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摘要： 中国汽车工业协会软件分会（以下简称软件分会）近日发布中国车用操作系统开源计划（以下简称开源计划）。普华基础软件积极响应，并作为开源计划核心发起单位之一，联合软件分会成员单位，一汽、东风、长安、中汽创智、中电科32所、西部智联、地平线、芯驰、先进操作系统创新中心、电子科技大学等企业和高校，结成开源共建伙伴，实施开源计划。

关键词： 深度学习   内核模块   操作系统   自动化   Keras  

摘要： 最近,深度学习研究趋势扩展到了系统性能优化领域。研究者们提出了各种方法和技术,旨在利用深度学习算法和模型来分析和优化操作系统的行为和性能。这些方法可以基于深度学习模型对操作系统进行建模和预测,或者利用深度学习算法来自动调整和优化操作系统的配置和策略。传统上,操作系统一般使用两种方式进行深度学习推断。一种是在用户态中借助神经网络框架进行训练及推断,然后将推理结果传入内核进行使用。然而,这种情况会带来比较高的效率损失,因为用户态和内核态之间的数据传输会带来时间上的开销和数据一致性问题;另一种是在内核中实现一个深度学习算法,直接装载到内核成为内核的一部分或者编译为内核模块文件,动态装载深度学习模块。这样的方式虽然解决了内核和用户态之间的边界问题,但是需要研究人员具有较高的神经网络方面的知识,同时手动实现一个在内核中使用的深度学习算法需要较高的人力成本且模型较为单一。不仅如此,内存受限也是内核中运行深度学习的首要问题。 本文提出了一种基于Keras的深度学习内核模块编译方法来解决上述问题。首先通过将收集到的数据集在用户态下使用Keras进行模型训练;然后将训练好的模型经过keras API迭代地解析网络层和权重,并利用提前实现的内核数学函数库和神经网络库编写内核模块代码。本文主要贡献如下: (1)实现了一种基于keras的深度学习内核模块的自动化编译方法。在内核中实现了常用的深度学习数学库以及系统研究中常用的神经网络前向传播函数;并通过解析模型与神经网络库结合,自动化生成能够在Linux内核中运行的深度学习内核模块。 (2)实现内核对浮点权重文件的读取算法,使得训练后的网络权重能够保存在堆内存,从而解决内核内存受限的问题。 (3)通过在存储系统和调度系统上的实验证明,编译之后的代码具有有效性和普适性。通过在存储系统上的实验结果分析,编译后的内核模块在动态负载的性能上整体优于原始内核,最高的性能提升42%;在调度系统上的实验表明,该方法能够获得和原始内核相似的性能;但是该方法不需要手动实现前向传播的过程,也不需要手动构建数组保存权重。

关键词： 安全关键领域   多核   嵌入式实时操作系统   高可靠   分区  

摘要： 随着安全关键领域的飞速发展,其内各系统对性能及负载的要求变的越来越高,在其所应用的场景下单核处理器渐渐不能满足所需,如何将嵌入式实时操作系统扩展到多核处理器上是当前研究的趋势所在。与此同时,安全关键领域对可靠性要求较高,多核处理器上运行嵌入式实时操作系统仍存在较多可靠性问题。因此,多核下的高可靠嵌入式实时操作系统研究成为了安全关键领域的热点。本文围绕面向安全关键领域的高可靠嵌入式多核实时操作系统展开研究,提出了一个可应用于多核上并具备高可靠性的嵌入式实时操作系统设计方案,方案囊括了从底层硬件到上层软件的各个层次。首先简要介绍操作系统相关理论,之后对嵌入式实时操作系统部署到多核处理器上进行架构设计,从处理器的选择及特性开始,到虚拟化层、操作系统内核及分区部署相关设计,最后对分区上运行的任务进行分类。接下来对高可靠嵌入式多核实时操作系统所具有的功能进行设计,设计分区及核间的通信方式,I/O、内存及Cache的共享措施,分区及核间的隔离方式,I/0及内存的分区,资源及故障的监测方式到最后的辅助操作系统技术,以这些功能的设计来提高保障操作系统的可靠性。至此,本文构成了一种能应用于安全关键领域,具有高可靠性的嵌入式多核实时操作系统,最后进行实验验证。

关键词： 可信任环境   主控钥匙   信任空间   可信任核心   设计指南  

摘要： [目的/意义]现代网络和存储计算技术不断更新发展，针对移动端安卓操作系统底层环境系统级芯片（SOC）可执行环境APP数据密钥加密过程中出现的数据泄露风险，以及如何防止用户信息数据被窃密或破坏，如何完善密钥使用管理方法与改进技术防范措施等问题，特别是如何对重点行业信息数据规模大小、不同级别类型的大数据加强应用与保密管理，现代信息技术管理提出了更高的要求。[方法/过程]在分析现代ARM架构处理器可执行环境中Keymaster密钥库加密还原过程，以及数字签名的ARM可信任区域的数据存储和管理基础上，通过可执行环境（TEE）下仿真测试验证，提出了建立在终端可执行环境密钥库Key Store密钥存储中，通过分层加密计算、签名等防护验证，定制化的软硬件，最小的主机接口加密机制等解决方案，确保用户设备信息数据传输的安全，满足客户端对数据处理和存储保密性的需求。利用Keymaster存储在基于ARM处理器下的TEE中丰富环境的加密和还原过程，演示如何在同时使用多组数据计量测试方式验证适应性；使用自定义性能模型评估SOC可扩展性，通过设计有关机密性和完整性的数据密集型应用程序工作负载风险，评估TEE系统在数据存储中的计算和安全加密等特性。[结果/结论]基于仿真实验数据，分析目前可信任环境的主要应用场景和发展现状、移动端智能设备中嵌入式应用程序数据保护情况，明确安卓操作系统移动设备存放数据以加密方式始终确保数据私密性。同时，利用在软硬件共同协作加密应用数据的安全机制，明确在ARM架构处理器中，智能设备能够实现系统软环境和硬件的整体运作，并有力地体现了可执行环境中的安全性优势，确保用户身份数据在富环境下的还原过程，进一步体现了安全特性。

关键词： 猪传染性胃肠炎病毒   反向遗传操作系统   重组病毒   附属蛋白3   非结构蛋白  

摘要： 猪传染性胃肠炎病毒(Porcine transmissible gastroenteritis virus,TGEV)属于尼多病毒目冠状病毒科α冠状病毒属家族成员,其主要感染新生仔猪,造成仔猪腹泻、呕吐、脱水甚至死亡。临床上经常与猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea,PEDV)和猪轮状病毒(Porcine rotavirus,PRo V)等其他腹泻相关病毒混合感染,给全世界养猪业造成了巨大的经济损失。冠状病毒除了编码结构蛋白和参与病毒基因组转录、复制的非结构蛋白外,还编码了一系列特有的附属蛋白。目前的研究表明大部分附属蛋白对于病毒的复制是非必需的,但附属蛋白可能影响病毒的致病性。TGEV已经被鉴定编码2种附属蛋白,即ORF3和ORF7。现有研究表明ORF3参与了宿主天然免疫反应的调节,但其对病毒复制及致病过程中发挥的作用尚不明确。反向遗传操作系统可为病毒蛋白功能研究、毒力因子鉴定、新型疫苗研发和抗病毒药物的筛选提供物质基础与技术支持。基于此,本研究通过建立TGEV TH-98株的反向遗传操作系统,探索TGEV的ORF3蛋白在病毒复制中的作用,确定ORF3在病毒粒子中的定位及其是否能够引起机体产生免疫应答反应,为利用以TGEV为骨架进行该病毒的基础研究以及构建重组病毒疫苗奠定基础。主要研究结果如下:1.成功建立TGEV TH-98株的反向遗传操作系统将TGEV TH-98株全长基因组分为6个(A-F)具有同源臂的片段,并将片段分段克隆,随后按照A-F-D-E-B-C的构建顺序获取TGEV全长cDNA克隆,随后将TGEV全长cDNA克隆转染至ST细胞拯救TGEV。将拯救病毒rTGEV与TGEV亲本毒株进行对比分析,发现两者的全基因组序列除了分子标记外完全相同,在ST细胞上可产生相同的细胞病变,Western Blot、间接免疫荧光试验可检测到TGEV N蛋白的表达。对拯救病毒rTGEV的生物学特性进行研究,发现其与TGEV亲本毒在ST细胞上产生的蚀斑大小相似,并且在ST细胞和IPEC-J2细胞中生长动力学相似,电镜下观察到经典冠状病毒特征,以上结果表明我们成功建立了TGEV反向遗传操作系统,为后续研究奠定了物质基础。2.构建重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA并揭示了TGEV ORF3在病毒复制中的作用为了研究ORF3的缺失是否影响病毒的复制,我们将TGEV TH-98基因组中ORF3基因替换成PEDV COE基因并于其C端引入HA标签,构建重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA。重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA的生物学特性分析表明,重组病毒基因组中的外源基因可以稳定传代和有效表达,表明重组病毒构建成功;TGEV缺失ORF3后在体外仍然可以复制,ORF3对TGEV的复制不是必需的。重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA感染ST细胞后产生的蚀斑大小、病毒滴度和生长曲线等生物学特性与其亲本毒株相似,但重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA的复制效率明显降低,表明TGEV ORF3可能在促进病毒复制中起关键作用。3.探索了ORF3蛋白在TGEV亲本病毒粒子中的定位为了进一步分析TGEV ORF3是否存在于成熟的病毒粒子上,将纯化的重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA病毒粒子进行Western Blot分析,在纯化的病毒粒子中未能检测到外源蛋白COE-HA,初步证明ORF3不存在于成熟的病毒粒子中。随后将纯化的重组病毒皮下免疫小鼠,采集免疫后小鼠血清,可以检测到小鼠抗TGEV N蛋白的特异性Ig G,却无法检测小鼠抗COE特异性Ig G,进一步证明ORF3不存在于成熟病毒粒子中,说明ORF3为非结构蛋白。4.探究了重组病毒诱导IPEC-J2细胞表达炎症因子的水平为了研究重组病毒在IPEC-J2中细胞炎症因子表达水平,将重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA感染IPEC-J2细胞,利用RT-q PCR检测细胞样品中炎症因子表达水平,结果显示在IPEC-J2细胞中重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA可诱导炎症细胞因子IL-1β、TNF-α、IL-6和IL-8的表达,但表达水平显著低于由亲本毒TH-98及亲本拯救毒rTH-98,该结果表明TGEV ORF3可能在诱导宿主细胞免疫反应中起关键作用。5.重组病毒表达外源蛋白在小鼠体内的免疫原性为了确定重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA中表达外源蛋白是否具有免疫原性,将重组病毒rTH-98-Δ3-COE-HA细胞培养物皮下免疫小鼠,采集免疫后小鼠血清,以TGEV N蛋白与PEDV COE蛋白为包被抗原,利用间接ELISA检测小鼠血清中特异性Ig G的表达水平。结果显示,小鼠体内抗TGEV特异性Ig G与抗PEDV COE特异性Ig G水

关键词： 形式化验证   内核验证   内核数据结构   霍尔逻辑  

摘要： 作为信息系统的基础和核心,操作系统在构建高可信软件系统中扮演着至关重要的角色。保障操作系统的安全可靠性是构建高可信软件系统中的一个重要环节。然而,在实际的验证工作中,操作系统内核中全局性质的不变式描述、复杂数据结构程序的形式化验证存在困难。因此,如何解决这些问题仍然是当前研究的热点和难点。本文旨在提出了两个研究贡献: (1)本文以操作系统内核中需要满足的全局性质为研究对象,在代码层以函数为单位,采用全局不变式对全局性质进行定义,并在不同的函数中进行形式化验证,以此证明各个函数满足操作系统内核的全局性质。这一步骤对于操作系统内核的可靠性和安全性是非常重要的。同时,本文进一步研究了全局不变式中频繁出现的全称量化断言,提出了一种拆分和拼接的方法,针对全称量化断言中有非线性算数的程序,对其进行变换。这种方法能够在保留现有信息的同时,生成易于被自动定理证明器证明的新量化断言,有效验证了全称量化断言表达式中存在非线性算数的情况。 (2)本文针对操作系统内核中的复杂数据结构程序,提出了一种基于扩展形状图逻辑的分组方法,以处理存在多个量化断言的指针程序。该方法推断出指针相等关系,对量化断言进行分组,并辅助自动定理证明器发现复杂数据结构程序中断言之间的联系和性质。此外,本文还提出了一种嵌套形状图逻辑的验证方法,以处理多种形状耦合在一起的不规则数据结构程序问题。该方法将嵌套形状图分离为主数据结构和次数据结构,并证明了分离前后形状图的一致性。验证结果表明,该方法成功刻画并验证了操作系统内核中关于任务创建与调度、消息队列创建与操作相关的代码,为提高操作系统内核的安全可靠性提供了一定的理论支持。 综上所述,本文通过对操作系统内核中的全局性质、全称量化断言和复杂数据结构程序的研究,提出了一些有效的方法和技术,为提高操作系统内核的可靠性和安全性提供了理论支持。这些技术对于软件工程领域具有重要的意义,有望在未来得到更广泛的应用。

关键词： Linux操作系统  

ISBN: (纸本)9787302628545

摘要： 本书共16章，内容包括：基本终端操作和文件管理，文件权限和用户管理，软件管理与安装，文件压缩与打包，进程、网络管理和服务环境搭建，MySQL数据库服务器配置等。

关键词： Linux操作系统  

ISBN: (纸本)9787115600844

摘要： 本书主要讲解Ubuntu操作系统的基本操作、配置管理、软件开发平台和服务器部署。全书共10个项目，内容包括Ubuntu快速入门、熟悉Ubuntu命令行操作、用户与组管理、文件与目录管理、磁盘存储管理、软件包管理、系统高级管理、Shell编程与自动化运维、部署软件开发工作站和部署Ubuntu服务器。

关键词： 课程思政   Linux操作系统原理及实训   立德树人  

摘要： 推进课程思政建设是高校落实立德树人任务的长久战略举措，在此背景下探索专业课程蕴含的思政元素，并将其融入课程教学体系是目前高校教师面临的一个新课题。以Linux操作系统原理及实训课程为例，从课程教学目标、课程教学内容和课程考核环节三方面融入思政元素，推动课程教学体系改革与实践，取得了较好的效果。

摘要： 芯原股份宣布与微软就Windows 10 IoT企业版操作系统开展合作，合作内容涵盖硬件加速器，以及对功能强大的嵌入式平台的长期支持。芯原将利用自身的嵌入式软件设计能力和数十年推出成功产品的经验，使嵌入式应用开发人员和原始设备制造商(OEM)能够基于可信赖的操作系统，使用熟悉的开发和管理工具快速创建、部署和扩展物联网解决方案，并通过微软Azure IoT将设备无缝连接到云端。