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ISBN: (纸本)9787522603032

摘要： 本书以C 为编程语言，全面介绍了.Net Core开发和设计高性能Web系统的核心关键技术，同时介绍了版本控制、项目管理等开发中的软件工程技术。全书共有9章，主要内容有web项目架构简介、架构体系的演变历程、分布式系统理论、分布式文件存储系统、内存知识进阶、数据全文检索、消息队列中间件、微服务架构、分布式站点的设计开发。

摘要： 本刊讯2022年8月12日,2022年全国设备监测诊断与维护学术会议在山西太原湖滨国际酒店召开。同期,《设备管理与维修》杂志第十届一次编委会也在太原湖滨国际酒店举办,来自全国各高校、企业、科研院所的新一届编委相聚一堂,共议科技期刊的办刊之道。编委会由中国机械工程学会智能运维分会总干事王立勇主持,编委会副主任、杂志社社长张卫宁向新一届编委委员们介绍了当初创刊的设想,回顾了42年来期刊发展的几个重要阶段和成长历程。对历届编委会为杂志发展所做出的贡献与支持给予了肯定和感谢,科技期刊编委会是办刊人力的重要组成部分,对高质量办刊起到了举足轻重的作用。

关键词： 知识图谱存储   分布式系统   简洁数据结构   自索引压缩  

摘要： 知识图谱可为语义化的检索和推理等方法提供重要支撑,近年来,知识图谱数据规模出现了大规模增长。随着对知识图谱数据离线处理能力要求的日益提升,应用端要求存储系统具有更高的读写效率和检索性能。就此,本文提出了一种为批量构建优化一种半静态知识图谱存储系统,同时实现热点数据分区和水平扩展;随后通过自索引压缩技术实现数据的紧凑编码,进一步优化其存储方案和数据重整方法。首先,提出一种半静态知识图谱存储系统,优化图谱数据批量构建效率,解决数据热点和负载均衡等问题。通过实现一种介于数据仓库和图数据库的图谱数据中间表示,缓解数据处理链路复杂,数据更新不及时和数据热点等问题。首先使用属性图模型对知识图谱进行建模,采用一跳子图作为基本的图存储单位;再使用基于随机采样的策略实现稠密边的分片存储和数据全局有序分区;最后通过支持全量数据构建和两种异步数据重整模式,实现静态存量数据的更新,提升增量数据的时效性。其次,提出了一种基于自索引压缩技术的图谱数据存储方法,实现了图索引及属性数据的专用压缩和存储。首先基于rmM-tree和深度优先紧凑树编码,以简洁数据结构为基础,提出DFUDS Trie作为一跳子图索引和点边属性的紧凑表示结构,使用压缩位向量实现底层位域的存储和索引;再使用一种基于紧凑表示的枚举数组实现有序属性和一跳子图双向关系的精简存储。相较于通用压缩方法,该方法能够在牺牲部分编码和检索效率的前提下,保证图谱数据的压缩率并大幅下降的反序列化开销,实现数据的自索引压缩,进而提升系统的冷启动效率。最后,提出一种多路DFUDS Trie的高效归并方法。该方法基于图谱数据紧凑存储的特性,进一步优化了多路数据重整流程。该方法利用DFUDS编码的子树物理连续的特性,在归并过程中实现面向DFUDS Trie的动态内存换入换出策略,可以根据归并进度动态归还内存并持久化结点,可以较好的优化图谱数据重整流程中由于多路DFUDS Trie归并导致临时空间过大的问题。综上,本文首先提出一种半静态知识图谱存储系统,优化了知识图谱数据构和存储方法;随后在其中进一步引入自索引压缩技术,实现了图数据的专用压缩;最后提出了一种多路归并方法,解决了数据更新过程中内存开销过大的问题。

关键词： 实验室自动化   智能生物制造   软件开发   分布式系统  

摘要： 合成生物学中生物实验主要依靠研究人员的手工工作,如果手工完成实验,周期较长、耗费劳动力、同时会有一定的出错率。若是将自动化技术应用到生物实验中,可以解决手工实验的上述问题,因此关于智能生物制造系统的研究与搭建迫在眉睫。本论文基于酶定向改造实验,针对实验室的智能生物制造硬件系统,设计开发了一套系统控制软件,实现控制集成硬件设备的同时提供友好人机交互界面,从而控制协同硬件设备完成无人生物实验。本文的主要工作着眼于系统搭建、软件开发、设备控制和酶定向改造实验自动化实现进行研究,主要成果如下:(1)提出了基于定向进化的智能生物制造平台整体构建,首先通过明确酶定向改造实验的实验流程包括挑菌、培养、接种等确定智能生物制造系统中的应该具备的单元模块包括菌落挑取仪模块、培养箱模块等;其次针对该系统使用人群、系统面向的实验需求、系统搭建场地需求等,调研符合以上综合需求并开放二次开发权限的自动化生物实验设备,搭建实验室独有的智能生物制造平台。(2)基于实验室智能生物制造硬件系统,设计开发系统控制软件。首先确定不同设备的用户和实验功能从而实现界面设计,例如酶标仪需要配置检测方法、高通量液体处理工作站需要液体量、机械臂需要设定位置坐标、离心机需要配置转速等;其次针对不同身份权限的使用需求开发兼具管理和实验功能的软件,将实验需求转化为软件实现;同时优化人机交互界面,如拖拽式流程设计、Office风格菜单栏和功能完善的独立标签页。(3)提出基于面向对象的控制方法,针对不同通讯协议和控制方式的生物实验设备实现单独控制和集成控制。结合酶定向改造实验,设计不同设备在.NET平台下的实现方案并与软件前端设计相结合。从管理人员和操作人员两个角度实现机械臂、高通量液体处理工作站、酶标仪、离心机、单克隆挑选仪的设备控制界面设计和控制指令添加。(4)该系统经定向进化相关实验验证,系统软件可以实现设备的精准控制,并与手工实验相比很大程度提升了实验效率。验证实验包括控制机械臂夹取和放置动作、控制酶标仪进行单波长终点法扫描和动力学实验、控制高通量工作站进行重悬实验;针对PPGMK的高通量筛选方法实验中,突变体文库的挑取与培养、突变体的粗酶提取、设计反应进行快速检测这三个步骤中,利用系统软件控制设备以及与手工实验时间比较验证效率提升。

关键词： 信息安全   信息隐藏   数据隐写   即时通信   分布式系统  

摘要： 随着当下互联网的发展,人们传递和接受消息的方式由以往短信通话的方式逐渐过渡成为通过即时通信软件交流或社交网络状态分享,信息量也随着计算机技术的发展成熟和人们的生活需要而出现了爆炸性上升,但随之而来的则是越来越严峻的网络安全问题。个人信息在网络公共信道传播时如果不做其他保密安全措施则有泄露的风险,这对个人隐私、企业秘密乃至社会国家安全都构成了巨大的威胁,因此信息安全已引起人们越来越高的重视。一般来讲加密是信息安全的一种解决方案,将信息或通信信道通过加密来实现其内容不受非授权的浏览,但是在一些应用环境下,保护保密通信或存储的事实非常重要,而加密行为是将密码数据直接发送到信道上,该方法没有保密通信的行为隐蔽性。隐写是一类信息隐藏技术,该技术将机密信息隐藏在可公开的数据内容中传输或者保存,使非授权者不但不能浏览保密的内容,而且难以知道保密通信或者机密存储事实的存在,只有授权的接收者才能从隐写后的含密载体中提取隐密消息。本文基于图片与视频载体的压缩编码过程对数据隐写进行研究,针对不同的压缩方式与特点设计自适应数据隐写算法,使敏感数据能够根据载体内容选择性写入使隐写行为不易被察觉且载体有较高的负载率,仅有被授权方能解密出敏感信息,达到隐藏加密行为的目的。在对隐写算法进行设计与实现的基础上,设计并实现了一个即时通信系统,提供普通信息与含密信息的传输信道,研究内容主要包括以下几个方面:本文从数据隐写角度出发结合市场已有的即时通信软件对该系统进行需求分析,在功能性需求分析中将系统分为四个模块,分别是用户管理模块、列表管理模块、数据隐写模块与即时通信模块,对各模块的具体包含功能进行分析描述;在非功能性需求中首先对隐写算法提出安全性要求,然后在即时通信系统性能方面提出应支持高并发场景下的正常服务。接下来根据需求分析对系统进行技术选型与架构设计,详细描述了在该架构下系统的运行原理以及高并发问题的解决方案;随后对系统的传输协议、可靠性保障方案进行设计,确定了系统的总体结构;再对系统的功能模块与数据库进行设计,详细描述了系统功能运行流程与数据存储方式。在设计的基础上将系统实现,并展示了系统搭建过程与主要功能实现的具体细节。最后进行系统的测试工作,功能性测试中验证了系统功能能正常运行且符合需求,非功能性测试中验证了隐写算法的安全性以及系统的可靠性。

关键词： 化工设备   设备管理   运行维护   远程控制  

摘要： 为了提升化工设备日常应用的效果，确保实现科学的维护与管理，对化工设备管理及维护技术进行验证与研究。通过对化工设备合理选型，设定相应的检修维护目标，随后，构建双向管理维护结构，采用二次验测管理模型实现设备的维护与管理。最终的实例分析结果表明：与初始的管理维护技术相对比，本文所优化的技术最终对P工厂的化工设备管理维护的效果更佳，经过测定，在不同的设备测试过程中，对于故障的处理维护时间更短，这样表明对设备的损失率也会明显下降，避免出现关联性的维护问题，具有更为实际的应用意义。

关键词： 设备管理   物联网   信息化  

摘要： 随着物联网等新一代信息技术的出现和发展,企业之间的竞争不断加剧。设备作为企业重要的生产能力和其他企业进行竞争的硬件实力,企业内设备的质量直接决定着其内部产品的生产品质、生产数量及投入成本,提升优化设备状态管理信息化水平成为企业迫切需求。目前建筑施工企业的设备状态管理还处于向现代化管理过渡的阶段,设备状态数据的手工式管理、纸质式记录,成为制约设备信息共享、实时查询与监管的关键因素。本文应用物联网等新一代信息技术与管理理论相结合,研究设备状态管理信息系统,对建筑企业设备安全运行和提高设备管理信息化水平具有重大的意义。对于ZT公司来说,设备管理手段提升是《ZT公司“十三五”信息化规划经济管理信息化子规划》的重要内容,随着ZT业务的不断扩张,设备数量逐渐增大,传统的管理手段很难对设备进行高效的管控,同时项目部、工程公司、集团公司、股份公司四级管理部门信息传递慢,管理效率低的现象长期存在。解决设备管理存在的问题,基于物联网影响下优化已有的管理模式是非常有必要的。在此背景下,本文以ZT公司设备管理作为目标对象展开探讨分析,基于物联网技术环境,联系企业当前的设备管理现状,然后针对企业当前的设备管理的实际情况提出研究。本文在研究的过程中将从构建有利于设备管理信息化的组织结构,然后再到流程的设计;在流程设计中需要关注以信息系统为基础,设计包含设备采购、设备点检、设备维修、设备报废等环节,致力建设标准化并且规范的设备管理的前提。设备管理的基础构建是优化工作开展的基础,与此同时更需要重视设备管理中企业员工及企业管理者在其中的作用,构建关于设备管理相关的奖励制度及考核制度,不断激发员工的主动性及积极性,提高人员对于企业设备维护的意识及技能。通过以上措施的实现,来保证公司在产品制造生产的过程中,人员的综合能力和素养得到提升,并持续在设备本身实现优化完善,以此来不断提升企业在设备管理方面的竞争力。通过本文研究可为ZT公司设备管理提供建议,也可供同类企业进行参考。

关键词： 分布式系统   系统迁移   分布式事务一致性   分布式路由策略  

摘要： 在数字金融化的不断发展和普及的时代,数据量随着业务的增加呈现爆发式的增长,分布式概念越来越普及,但由于大多数传统银行核心系统使用的仍然是集中式大型主机系统,在数据扩展、系统升级和数据安全上逐渐遇到瓶颈,因此由集中式系统迁移至分布式系统势在必行。对于大型银行系统迁移任务来说,应用服务迁移、分布式路由转发和数据库迁移是系统迁移中的重要任务,本文以应用服务迁移为重点,对服务转发前的路由规则重适配、服务重组与优化、服务请求后的事务一致性保障进行研究并提出一些可行的迁移方案,其创新点如下:首先,提出一种基于产品类型水平拆分、业务功能垂直拆分的分布式系统多层级集群分布模型。该模型适用于复杂的大型业务系统重构或迁移工作中,显著地改善了数据分布广、分布不均匀等影响系统性能的缺点,通过资源倾斜有效地发挥了微服务的开发敏捷性和灵活性。其次,提出一种基于数据分布算法和负载均衡算法结合的路由转发策略。由于分布式系统的应用独立部署和服务组件化的特点,当应用由主机系统迁移至分布式系统后,路由寻址规则要重新做适配,根据数据属性和区域特征等因素,结合集群拆分规则和应用部署规则,通过使用基于一致性哈希的数据分布算法和负载均衡算法将请求正确转发到目标服务器上。最后,提出一种基于TCC机制解决事务一致性和基于流水跟踪平台保障事后一致性的方案。由于系统迁移是一个庞大的任务,在不同阶段会做不同的服务迁移规划,因此会产生服务的拆分与重组和跨集群调用,可能导致事务不一致的问题。为解决重组服务带来的事务不一致问题,本文设计交易流水跟踪平台通过消息中间件登记流水,并定时检测服务状态来执行交易重发或告警,保障了事务最终一致性。在系统迁移和重构中,通过以上改进方案对系统性能有了很大提升。除此之外,本文还对系统分布式迁移后续展望引入了新的思考和建议。

关键词： 科研院所   设备管理   全生命周期   信息化   应用  

摘要： 科研院所设备管理具有其独特性，传统的设备管理模式已不能充分满足科研生产现场的设备保障需求。本文基于科研院所设备管理现状，结合生命周期管理理念将设备全生命周期细分为四个阶段，并引入信息化管理思维方式，分析了设备全生命周期管理各阶段信息化管理方法的应用。其将会给科研院所的设备管理工作，带来全新的过程改善和能力提升。

关键词： MQTT协议   设备管理   规则引擎  

摘要： 随着轨交行业的迅速发展,各大城市的地铁线路大量出现,作为组成地铁线路节点的地铁站也越来越多。地铁站通常位于地下,采光只能依靠内部的照明设备,如何高效控制站内众多的照明设备,对照明设备产生的故障和报警及时发现并处理成为了工作人员需要解决的问题。基于物联网的地铁站照明系统可以便捷的对照明设备进行控制,及时发现并解决问题,提高工作人员的管理效率。地铁站照明系统包括设备管理、照明管理、系统管理、统计分析和日志警报管理五大功能模块,作为物联网系统提供了照明设备的接入、管理、调试、监控等功能。系统使用B/S架构,只需通过浏览器即可实现多平台访问。在照明设备与系统传输数据的协议上,考虑到照明设备作为小型物联网设备功率较低与地铁站较差的网络环境,选择了功耗少与带宽需求低的MQTT协议,并采用集群模式部署MQTT平台,提高了可用性。基于JSON设计了与多种照明设备交互的统一消息格式,并提供转换功能,降低了不同类型照明设备接入系统的复杂度。系统后端采用Spring Boot框架开发,能够有序的整合各类技术和功能模块代码。在报警通知部分采用了Drools规则引擎,将工作人员对报警的需求抽象为一条条规则,再通过规则集和系统内数据信息的匹配,可以灵活的满足工作人员动态的报警需求。系统支持接入照明设备数量超过10000台,通过集群模式部署环境,在大量照明设备发布消息的场景下,将系统处理消息的平均耗时减少了近两成,服务器CPU占用率控制在39%左右。系统作为香港地铁的招标项目,经过内部上线测试一段时间后,达到了预期的功能要求,有效提升了管理效率。