚未建立高效的转化体系及遗传操作技术,制约了对包括上述问题在内的三孢布拉霉遗传学和分子生物学的研究。为了建立适用于三孢布拉霉的遗传操作工具,本研究进行了以下几个方面的研究。1)建立并优化了电击转化三孢布拉霉原生质体的方法。首先确定了适用于三孢布拉霉原生质体制备的最佳酶解时间,接着对不同电场强度、核酸浓度、电转缓冲液及再生时间进行了单因素实验,分别确定了它们的最佳条件。此外,针对较为显著的四个因素,设置了四个水平正交实验。最终确定了三孢布拉霉电击转化原生质体的最适条件为:酶解3 h、电压0.4 kv、电脉冲2 ms、核酸质量浓度2.5μg·m L和再生时间3 h。2)基于CRISPR/Cas9技术探究了适用于三孢布拉霉的基因编辑体系。选用三孢布拉霉的组蛋白HB预估的核定位信号HTB作为Cas9蛋白的核定位信号,将内源的Bt5S r RNA或预测的Bt U6启动子作为sg RNA表达的启动子。构建了p UC57/p DHt/sk-Bt Cas9-Bt HTB-Bt U6/Bt5S r RNA-sg RNA-hph(btwc-1c-target1/2/3)质粒并分别转化至三孢布拉霉中。后续通过电击转化原生质体的方法将含有新霉素基因neo及btwc-1c同源臂的供体质粒导入已摄取了质粒p DHt/sk-Bt Cas9-Bt HTB-Bt U6/Bt5S r RNA-sg RNA-hph(btwc-1c-target1/2/3)的三孢布拉霉中。然而,基于构建的该基因编辑系统未能有效筛选到阳性克隆。为了能更加有效地筛选到阳性转化子,选择了表型颜色变化更明显的基因car B作为靶基因。基于电击转化原生质体的方法将磷酸化与硫代磷酸化修饰的m Cherry红色荧光蛋白基因导入已整合cas9及sg RNA表达框的三孢布拉霉中。虽经过大量的传代、筛选与测序分析,依然未获得靶基因敲除菌株,可能与菌株遗传背景复杂相关。3)为了解决遗传操作限制的问题,可以采用转录后水平的基因沉默技术,即RNA干扰技术对靶基因进行表达调控。基于该技术靶向btwc-1a、btwc-1b及btwc-1c构建了RNA干扰菌株,对其调控β-胡萝卜素合成进行了分析。通过构建p Cambia1303-m U6-btwc-1a、p Cambia1303-m U6-btwc-1b与p Cambia1303-m U6-btwc-1c质粒,分别转化至三孢布拉霉中,基于荧光定量PCR技术对这三个靶基因的转录水平进行了分析,结果表明btwc-1a、btwc-1b及btwc-1c的相对转录水平相对于对照菌株分别降低了72%、67%和63%,因此构建的RNA干扰技术可以应用于三孢布拉霉的分子生物学研究。4)基于RNA干扰技术对光受体Bt WC-1s影响β-胡萝卜素合成进行了分析。在全黑暗条件下培养时,靶向btwc-1a、btwc-1b及btwc-1c的RNA干扰菌株与对照菌株相比β-胡萝卜素合成并无显著差异。在蓝光照射后,与对照菌株相比,btwc-1a和btwc-1c RNA干扰菌株合成β-胡萝卜素存在显著差异,其β-胡萝卜素含量最高分别降低了1%与36%,而btwc-1b RNA干扰菌株无显著差异,表明光照诱导β-胡萝卜素的合成主要与btwc-1a和btwc-1c相关,与btwc-1b无关。随后分析了靶向btwc-1a与btwc-1c的RNA干扰菌株中β-胡萝卜素结构基因car B与car RA的相对转录水平。与对照菌株相比,btwc-1a与btwc-1c RNA干扰菌株car B及car RA基因相对转录水平明显较低,表明btwc-1a及btwc-1c影响β-胡萝卜素的合成与其调控β-胡萝卜素结构基因的表达成正相关。

关键词： 门式起重机   虚拟现实   Unity3D   碰撞检测  

摘要： 针对现阶段船厂门式起重机的操作培训需求，结合虚拟现实技术的发展应用，开发了一种门式起重机虚拟操作系统。在研究门式起重机工作原理以及操作流程的基础上，采用Unity3D仿真引擎对虚拟场景中的门式起重机模型进行仿真设计，模拟实际操作中的相关系统功能。实践证明，该系统具有良好的操作性和交互性，可以满足培训的相关要求。

摘要： 近日，中国通信标准化协会网络与信息安全技术工作委员会第28次全会成功举办。会上，由中国通信标准化协会（CCSA）网络与信息安全（TC8）安全基础工作组（WG4）牵头，联合公安部第三研究所等多家具备物联网研究基础与实践落地经验的单位共同撰写的《物联网操作系统安全白皮书》（以下简称“白皮书”）正式发布。

关键词： 随钻密度测井   高斯脉冲成形   嵌入式操作系统   能谱采集  

摘要： 随钻密度测井是以放射源产生伽马射线后与地下岩层介质之间反应所产生的信号来确定地层性质特征的一种测井方式。随钻密度测井仪是以随钻密度测井原理为基础,通过伽马射线经过地层时发生的康普顿效应测量地层密度与光电吸收截面指数的测井仪器。本文以随钻密度测井仪测量原理及结构组成为基础,分析了仪器的测量及运行所需各项性能指标,并总结得出当前随钻密度测井仪在能谱采集及软件运行过程中存在的缺陷及不足,即:1)随钻密度测井仪能谱采集模块在使用能谱中0.662Me V处的全能峰进行整体增益控制后仍然存在温漂现象;2)随钻密度测井仪主控软件电路在工作时单个采集周期耗时过长,且在进行数据采集时无法实时响应命令。针对能谱采集电温漂现象,本文从能谱采集电路结构出发,对光电倍增管、前置放大电路、峰值保持电路特性进行了分析,并进一步对峰值保持电路及前置放大电路的优化方案进行了较深入的研究:论述了不同参数下前置放大电路中高斯信号成形电路的性能区别,最终确定了随钻密度测井仪能谱采集电路的优化方案。针对主控软件多任务优化需求,对主控软件进行优化,设计了改进的基于μC/OS-II实时操作系统的随钻密度测井仪主控软件。该主控软件使用多任务切换的设计逻辑,包括指令解析处理任务、指令发送任务、测井流程控制任务、状态控制任务四个主要任务,通过任务功能的合理分配,对软件控制逻辑进行优化,降低了单个采集周期的耗时,提高了整体的运行效率。最后,本文对所作设计进行了仿真实验,验证了随钻密度测井仪能谱采集电路优化设计的性能达到了设计要求。通过系列测试,验证了随钻密度测井仪主控软件的主要功能、运行耗时等参数。实验结果及测试表明,改进型能谱采集电路性能及主控软件得到优化,能够满足实地勘探的精度需求。

摘要： 基于Anolis OS开源操作系统，使用两种方式进行私有云存储的部署。

关键词： Linux操作系统  

ISBN: (纸本)9787115578112

摘要： 本书以目前广泛使用的Ubuntu 20.04平台为例，由浅入深、全面系统地讲解了Linux操作系统的基本概念和各种网络服务配置。全书共8个项目，内容包括Ubuntu概述、安装与基本操作，Linux基本操作命令，用户组群与文件目录权限管理，磁盘配置与管理，系统高级配置与管理，软件包安装配置与管理，Shell编程基础，以及常用服务器配置与管理。

关键词： 科普翻译   计算机科学   操作系统  

摘要： 本翻译实践报告材料选自查尔斯·F·鲍曼(Charles ***)所著的《事物运作原理:计算机科学专题》(How Things Work:The Computer Science Edition)的第九章。在这一章节中,作者从进程管理、资源与硬件管理、内存管理、文件系统、用户界面、安全等方面向读者系统性地介绍了操作系统的架构、功能与运行原理。在智能设备不断普及的当下,此文本的翻译可以帮助读者更好地了解计算机科学的相关知识,增进他们对智能设备的认识。此翻译文本属于科普文,语言通俗易懂,同时具有一定的专业性。根据科普类文本的特点,为了尽可能忠实地传达原文的信息,笔者采用直译为主、意译为辅的翻译方法进行本次翻译实践。本翻译实践报告主要分为四个部分:第一部分为翻译任务描述,主要介绍了翻译材料的出处、作者、作品本身以及选题意义;第二部分是翻译过程描述,包括译前准备、译中难点和审读、润色与定稿三个小节;第三部分的翻译案例分析是本报告的重点,笔者从词汇、句法和语篇三个层面对一些具有代表性的翻译案例进行了归纳和具体分析,并总结了一些翻译技巧。在词汇层面,笔者主要从术语翻译、词义引申、词性转换等方面对翻译案例进行了分析;在句法层面,笔者从语序调整、长句分解、句子成分转换等翻译技巧出发对翻译材料中的句子进行了分析;在语篇层面,笔者使用了替代对象明确化、添加逻辑连接语等方式确保语篇的连贯性。第四部分是翻译实践总结,笔者基于本次翻译实践中遇到的问题及解决方案对此次翻译实践的心得体会进行了总结。