摘要:很多优化处理器缓存利用效率的方法依赖于对访问请求序列的特征的探测或识别，例如，预取和绕开等。如何在线有效识别访问请求序列的特征依然是一个开放的问题。通过对典型访问模式的深入分析，发现其堆栈距离频度的分布展示出鲜明的特征。而模拟实验数据表明访问请求序列的特征具有一定的持续性和稳定性，具有检测和预测的可行性。因而提出了一种基于堆栈直方图峰值的在线识别访问模式的机制和方法，空间和时间开销都较小。对SPEC CPU2000/2006的15个程序的实验表明，所提方法均可正确识别测试程序的访问模式。

摘要:利用低延迟、低功耗、高可靠的闪存芯片构建闪存存储阵列是实现高性能存储系统的有效手段。但应用传统磁盘阵列技术构建闪存存储阵列，会引入磨损均衡、校验数据更新频繁导致阵列生命周期降低等问题。针对闪存固有的读写特性，设计实现了一种基于NAND Flash的高性能磁盘阵列机制——基于缓存的可重构磁盘阵列策略。该机制采用可重构条带的思想，利用存储等级的内存作为缓存，对数据顺序重组。实验结果表明：该策略能够有效降低垃圾回收开销，提高闪存阵列的性能和使用寿命。

摘要:为减少远程Cache访问延迟，提高共享存储系统的性能，提出了一种新的基于程序内在写突发特性的最后一次写访问预测方法，并对一个具体的目录协议进行了改造，以支持该预测方法。通过预测Cache块的最后一次写访问并提前对其进行降级，处理器能直接从主存中读取数据，从而减少了远程Cache访问所需的一个网络跳步数。与当前基于指令的预测方法相比，该方法能极大减少存储开销。基准测试程序的评测结果表明，该方法能获得83.1%的预测准确率，并且能提高8.57%的程序执行性能，同时与基于指令的预测方法相比，该方法能分别减少历史踪迹表69%的存储开销和签名表36%的存储开销。

摘要:求解布尔不可满足子式在超大规模集成电路设计与验证领域都具有非常重要的理论与应用价值，帮助EDA工具迅速定位错误与不一致。针对求解不可满足子式的非完全方法，提出了消解悖论与悖论解析树的概念，在此基础上提出一种启发式局部搜索算法。该算法根据公式的消解规则，采用局部搜索过程直接构造证明不可满足性的悖论解析树，而后递归搜索得到不可满足子式；算法中融合了布尔推理技术、动态剪枝方法及蕴含消除方法以提高搜索效率。基于随机测试集进行了实验对比，结果表明提出的算法优于同类算法。

摘要:为了达到异构多核处理器能直接交叉访问对方的内存地址空间的目的，通过构建统一的三级Cache结构和数据块状态标记方法，并优化Cache块状态的修改算法，提出了异构千核处理器系统的统一内存地址空间访问方法，避免了当前独立式异构计算机系统结构下复制和传输数据块所带来的大量额外访存开销。通过采用部分Rodinia基准测试程序测试，获得了最高9.8倍的系统加速比，最多减少了90%的访存频率。因此，采用该方法能有效减少异构核心间交换数据块所带来的系统开销，提高异构千核处理器的系统性能加速比。

摘要:透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器，是一种以SOI技术和互补金属氯化物半导体工艺为基础，综合SOI器件和传统双极、场效应光敏器件的新型光电探测器。利用半导体器件物理和基本方程，介绍和分析了器件结构及其工作原理，建立电压、电流物理模型。应用SILVACO器件仿真软件，完成器件的数值模拟与验证。在中短波长工作段，器件光电流随栅极电压的增大而增大，表现出明显的栅压控制特性。全耗尽状态下，器件的内部量子效率在中短波长（400nm，450nm，530nm，600nm）的光辐射下，可达到96%以上，甚至接近100%。短波长下（280nm，350nm），量子效率最大值近80%。此外，器件的暗电流很低，光暗电流之比超过10⁶，具有高灵敏度。

摘要:针对高密度存储服务器中高速链路结构复杂、信号速率高、链路长度长等特点，在高速链路PCI-E3.0和SAS3.0设计过程中引入全面的信号完整性仿真。通过对高速印刷电路板设计中拓扑结构、材料类型、印刷电路板结构等关键项目进行仿真设计，获得成本最低、性能达标的最优方案；通过全链路有源仿真，预估系统性能，降低系统投产风险；通过系统实际信号测试，验证系统性能完全满足相应规范要求，仿真结果有效可靠。

摘要:科学计算产生和分析的数据规模日益增长，高性能计算机的存储系统在体系架构和软件管理方法上面临重大挑战。针对天河-2系统的新型分层混合存储架构，提出一种由应用程序耦合的协同式突发缓冲技术来有效利用其存储资源优势。该方法采用运行时动态耦合的方法，将临近计算任务的分布式高速存储资源聚合成为一个的巨大的协同式突发缓冲区，通过采用文件命名空间投影的映射方法组织全局数据视图，利用位置亲和和感知数据意图的方法来挖掘空间局部性和时间局部性，并利用应用并发度感知的策略优化数据移动效率。天河-2系统的测试结果表明，该方法能够有效优化多种典型应用场景，可获得高可扩展的突发并行输出带宽和稳定的持续并行输出带宽，可显著提升数据分析场景的输入/输出性能，适合应用于大规模超级计算机的存储系统。

摘要:为满足航天大容量存储系统对高速存储及数据完整的需求，实现了一个基于NAND型内存的高性能控制器，提出了一种实现于NAND型内存芯片内部的流水编程机制，以及一种可以保证数据无缝连接的坏块处理机制。介绍了存储控制器的各个模块设计，并分析了不同情况编程机制所需的时间计算方法，建立仿真模型，利用蒙特卡洛方法仿真并讨论了流水编程机制的性能优化效果。在实际硬件平台验证了流水编程机制和坏块处理机制，结果表明该大容量存储系统的存储速率可达100MB/s，读取数据与存入数据保持一致，数据无乱序无丢失。

摘要:零燃料大角度姿态机动技术是新近应用在国际空间站的新概念姿态控制技术。构造了以控制力矩陀螺为执行机构的空间站姿态控制动力学模型，在此基础上，建立了空间站本体与控制力矩陀螺之间的角动量守恒关系。针对各类大角度姿态机动任务，通过分析空间站惯量参数与控制力矩陀螺性能参数之间的解析关系，得到了零燃料大角度姿态机动路径的存在性条件。通过规划算例验证了存在性分析的正确性。所提出的零燃料大角度姿态机动存在性条件，为姿态机动路径的存在性判断提供了便捷可行的方法，为零燃料大角度姿态机动技术未来在我国空间站实施的可行性论证提供重要的理论依据。

摘要:介绍了星载自动识别系统的技术优势和应用前景；针对由传统地面自动识别系统向星载自动识别系统发展所带来的多网信号冲突、多普勒频移、空间链路衰减等技术难题，对天拓一号星载自动识别系统的系统进行了设计，包括系统组成、接收机指标和功能、天线和微波开关设计，对星地自动识别系统链路电平进行了估算；重点介绍了自动识别系统接收机的空间应用性能测试和环境试验方案；介绍了天拓一号星载自动识别系统在轨应用情况，结果表明所设计的AIS接收机可一定程度上缓解星载自动识别系统的技术难题，满足大范围海事目标监测的应用需求。

摘要:采用改进的化学非平衡流解耦方法处理Euler反应流方程，并以H₂/air 9组分21方程模型对竖直喷注的热射流起爆过程进行了二维数值模拟。对流项采用五阶WENO离散格式，时间推进采用二阶Runge-Kutta方法。详细分析了热射流以不同速度、入射位置、入射宽度和入射倾角喷射时在爆震管内形成的流场，总结了射流参数状态影响起爆的一般规律；解释了激波、火焰的相互作用对“热点”的形成以及转变为爆震的影响，特别是激波反射对“热点”形成的促进作用。结果表明，爆震波通常由火焰面和固壁附近狭长未燃区域中的“热点”产生。“热点”向爆震波发展的过程是过驱爆震阶段，存在三波结构。为了实现快速起爆，应当增大射流入射速度、贴近侧壁并以适当入射角度喷射热射流。

摘要:风梯度滑翔是一种能够使飞行器从飞行环境中获取能量的飞行方式。在已建立的飞行器动力学模型的基础上，分析了无人机在已知的梯度风场中一个滑翔周期内的能量变化过程。采取分段解析的方法，将一个风梯度滑翔周期分为4个阶段进行分析，即逆风爬升、高空转弯、顺风下滑和低空转弯，其中高空转弯为整个滑翔周期内的关键阶段。采用三维空间路径结合二维平面投影的计算方法，详细分析了无人机在高空转弯过程中的运动方程和能量转化方程，同时分析了影响飞行器从梯度风场中获取能量以及梯度风场中由于空气阻力导致飞行器能量损失的相关参数，为无人机最大程度地从梯度风场中获取能量，同时减少自身能源损耗提供了理论指导，并且根据理论建模进行了仿真分析，得出了逆风爬升和高空转弯的初期是获取能量主要阶段的结论，对指导无动力滑翔有很大的意义。

摘要:以一种典型的涡环旋转伞为研究对象，采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等流固耦合特性。结果表明：涡环旋转伞在来流12m/s时稳定转速约为3.1r/s，伞衣幅充满外形饱满，与伞塔试验结果吻合；稳态阶段涡环旋转伞上方产生大量涡核，涡核中心的连线类似于空间螺旋线；涡环旋转伞的阻力系数大于一般结构轴对称降落伞；伞衣幅与伞绳连接区域以及边缘区域应力明显高于伞衣幅平均应力水平。

摘要:地基伪卫星导航系统的伪距和伪距变率精度对评估系统的导航性能或其信息与其他系统导航信息的融合意义重大。目前的伪距和伪距变率精度估计方法基本上都是针对卫星导航系统的，并且没有充分考虑地基伪卫星导航系统自身的特点。通过构造伪距和伪距变率精度观测量，利用地基伪卫星导航系统可产生较差定位构型的特点，提出了一种在外测系统定位定速精度较差且存在杆臂长度的情况下仍然能够获取准确估计量的伪距和伪距精度估计方法。仿真结果表明所提方法可有效地估计出伪距和伪距变率的精度而且具有较强的适用性。

摘要:使用固体姿控小火箭是实现动能拦截器快响应和高精度姿态控制的最佳方案之一。针对一种新型动能拦截器姿控小火箭布局，提出了点火组合混合搜索算法。描述了动能拦截器姿控小火箭的配置方案，分析了弹体自旋需求。设计了一种结合目标排序法和区间搜索法的点火组合混合搜索算法：当可用小火箭个数较少时，采用目标排序法；当可用小火箭个数较多时，采用区间搜索法。指令力矩近似仿真结果及姿态控制数值仿真结果表明：该算法能够有效地近似指令力矩，实现快速高精度的姿态跟踪。

摘要:能量平衡是微纳卫星电源系统设计和考核的重要要求，在地面通常通过数值仿真进行评价。介绍单板纳星电源系统结构和特点；分别对太阳电池阵、蓄电池组和卫星负载进行数学建模；结合卫星姿态动力学进行能量平衡仿真，仿真结果可以实时反映卫星的功率变化、电池容量和能量平衡情况。电源系统在轨试验数据与仿真结果基本一致，证明所建模型是正确的，仿真方法有效。

摘要:在分离式Hopkinson拉杆实验中，常常需要获得试样在经历一个拉力脉冲拉断情况下的最低应变率，而在分离式Hopkinson拉杆装置中确定对应最低应变率的发射压力需要进行多次尝试性实验。为了更好地解决这一问题，提出一种简单的经验方法，可以通过一次拉断的实验结果计算出一个拉力脉冲拉断试样需要的最小发射压力及相应的应变率，进一步可以预测不同发射压力下的应变率。对4种铝合金试样进行拉伸实验，结果表明，利用提出的经验方法得到的应变率结果与实验结果吻合较好，可以有效地对发射压力和实验应变率进行预估。

摘要:研究了二维弹性波在宏观非均匀介质中传播的问题。由于介质物理性质的非均匀性，弹性波在该介质中的传播需用包含介质物理性质的空间导数的非均匀介质波动方程来描述。采用有限元法求解波动方程，重点研究和讨论了物理性质垂向梯度渐变的非均匀介质中弹性波的传播特点。结果显示：波速在垂向上的对称的递增或递减引起平面弹性波的会聚或发散；若波速在垂向上满足双曲余割分布，则弹性波可以在对称轴上周期性聚焦。

摘要:针对服从KK分布的大拖尾雷达杂波背景下的扩展目标检测问题，利用球不变随机变量表示了KK分布雷达杂波模型。在假设目标回波幅度已知的情况下，研究了基于Neyman-Pearson准则的距离扩展目标最优积累检测器，并通过对目标幅度的最大似然估计，推导了广义最大似然比检验检测器模型。为了降低这两种检测器中因计算第二类修正的贝塞尔函数而引入的运算复杂度，提出了一种基于顺序统计量的广义似然比检测器。该检测器利用检测窗内幅度较大的距离单元回波作为目标回波进行判决。利用蒙特卡罗仿真对这三种算法的性能进行了验证与比较，虽然最优积累检测器与广义似然比检测器具有更好的检测性能，但实现困难，计算量大，而基于顺序统计量的广义似然比检测器则具有更高的实用性。

摘要:将Mushroom电磁带隙结构（Electromagnetic Band Gap,EBG）的表面波带隙和同相反射特性同时用于波导缝隙阵列天线的设计，利用EBG的带隙特性抑制天线阵中的表面波，以改善天线的辐射性能；利用EBG的同相反射特性实现天线雷达散射截面（Radar Cross Section,RCS)的减缩，天线综合性能得到较大提升。制作了EBG波导缝隙天线阵样品，并对天线阵的阵元互耦、辐射方向图及天线阵RCS等指标进行了测试，结果与理论预期相吻合，有效地降低了阵元间互耦及天线阵RCS。

摘要:针对阵列雷达体制，从改进单脉冲的角度出发研究了低角跟踪问题。在多径阵列信号模型的基础上，利用极大似然估计原理推导了双零点单脉冲测角算法，通过数字波束形成实现双零点单脉冲系统修正和、差方向图。仿真分析了双零点单脉冲测角性能，得出测角性能与信噪比、目标仰角以及复反射系数的关系。用实测数据对该算法进行验证，结果表明：当目标仰角小于1/4波束宽度时，测角均方根误差达到1/40波束宽度，可以有效解决低角跟踪问题。

摘要:针对当前具有吞吐量和时延约束的软件无线电波形部署决策算法在内存开销方面考虑的不足，提出一个更为通用的波形部署决策系统模型，将波形的处理开销、内存开销和通信带宽开销都纳入到波形部署决策过程中，并设计了一种基于动态规划的波形部署决策算法以最小化波形对平台各种计算资源的占用总和。仿真结果表明，内存对波形部署决策具有重要影响，与未考虑内存开销的解决方案相比，平台支持的平均最大波形数目和平均处理资源利用率均下降40%左右。

摘要:为了克服传统线性预测(Linear Prediction，LP)算法在构建虚拟阵过程中存在预测误差容易累积的弊端，提出了一种能够更充分利用实阵信息量的改进LP算法来构建虚拟阵。采用实际基阵方法、传统LP虚拟阵方法和改进LP虚拟阵方法分别对假定基阵的波束性能进行计算机仿真及对湖试数据进行处理成像，研究结果表明，与传统LP方法相比，改进的LP方法能够有效地抑制波束旁瓣，进一步提高了基阵的角度分辨力和阵增益，将其运用于特定试验背景下的实际湖底目标声探测，方向分辨精度可提高75%。

摘要:辐射源个体识别是电子战领域的研究热点。针对时变信道下波形已知的雷达个体分类问题，基于似然比检验提出一种稳健的局部相关检测方法。该方法利用雷达波形中差异度较大的部分生成参考波形，构建假设检验模型进行信号分类，并通过比例因子调节参考波形的差异显著性。仿真实验表明，随着参考波形差异显著性增强，本方法识别性能明显优于直接最大似然比方法，具有较好的抗多径性能。

摘要:全天候高精度导航与制导需要可靠的可见光与红外、可见光与合成孔径雷达（Synthetic Apeture Radar,SAR）的异源图像匹配算法。提出了一种基于方向矩的异源图像匹配算法：利用像素层次设计异源不变特征，描述像素点与其邻域各方向相似程度，通过统计比较各像素的相似性测度，实现不同传感器图像间的可靠匹配。进行了批量图像匹配实验，在可见光与红外、可见光与SAR异源图像间取得了超过90%的匹配正确率。较传统异源匹配算法，该算法大大提高了匹配正确率，在导航与制导领域有广阔的应用前景。

摘要:针对小型无人飞行器位置姿态估计问题，提出了一种基于视觉图像目标特征的相对位姿估计算法。应用Camshift算法获取目标初始位置，利用非线性尺度空间下的KAZE特征进行跟踪区域特征点提取，与源目标特征点进行匹配，得到精确的目标位置信息，实现了在图像平面内的目标快速跟踪，并得到机体轴系下无人飞行器与目标间相对位置和姿态角的估计值。对算法进行了实验验证，具有优良的跟踪性和实时性。

摘要:基于斜齿轮轮齿接触分析技术，建立了考虑人字齿轮典型安装误差的抛物线人字齿轮轮齿接触分析方法。综合考虑人字齿轮的传动误差与啮合特性，采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法对高重合度人字齿轮的传动性能进行了多目标优化设计，该算法克服了优化结果的局部收敛，获得了人字齿轮最佳的齿廓、齿向抛物线修形参数。通过实例表明，修形优化后的齿面啮合印痕与传动误差较优化之前得到了明显的改善，有效地改善了高重合度人字齿轮的齿面偏载现象，降低了齿轮传动过程中的啮合冲击。对加工的人字齿轮在减振降噪试验台上进行带载试验，对比优化前后的噪音分贝值，进一步验证了该优化方法对人字齿轮副减振降噪具有一定作用。

摘要:作战体系具有层次高、规模大，各作战分系统间协调配合密切的特征。在作战任务中，这种多层次、多系统、多决策者、多目标的结构使得对各作战子系统的武器装备分配变得更为复杂。为解决此类复杂结构的优化问题，在层次化多目标分析方法基础之上，将层次系统的风险管理引入到模型中来，形成多目标多决策者资源分配模型多目标多决策者资源分配模型,用以解决在不确定风险环境下进行多目标资源分配的问题。利用MOMDRA模型建模空袭风险下防空反导体系的武器装备分配问题，在求解该模型的过程中采用系统分解的思路，利用权重法，站在不同决策者的角度得到该体系的Pareto最优资源分配方案，并通过一个实例来说明此方法的可行性。

摘要:针对当前防空系统模型的构建和评估偏向于定性处理以及仅考虑其结构特性而忽视了系统中目标与关系自身属性的问题，在分析现有模型与评估方法的基础上，提出了基于邻接矩阵的防空系统模型，定义了能力评估向量，采用目标对体系能力贡献程度的目标价值综合评价方法，并引用Pareto占优中等级前沿和拥挤距离的思想提出了目标等级和目标离散度的概念，形成了非劣性价值排序算法，同时使用加权以及性价比方法和其他网络评估方法排序，采用自身设计以及随机生成案例进行仿真实验，结果验证了基于邻接矩阵的防空系统模型以及价值排序算法的有效性。