摘要：分支误预测是影响高性能处理器性能进一步提升的一个主要因素.现代处理器采用分支目标缓存(branch target buffer,BTB)预测分支指令的目标地址,BTB的预测精度受限于其命中率.由于程序中分支指令的分布并不均匀,传统的BTB索引方式无法充分利用BTB资源,从而造成不必要的冲突缺失,影响分支目标地址的预测精度,采用散列索引方式优化访问映射关系是有效解决方法之一.当前大量文献研究了cache的访问方式,但对BTB的散列索引算法的专门探讨则显不足.为了消除分支指令的分布空洞,离散分支指令和BTB条目的固有映射关系,设计了用于BTB索引的XOR散列算法和优化的bit-select索引算法,使用概率方法对BTB单组最大映射数期望的上界作了估计,并对这两种散列索引算法的效果进行了模拟评估.实验结果表明,散列映射方式能够较好地避免BTB冲突缺失造成的预测失败,XOR散列算法的离散效果更好.

摘要：现代超标量处理器通常设置有多套计算部件支持指令并行执行,以提高程序的运行效率。运算资源分配策略在很大程度上决定了处理器能否充分利用计算部件并行加速计算,具有重要作用。就指令调度以及运算资源分配问题而言,当前的研究以软件编译优化方法居多。但编译优化是一种静态方法,优化排布的指令无法再次改变次序,且缺乏运行时信息,灵活性不够。为了降低因运算资源分配不当导致的指令阻塞,充分释放其运算能力,从硬件自动调度和实现的角度分析了这个问题,研究了对称情形和非对称情形下运算资源的细粒度自动分配方法,进而提出了负载均衡的贪心分配策略。实验结果表明,提出的运算资源分配方法可以有效减弱现代超标量处理器中指令发射不公平所带来的负面影响,能更好地利用片上缓冲资源和计算资源,且处理器中运算资源越多,发射缓冲深度越大,负载均衡方法获得的性能提升就越明显。

摘要：针对多进程负载均衡无法保持会话的问题,提出一个基于epoll机制的内核级高效解决方法。对于每个新建立的连接,在cpoll的通知机制中使用源地址哈希算法,由epoll通知哈希选出的进程接收此连接,期望通过为同一个IP地址的请求选择同一个负载均衡服务进程,保证该进程依据自身记录的会话信息将同一个客户的请求转发给同一个后端服务器。此外,通过分析多队列网卡的特性,给出维持收包发包中断、软中断、协议栈处理、用户态处理都在同一个核上的优化方法,以提高cache性能。实验结果表明,该方法能解决基于epoll的多进程负载均衡服务器的会话保持问题,并且在多核处理器多队列网卡环境下通过优化使cps提高12%,数据吞吐量提高4.6%。

摘要：在低能输运线内,空间电荷、聚焦线圈球差以及束流切割器等引起束流发射度的变大和束流中的H_(2)^(+)、H_(3)^(+)等杂质粒子均会增加束流与后续结构的匹配难度,并且为满足实验终端及环形加速器的注入要求,需要将束流切割成不同时间结构。设计低能输运线为双聚焦磁铁结构,并且利用双倾斜极板束流切割器完成脉冲时间结构的切割。优化聚焦磁铁结构,设计带有导向线包的聚焦磁铁以缩短束流输运线长度,降低发射度的增加,并通过动力学模拟计算实现离子源到切割器和RFQ加速器的束流匹配。针对H_(2)^(+)、H_(3)^(+),根据束流包络设计多级准直结构,降低其在束流中的占比。根据束流动力学设计完成低能输运线束流实验,测试结果表明在传输线出口束流强度为59.6 mA,束流发射度为0.245 mm·mrad,束流纵向切割后可实现400μs和100 ns等不同脉冲宽度束流。束流强度、发射度和脉冲结构均能满足目标要求。

摘要：研究自移式破碎站在作业过程中物料从铲斗下落时对料斗和板式给料机的冲击,并准确计算其冲击力,根据离散元方法,采用离散元分析软件EDEM,通过建立与实际作业条件相似的物料-铲斗-受料斗-输送机的离散元模型,对物料下落及碰撞过程进行动态仿真,从而得到料斗的受力发布,为设计人员对料斗的结构设计提供理论指导。

摘要：本文阐述了一支X波段驻波加速管的研发,通过建立束流孔径内的二维电磁场分布,完成了束流动力学计算和射频结构设计,研究了精加工工艺,提升了加速腔的粗糙度和加工精度,建立了微波调谐平台,采用谐振方法和非谐振微扰方法完成了腔体调谐和整管冷测,钎焊排气后在高功率平台上进行了测试。测试结果表明,电子束能量达到6.1 MeV,通过X射线转换靶后1 m处的剂量率为543 cGy/min,满足指标要求。

摘要：为满足C波段直线加速器功率源要求,本文设计了一支C波段大功率速调管。该速调管主要由电子光学系统、注-波互作用段及收集极构成,利用EGUN程序及一维、二维大信号计算程序等对各部分开展迭代优化后,对整管进行模拟仿真计算,最终完成了一支工作频率为5712 MHz、由6个谐振腔组成的大功率速调管物理设计。仿真结果表明,在工作电压120 kV、工作电流83.3 A条件下,输入功率为100 W时,该速调管得到了4.65 MW稳定输出功率,效率达到46.5%,增益达到46.7 dB。

摘要：考察隧道围岩等级、爆破载荷、支护厚度等因素对爆破冲击下隧道初期支护动态响应的影响,为隧道初期支护施工设计提供理论依据。以瑞丽至孟连高速公路勐省隧道工程为项目背景,以隧道衬砌振动速度和位移响应为主要评判标准,选取关键监测点,采用数值模拟方法分析各因素对隧道初期支护的变化规律。研究发现:在相同爆破载荷(装药量)下,随着隧道围岩等级的提高,隧道支护动态响应变得更加剧烈;在爆破施工中,装药量与隧道初期支护动态响应呈线性正相关,支护厚度与隧道初期支护动态响应呈负相关。据此,提出了保障隧道施工安全的建议,为隧道初期支护相关工程设计提供了理论范式。

摘要：为满足C波段应用型直线加速器功率源要求,研制了一支C波段大功率速调管。通过对电子枪结构模拟计算并利用正反向组合式聚焦线圈调整过渡区磁场,完成了电子光学系统设计,电子注通过率达到100%,电子注波动率为4.8%。综合应用一维至三维计算程序对注-波互作用段开展参数优化及PIC仿真,最终确定了6个谐振腔的速调管方案。腔体加工冷测调配后焊接形成整管,并开展了高功率测试,在电子注电压为115 kV、电流为79.6 A条件下,馈入频率为5712 MHz、功率为100 W的信号时,该速调管可输出的峰值功率为3.52 MW,增益为45.5 dB,效率为38.5%,达到了预期研制目标。