DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 空间飞行器数字系统主要由FPGA、CPU等数字器件构成，由于其工作在含有大量辐射粒子的宇宙环境下，单粒子翻转等软错误对飞行器的安全性、可靠性造成了很大威胁，造成导航、测控以及通讯等功能的失效。特别是随着COTS器件越来越多地应用到数字系统中，亟需建立全面并准确检测出整个飞行器软错误的方法。论文结合Xilinx公司的XC5VFX130T SRAM型FPGA和TI公司的TMS570LS3137型号CPU器件构建的测试系统，设计了监控FPGA和上位机之间的通讯协议，开展了上位机软件设计与实现。 关键词 :FPGA，CPU，单粒子效应，单粒子软错误，测试系统 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 空间飞行器的导航、姿态控制以及空地通信等功能都是由数字系统来实现的 [ 1 ]。空间环境中的辐射粒子很容易在数字系统中引起辐射效应，使得空间飞行器的安全受到严重威胁 [ 2 ]。为了保证飞行器的长寿命和高可靠性，研究人员针对FPGA、CPU等器件提出了众多软错误检测方法，以便评估出这些器件的单粒子翻转敏感特性，为空间飞行器数字系统的设计选型和防护设计评价提供依据和支撑，对寻找预防和减缓空间粒子效应具有重要的价值。 论文围绕TI公司的TMS570LS3137 CPU和Xilinx公司的Virtex5 XC5VFX130T等两类新型COTS器件电离辐射摸底试验，在分析已有单粒子软错误检测方法的基础上构建了测试系统，设计了监控FPGA和上位机之间的通讯协议，开展了上位机软件的设计与实现。
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user: 2. 测试系统描述 辐照环境下的软错误测试系统用以控制试验过程，并且能够采集、传输、处理、保存试验数据 [ 3 ]。一般将被测FPGA等芯片放在真空中，以避免加速器中射出的高能粒子到达芯片表面过程中能量衰减过多，导致了对外界环境和被测芯片之间的连线类型和数量的要求很苛刻。此外，为防止加速器对试验人员产生辐射伤害，实际操作中试验人员一般通过计算机对测试系统进行远程操作，即被测芯片距离试验控制室较远。 为此，软错误测试系统分为监控FPGA、被测FPGA、CPU和上位机等部分。测试系统的总体结构如图1所示。图1中，上位机试验时一般处于真空室外，在辐照过程中由控制室的计算机远程控制，监控FPGA通过用户数据报协议(UDP)与PC进行数据传输，以达到测试环境要求的高速可靠的数据交互和板间最少连线的双重目的。 上位机作为测试系统控制中心与数据存储与分析平台，设置测试条件与参数；向下位机发送测试模式切换、测试过程控制等指令；静态测试模式下，回读被测FPGA的配置数据并与参照文件比较；实时统计FPGA动态测试以及CPU测试的翻转数量；保存每一次测试的数据和结果，用于后续数据分析。 监控FPGA通过网口与上位机直接相连，其主要功能有接收上位机下发的测试控制指令并执行相应操作；CPU测试模式下给被测FPGA提供时钟；将测试结果通过网口上传给上位机。 监控FPGA主要由以下模块组成： 图1. 软错误测试系统总体结构 1) 网口驱动模块，上位计算机与测试板的通讯接口。上位计算机通过网口向测试板发送各种控制命令；测试板通过网口向上位计算机传回测试状态与测试数据。采用UDP通讯协议实现。 2) 静态测试模块，采用“一次回读”的方式，即辐照一段时间后再对被测FPGA通过SelectMAP口回读，并区分出配置存储器和BRAM的配置信息。 3) 动态测试模块，为BRAM和触发器动态测试提供输入时钟，并接收测试输出。与静态测试“先辐照后统计”不同的是，在被测FPGA被辐照的同时，该模块统计翻转位数，即“边辐照边统计”。 FPGA软错误检测方法以测试电路的形式在被测FPGA中实现。FPGA测试模式下，被测FPGA的功能主要有静态测试模式下，通过Select MAP口将配置数据发给监控FPGA；动态测试模式下，通过信号线将测试电路的输出结果上传给监控FPGA。而在CPU测试模式下，被测FPGA的功能是接收来自CPU的测试数据并将其转发给监控FPGA [ 4 ] [ 5 ]。 CPU软错误检测方法以测试程序的形式在被测CPU中实现。CPU的功能主要有实现寄存器、SRAM、Flash等资源的测试程序；通过串口与上位机直接相连，在CPU测试过程中向上位机传输测试相关的信息。 软错误测试系统在实际辐照试验中运行时，涉及到上位机软件与监控FPGA(下位机)之间的指令发送与接收、数据收发等通讯操作。考虑到测试过程中有大量的测试数据上传，使用端口号分别为5000、5001 何5002的三个端口，设计测试系统的上位机与监控FPGA之间基于UDP的通讯协议。 1) 5000端口主要用于上位机下发测试控制指令给监控FPGA。网口下发的4字节长度的指令结构如表1所示。 Table 1 Command structure of network port 有效标志 指令数据 EB 90 XX XX 表1. 网口下发指令结构 “EB 90”为指令的有效标志，其后面是两个字节的指令数据。具体指令及其含义如表2所示。其中前2条指令用于在FPGA测试模式与CPU测试模式之间切换，第3~12条指令用于FPGA测试模式，其余用于CPU测试模式。 Table 2 Instruction issued by 5000 port and its meanin 序号 指令 含义 1 EB 90 55 55 切换到FPGA测试模式 2 EB 90 55 AA 切换到CPU测试模式 3 EB 90 00 AA 确认静态测试 4 EB 90 00 BB 确认BRAM测试 5 EB 90 00 CC 确认触发器测试 6 EB 90 DD AA 开始静态测试 7 EB 90 DD BB 开始BRAM测试 8 EB 90 DD CC 开始触发器测试 9 EB 90 00 33 暂停静态测试 10 EB 90 EE BB 暂停BRAM测试 11 EB 90 EE CC 暂停触发器测试 12 EB 90 FF EE 结束FPGA任一测试模式 13 EB 90 32 32 开始寄存器测试(全1) 14 EB 90 33 33 开始寄存器测试(全0) 15 EB 90 30 30 开始SRAM测试(全1) 16 EB 90 31 31 开始SRAM测试(全0) 17 EB 90 36 36 开始Flash测试(全1) 18 EB 90 37 37 开始Flash测试(全0) 19 EB 90 38 38 开始定时器及全功能测试 20 EB 90 34 34 结束CPU任一测试模式 21 EB 90 02 02 复位CPU 表2. 5000端口下发指令及其含义 2) 5001端口用于监控FPGA向上位机发送测试指令的响应帧或者测试数据。响应帧和测试数据的长度都是15个字节，具体结构如表3所示。其中，每一帧最后的填充字节不被上位机解析。 Table 3 5001 port frame format and its meanin 序号 响应帧或数据帧 含义 1 EB 90 55 00 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX 指令执行成功，XX为填充字节 2 EB 90 55 11 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX 指令执行失败，XX为填充字节 3 EB 90 AA C3 XX XX XX XX XX XX XX XX XX XX X 监控FPGA通知上位机，即将有动态测试数据上传， XX为填充字节 4 EB C3 WW WW WW WW WW WW WW WW XX XX FPGA动态测试数据，WW为当前SEU累计值，XX为填充字节 5 EB C3 DQ YY YY YY ZZ ZZ SS XX XX XX XX XX XX CPU测试数据，Q为测试模式序号，YY为SEU地址，ZZ为 对应地址的内容，SS为前6个字节的校验和，XX为填充字节 表3. 5001端口帧格式及其含义 3) 5002端口用于FPGA静态测试中，监控FPGA上传回读数据。由于回读的配置数据约为49 Mb，使用网口进行数据打包上传，一包数据为1028个字节(1024个字节为数据)，一次回读总计需要上传6010包。上传的数据格式如表4所示。 Table 4 Return data structur 包头标志 有效数据 包序号 EB 91 WW … WW XX XX 表4. 回传数据结构 由于XC5VFX130T的回读配置数据为1，538，320字(49，226，240 bits)，每包数据为1024个字节(8192 bits)，无法整除。因此，最后一包数据只有64个字节有效数据，其余960个字节需要补为全FF的填充字节，这部分不参与回读比对。
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user: 3. CPU软件设计 CPU测试模式下，寄存器测试程序是用汇编语言实现的，而SRAM和Flash的测试程序是以C语言实现的。下面介绍CPU的主体程序设计，主体程序不仅包括上述测试程序，还有对整个系统的初始化工作。图2表示的是CPU主体程序。 CPU首先上电启动，然后系统完成对串口、锁相环(Phase Locked Loop， PLL)、外部存储器接口(External Memory Interface， EMIF)等资源的初始化工作。其中，PLL和CPU的时钟配置有关，而EMIF用于CPU和监控FPGA之间交换数据。当监控FPGA收到上位机发来数据的同时，将该数据转发给CPU，CPU判断收到的是不是一条测试指令。如果不是，则忽略并继续等待接收测试指令；如果是测试指令，则主体程序流程继续。如果该指令的目的是让CPU开始测试，这里假定该指令为“开始SRAM测试(全1)”(EB 90 30 30)或者“开始SRAM测试(全0)”(EB 90 31 31)，那么下面CPU主控程序进入SRAM测试子程序。CPU先后完成对SRAM和DMA的初始化，SRAM的初始化工作就是写入初值(全0或者全1)，而DMA的初始化是为测试过程中接收大量测试数据做准备。辐照开启后，DMA周期性地、按地址由低到高的顺序扫描SRAM，如果有软错误发生，CPU将测试数据通过EMIF接口发给监控FPGA，监控FGPA随即又通过网口将其上传至上位机处理。 上述SRMA测试程序以及其他资源的测试程序本质都是一个循环，待DMA扫描到被测资源的最高地址后，又重新从最低地址继续扫描。因此CPU在一次扫描结束后，会判断上位机是否下发了测试结束指令(EB 90 34 34)。如果是，则退出测试子程序，进入CPU主体程序，继续等待接收新的测试指令；否则，继续开始当前被测资源的下一次扫描。 图2. CPU软件的流程图
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user: 4. 上位机软件设计与实现 4.1. 上位机软件需求分析 测试系统上位机完成“测试过程控制”、“测试信息实时统计”和“测试结果保存”三大功能，各功能具体说明如下： 1) 测试过程控制 首先上位机应该可以在FPGA测试模式和CPU测试模式之间来回切换。若成功进入FPGA测试模式，上位机先选择具体的测试模式(如静态测试、BRMA测试、Flip-flop测试等)，并确认该模式。接下来可以对下位机发出“测试开始”、“测试暂停”、“测试结束”等命令。对于FPGA测试模式来说，需要特别指出的是，若要选择“静态测试”模式，在确认该测试模式前，需要指定回读文件存储目录。 若成功进入CPU测试模式，上位机同样先选择具体的测试模式(如寄存器测试、SRAM测试、Flash测试、计数器测试、全功能测试等)，然后选择并打开正确的串口以连接CPU，并指定测试结果存储目录。与FPGA测试模式不同的是，CPU测试模式下，主要有“测试开始”、“测试结束”和“CPU复位”这三种命令。其中需要特别说明的是，试验人员可以实时看到CPU通过串口打印到上位机上的测试信息，若发现CPU因为受到SEFI影响或其他原因跑飞了，可以点击“CPU复位”按钮，以恢复CPU程序的正常执行。 2) 测试信息实时统计 上位机可以实时统计每次辐照测试过程中的软错误数量并记录实验时长，而且可以累加统计当前测试模式下多次测试的软错误数量。对于FPGA的静态测试来说，上位机的界面上可以实时显示回读进度。 3) 测试结果保存 上位机可以保存与每一次测试有关的信息，包括剂量率、总注量、LET值、离子种类、硅中射程、软错误数量、实验时长、实验开始时间以及结束时间等。另外，CPU各测试模式下，上位机可以在后台自动保存CPU实时上传的软错误信息，例如寄存器测试中，若当前扫描到的寄存器发生了软错误，那么上位机会保存CPU上传的该寄存器的地址和值。 4.2. 上位机软件架构设计 上位机软件基于Qt 5.7.0框架实现，主要使用QUdpSocket和QtSerialPort等Qt封装好的类。在FPGA静态测试和CPU测试过程中，涉及到网口大量数据上传以及频繁的文件读写操作，为了避免上位机的主界面假死而影响用户体验，以及更严重的UDP丢包问题，上位机采用多线程的方式，将所有界面操作都放进主线程(界面线程)，而UDP数据接收和文件读写被放进了另外两个子线程(工作线程)。界面线程和工作线程之间的变量传递利用了Qt的信号–槽(Signal-Slot)机制。 上位机软件主要由“参数设置”模块、“测试控制”模块、“测试结果”模块和“数据处理”模块组成。 1) “参数设置”模块的功能是在本次测试开始前，输入当前辐照设备的各种参数条件，包括剂量率、总注量、LET值、离子种类和硅中射程，方便测试数据记录及脱机数据分析。 2) “测试控制”模块是整个上位机软件的核心模块。由于FPGA和CPU的测试原理不同，该模块在两种测试模式下也有所不同。 对于FPGA测试来说，若选择的是“静态测试”，那么在确认模式前，需要先指定回读文件存储的目录。根据配置存储器测试流程，静态测试模式确认成功后，开始测试，辐照一段时间后，暂停测试的同时，对FPGA进行回读，回读结束后立即与参照配置文件进行异或比较，获得软错误数量。测试暂停后，可以选择继续下一次测试或者结束当前测试模式。 上位机软件在接收5002端口数据的工作线程中，声明了一个作用类似于缓冲区的QQueue队列，将每一包数据先与参照配置文件中对应配置帧进行比较并统计软错误，然后这一包数据入列。待回读结束时，再循环出列将数据写入到文件中，直到队列为空为止。由于队列是“先入先出”，所以最后生成的回读文件中的配置信息也是按照包序号从小到大的顺序排列的。该设计思想也在一定程度上避免了丢包的问题；若选择的是“BRAM测试”或者“Flip-flop测试”，同样需要先确认模式，然后开始测试，在测试过程中，若有软错误发生，下位机会给上位机上传当前软错误数量的累计值。和“静态测试”模式一样，暂停测试后，既可以继续开始下一次测试，也可以结束当前模式的测试。 对于CPU测试来说，只需要在下拉列表中选择想要的测试模式。辐照试验开始前，需确保PC已经通过串口与CPU正确连接，并且指定测试结果的存储目录，如果这串口未打开或者目录未指定，上位机会弹出警告以提示用户。测试一旦开始，上位机会弹出新的窗口，该窗口仅绘制了一张表格用于模拟寄存器、SRAM或Flash，行表示地址，列表示具体的某一位。 由于SRAM和Flash的地址很大，弹窗不显示所有地址，当有软错误发生时，才会将该错误的地址及其对应的内容在表格中更新，这不仅避免了因为表格初始化耗时长且不方便实时观测而导致对用户体验的影响，而且增强了软件本身的健壮性，防止软件崩溃。如果被测资源发生了软错误，CPU会上传错误所在的地址以及被测资源中该地址内容的值，上位机软件在统计软错误数量的同时，会在弹窗中对应的行和列同步显示错误。 针对测试过程中，CPU被测资源被循环扫描可能引起错误重复统计的问题。软件设计中声明一个QMap容器，该容器的键是地址，值是该地址对应的内容，该容器初始为空。当CPU扫描到某一地址时，若发现QMap容器中没有值为该地址的键，那么插入“地址–初始值”的键值对，接着将CPU上传的改地址对应的值value1与该地址在QMap容器中对应的值value2比较，若两者一样，则上位机丢弃该数据，否则在后台自动保存该数据，并在主界面更新软错误数量的同时，在弹窗中标注软错误发生的位置，最后将该地址在QMap容器中对应的值更新为value1，这样就避免了对软错误的重复统计。与FPGA测试不同的是，CPU测试中没有“暂停测试”的功能，上位机软件可以直接结束测试，可以选择继续开始下一次测试，也可以选择切换其他的测试模式，但是在切换模式之前必须保存当前模式下的测试数据，否则会弹出警告提示保存。在辐照试验中，CPU常常会因为SEFI或者其他原因而跑飞，因次在CPU测试模式下，上位机软件增加了“CPU复位”的功能。 3) “测试结果”模块中，“总SEU”表示当前测试模式下多次测试的软错误累计值；“当前SEU”代表本次测试实时统计的软错误数量；“实验时长”是从测试开始时计时，直到测试暂停或者结束时停止计时；“实验开始时间”为测试开始的时间戳，而“实验结束时间”为测试暂停或者结束的时间戳。 4) “数据处理”模块的作用是在表格中记录当前测试模式下每一次“开始–暂停”或者“开始–结束”的测试信息，包括剂量率等测试条件、“测试结果”模块中的信息以及测试过程产生的中间文件名，若测试模式切换，表格的内容清空。对于FPGA测试来说，需要先指定一个目录，然后才能保存这些测试记录；而对于CPU测试，直接保存即可。 除了上述4个主要模块，上位机软件还设计了一个状态栏，用于显示测试过程各种信息提示，起到类似日志的作用。
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user: 5. 小结 论文从测试需求出发，对单粒子软错误测试系统进行功能定义以及模块划分，设计了整个系统的通讯协议。在对上位机软件需求分析的基础上，提出了软件架构设计和实现。应用表明，所设计的上位机软件，可以完成向测试系统下位机下发测试指令、实时监测被测器件翻转情况以及保存辐照试验数据等主要功能，大大降低了辐照试验的操作难度，具有很好的实用性，可以满足应用需求。
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user: 摘 要 通过简单的光化学还原方法，得到一系列具有相同负载量的贵金属(Au， Ag， Pd， Pt)纳米颗粒@多孔g-C 3 N 4 纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FT-IR和N 2 物理吸附等手段对样品的微观结构、形貌等性能进行了表征，并评价了M@pg-C 3 N 4 纳米复合材料对KBH 4 还原4-硝基苯酚(4-NP)的催化活性。其结果表明，贵金属纳米颗粒均匀负载在pg-C 3 N 4 上，与纯pg-C 3 N 4 相比，所有M@pg-C 3 N 4 纳米复合材料对4-NP催化还原性能明显增强。其中，Au@pg-C 3 N 4 的最高速率常数达到1.386 min −1 ，优于M@pg-C 3 N 4 的催化活性(M = Ag，Pd和Pt)。这归因于g-C 3 N 4 的多孔结构对不同贵金属纳米颗粒的整体限域效应和贵金属纳米粒子的优良的电子传输性能。本文为贵金属基复合催化剂的选择和应用提供了一定的实验依据。 关键词 :贵金属纳米颗粒，多孔g-C 3 N 4 ，4-NP还原，催化活性 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在农药、医药和染料等工业制造过程中，4-硝基苯酚(4-NP)是一种经常使用的化工原料，由于硝基基团的存在不易降解且具有生物耐受性，在废液中被认为是一种有害污染物 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。在催化剂存在下利用硼氢化物还原4-NP可生成毒性较小的4-氨基苯酚(4-AP)，是一种有效的去除4-NP毒性的方法 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]。而且，对氨基苯酚是目前应用较广泛的一种精细有机化工中间体，在制药工业中得到了广泛利用，例如制造止痛药和退热药等过程 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。因此，直接还原4-NP不仅可以降低其对环境的毒害作用，还可以产生有用的4-AP满足市场的巨大需求，这是非常有意义的。 目前，很多研究者们开发了报道了用于4-NP还原的多种催化剂 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 10 ]。其中，贵金属纳米颗粒(Au，Ag，Pt等)由于其优良的光电特性在催化领域得到了广泛应用 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]。无疑贵金属纳米颗粒(NPs)也已成为4-NP还原反应中最常见的有效催化剂 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]。尽管贵金属NPs具有较好的催化性能，但由于表面能高，它们在生长过程中通常会发生严重的聚集，从而导致催化活性迅速下降而浪费稀有资源 [ 18 ] [ 19 ]。因此，人们设计了很多方法来解决这些问题。其中，利用合适的载体负载贵金属NPs的方法得到了研究者的注意 [ 20 ]。它不仅可以大大降低生产成本，而且由于载体材料本身的某些独特性能(如高的比表面积、机械强度和优异的电导率)可以进一步显著提高催化性能 [ 7 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]。先前的一些研究也表明，合适的载体材料在4-NP还原过程中也发挥了非常积极的作用 [ 2 ] [ 8 ]。 近年来，二维(2D)材料在催化反应中的限域效应(物理或化学方面)引起了人们的广泛关注，因为它们会影响催化体系的形貌、电子结构、催化活性及其稳定性等 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]。众所周知，二维石墨相氮化碳(g-C 3 N 4 )在催化领域具有许多优势，包括无金属成分，良好的热稳定性，易于制备，完美的耐酸碱性能等 [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]。同时，g-C 3 N 4 也被证明是一种负载金属NPs有前途的载体材料，因为g-C 3 N 4 的重复三嗪单元可以提供大量的结合位点，这些结合位点可以用来稳定金属NPs [ 31 ] [ 32 ]。值得注意的是，作为聚合物的g-C 3 N 4 可以构筑许多特殊的结构而具有不同的功能，如一维纳米结构 [ 33 ]、多孔g-C 3 N 4 [ 34 ] 和空心球 [ 35 ] 等。多孔g-C 3 N 4 (pg-C 3 N 4 )可以作为金属NPs负载合适的载体，因为其多孔结构具有更大的比表面积并有利于质量传输 [ 36 ] 从而促进催化反应的进行。更有趣的是，在多孔g-C 3 N 4 载体中也观察到了限域效应，界面间会形成新的电子态，最终主导催化性能 [ 25 ]。一些研究结果也表明，构建贵金属负载的g-C 3 N 4 复合材料是增强4-NP还原性能的行之有效的方法之一 [ 17 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 37 ]。但是，很少有报道比较相同含量不同贵金属/g-C 3 N 4 复合催化剂对4-NP的还原性能。特别是多孔g-C 3 N 4 对不同的贵金属NPs呈现出不同的限域效应，从而影响对催化活性增强机理的理解。 基于此，本实验采用一种简单的光化学途径合成一系列分散良好的M@pg-C 3 N 4 (M = Au， Ag， Pd， Pt)纳米复合材料。研究了其在黑暗中还原4-NP为4-AP的产物的催化活性。结果表明，负载Au NPs的pg-C 3 N 4 表现出较好的催化性能，表观速率常数为1.386 min −1 。基于结构性能表征，进一步探讨了催化活性提高的作用机制以及相同负载量的不同贵金属的影响。
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user: 2. 实验部分 2.1. pg-C 3 N 4 制备 使用的所有化学药品均为分析级试剂，无需进一步纯化。通过使三聚氰胺与盐酸反应合成pg-C 3 N 4 。具体过程为，将三聚氰胺溶解于热蒸馏水中，并滴加适量的盐酸。搅拌30分钟后，将溶液转移到80℃烘箱中蒸干水份。最后，将产物置于有盖的坩埚中，在550℃马弗炉中加热2小时，加热速率为10℃ min −1 ，冷却收集样品。 2.2. 合成M@pg-C 3 N 4 纳米复合物(M = Au，Ag，Pd，Pt) 本制备了贵金属含量为4 wt%的M@pg-C 3 N 4 (M = Au，Ag，Pd，Pt)复合催化剂。首先将100 mg制备好的pg-C 3 N 4 超声分散于20 mL去离子水中，持续30分钟。然后，将一定量的HAuCl 4 水溶液缓慢加入上述悬浮液中，并搅拌30分钟。在搅拌下用汞灯(500 W)将悬浮液照射3小时，将得到的产物抽滤，并用去离子水洗涤3次，经80℃烘干，制得Au@pg-C 3 N 4 复合催化剂。按照类似的步骤合成了其他M@pg-C 3 N 4 (M = Ag，Pd，Pt)复合催化剂，而HAuCl 4 换为AgNO 3 ，H 2 PdCl 4 和H 2 PtCl 6 。为了进行比较，对pg-C 3 N 4 进行了相同的处理，但未添加任何溶液。 2.3. 材料表征 用X射线衍射(XRD， Rigaku Ultima IV)和Cu Kα (λ = 0.15418 nm)表征了产物的晶体结构和物相。用X射线光电子能谱(XPS， PHI 5000)分析了样品的表面原子状态。用场发射扫描电镜(FE-SEM， JEOLJSM-7500F)和透射电镜(TEM， JEOLJEM-2100F)对样品的形貌和结构进行了表征。用Brunauer-Emmett-Teller (BET)方法得到了比表面积，并用Barret-Joyner-Halender (BJH)方法计算了孔径分布。 2.4. 催化活性测试 通过将贵金属M@pg-C 3 N 4 (M = Au，Ag，Pd和Pt)纳米复合物应用于室温下对4-NP的催化还原来评价样品的活性性能。配制浓度为25 mg·L −1 的4-NP溶液，取3 mL加入石英比色皿中，再加入3.0 mg KBH 4 ，一定时间间隔后通过紫外分光光度计检测4-NP的浓度随时间的变化，直至反应终点。
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user: 4. 结论 论文本文通过一种简便的光化学方法成功地制备了一系列贵金属M@pg-C 3 N 4 (M = Au， Ag， Pd， Pt)纳米复合材料，并将其应用于4-NP的还原反应中，考察不同贵金属负载对催化剂的催化活性的影响。与M@pg-C 3 N 4 (M = Ag，Pd，Pt)相比，Au@pg-C 3 N 4 纳米复合材料表现出显著增强的催化性能，这归因于g-C 3 N 4 的多孔结构的整体限域效应和金纳米粒子优异的物理性能。此项工作可为贵金属基纳米复合催化剂的选择和应用提供思路和参考。
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user: 摘 要 采用含钐30% (质量分数)的钐铁合金作为原料，在高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉中进行熔炼快淬，通过改变单辊转速，获得不同冷却速率的钐铁合金薄带。利用场发射扫描电子显微镜研究不同冷却速率下钐铁合金的组织演变规律。结果表明：随快淬速率增加，合金中的晶粒尺寸减小，均匀性提高，当单辊转速达超过24.0 m/s时，钐铁合金晶粒平均尺寸减小至500 nm以下。当单辊转速达到36.0 m/s时，可得到晶体与非晶共存的急冷态钐铁合金，合金偏析大幅度减小。 关键词 :快冷，钐铁合金，组织演变，冷却速率 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 SmFeN系永磁材料自问世以来以其优异的磁性能和良好的温度稳定性受到人们的重视，在电力、电子信息、冶金机械、自动化等领域具有广泛的应用前景 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]，成为最具竞争力的新一代稀土永磁材料。目前，Sm-Fe-N永磁材料磁性能的提高处于瓶颈期，部分原因在于Sm元素易挥发、易氧化造成合金成分以及相组成的不稳定 [ 4 ] [ 5 ]；其次，组织的不均匀性也是限制磁性能提高的重要因素 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。合金的晶粒尺寸、偏析程度等都会影响N原子以间隙原子的形式向Sm 2 Fe 17 晶体中扩散的氮化过程 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]，合理的对合金微观组织进行调控，得到晶粒细小均匀分布的组织是改善氮化不均匀，获得高性能磁体的关键。 本文利用高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉，获得不同冷却速率下的钐铁合金薄带，分析其组织结构的演变规律，为在后续的研究中进一步协调并优化氮化工艺，克服组织不均匀性以及氮化不充分对材料磁性能的影响奠定基础。
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user: 2. 实验 实验中采用含钐30% (%，质量分数)的商用钐铁合金作为原料，采用ICP-MS进行全元素扫描，分析合金中的元素组成。 图1. 钐铁原料中的全元素扫描图 由图1可以看出，原料中除Sm、Fe外，还有微量的Mn、Cr、Br、Nd、Eu等元素及1.88%的C。 将钐铁母合金在真空手套箱中粗破碎成小块合金，保证每块合金大小基本一致，用砂纸打磨去除尖角，防止熔炼过程中尖角部分受热不均匀，不易熔化，影响成分的变化。将处理好的小块钐铁合金装入高温石英管中，放入高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉，抽真空至3 × 10 −3 Pa，充入高纯氩气，进行感应加热，待合金完全熔融，进行喷铸，选择单辊转速为12.0 m/s，24.0 m/s，36.0 m/s的冷却条件，合金液接触到高速旋转的铜辊后迅速冷却，形成薄带。快淬过程中的实验参数设置列于表1中。使用FEI Quanta 650 FEG型场发射扫描电子显微镜对薄带的形貌结构和微观组织结构进行观察分析。 Table 1 Experimental parameters setting 喷口直径/mm 喷射压力/MPa 熔炼质量/g 加热时间/s 0.7~0.8 0.15 9 14 表1. 实验参数设置
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 快淬钐铁合金薄带的表面形貌 图2是快淬态钐铁合金薄带表面形貌的SEM图，图2(a)图是接触快淬铜辊的贴辊面，图2(b)~(d)分别为快淬速度12.0m/s、24.0m/s和36.0m/s的钐铁合金薄带自由面。 从图2(a)中可以看出，薄带表面平滑但有规则的带状条纹，这是由于铜辊的硬度低，对表面进行清理时易产生划痕，造成薄带表面出现明显的辊痕。自由面的表面形貌与贴辊面有很大差异，呈现为不平整的“鼓包”形貌，对比图2(b)~(d)可以看出，因晶粒的团聚作用而形成“鼓包”状颗粒随快淬速度的增加尺寸减小。当快淬速度为12.0 m/s时，薄带自由面的表面粗糙，凹凸不平，布满了气泡状的皱褶和清晰的、紧密团聚的类球状颗粒，颗粒尺寸大小不均，约在10~80 μm范围内。随着快淬速度增加至24.0 m/s，团聚态颗粒尺寸逐渐均匀，分布范围减小到2.5~7.5 µm，平均尺寸降为3 µm。当快淬速度进一步增大到36.0 m/s时，薄带表面变得十分平整，只有轻微的凸起分布在灰色基体上，没有明显的晶界，呈现出非晶合金的结构特点。 图2. 快淬钐铁合金薄带的表面形貌观察 将“鼓包”状颗粒放大观测如图3所示，其中图3(a)、图3(b)和图3(c)分别为快淬速度为12.0 m/s、24.0 m/s、36.0 m/s时的SEM晶粒形貌图。从图中可以看出，随快淬速度的增加，晶粒尺寸减小，均匀性提高。当快淬速度为12.0 m/s时，晶粒尺寸不均匀，尺寸分布范围为100~1300 nm，平均尺寸为540 nm；当快淬速度升高到24.0 m/s时，晶粒尺寸均匀性提高，范围为160~900 nm，平均尺寸为430 nm；当辊速进一步提高到36.0 m/s时，晶粒尺寸分布范围缩小为90~450 nm，均匀性提高，平均晶粒尺寸大约为340 nm左右。这是因为随快淬速度的提高，发生爆发式形核，晶粒的生长受到周围环境的限制，因此呈现快淬速度提高晶粒尺寸降低、均匀性提高的变化趋势。 图3. 不同快淬速度下的晶粒形貌 3.2.快淬钐铁合金薄带的微观组织 将快淬钐铁薄带进行腐蚀处理，利用电子显微镜观察其微观组织结构。 图4给出了不同冷却速率下SmFe合金微观组织SEM图，图4(a)为熔炼后在保护气氛中自然冷却，图4(b)、图4(c)、图4(d)分别为12.0 m/s、24.0 m/s、36.0 m/s快淬速度下的SmFe微观组织。根据能谱分析，图4(a)中大片黑色部分为α-Fe，α-Fe外围的灰色部分为Sm 2 Fe 17 ，晶界边缘的白色部分为富Sm相。由图5的Sm-Fe二元合金相图分析可知，合金熔体随着温度的降低，首先析出δ-Fe，当温度达到约1300℃时，先析出的δ-Fe与一部分液相发生包晶反应生成Sm 2 Fe 17 ，当温度继续降低时，Sm 2 Fe 17 与剩余的液相发生包晶反应生成SmFe 3 ，随后SmFe 3 与残余液相发生包晶反应生成SmFe 2 ，未反应完全的δ-Fe随着温度的降低最终转变为α-Fe。组织不均匀和严重的成分偏析都会对后续的渗氮造成不利影响。 但快淬态SmFe的组织明显细化，冷却速率增大，形核率升高，粗大的枝晶逐渐减小并开始向球状晶转变，晶粒获得大幅度细化，当快淬速率为36.0 m/s时，得到细小均匀的等轴晶。且在不同快淬速度下得到的钐铁薄带中未发现α-Fe，这是因为钐铁熔体与旋转的铜辊进行快速的热量交换，当熔体冷却到熔点以下时不能马上形核，而继续冷却形成过冷熔体，当过冷度大至使温度下降到Sm 2 Fe 17 包晶线以下时，大量Sm 2 Fe 17 晶核瞬间爆发性形核，有效抑制了δ-Fe的生成。 图4. 不同冷却速率下SmFe合金微观组织的SEM图 图5. Sm-Fe二元相图
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user: 4. 结论 1) 采用高真空单辊旋淬炉制备急冷态钐铁合金，随快淬速率增加，晶粒尺寸减小，均匀性提高，当单辊转速达超过24.0 m/s时，钐铁合金晶粒平均尺寸减小至500 nm以下。 2) 当单辊转速达到36.0 m/s时，可得到晶体与非晶共存的急冷态钐铁合金，合金偏析大幅度减小。
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user: 摘 要 使用数据可视化软件CiteSpace基于中国学术网络出版总库(CNKI)收录的关于研究文本挖掘的中文文献对机构、作者、关键词等绘制图谱并进行分析与评述。经研究表现出三方面结论：1) 各研究机构之间合作比较分散，合作较少；2) 各学者间的交流与合作不显著，合作意识仍然有待提高；3) 研究的热点主题有web挖掘、文本分类、中成药、西药、数据分层算法、大数据文本、情感分析；大数据下文本挖掘与情感分析为我国文本挖掘研究的主要研究趋势。 关键词 :文本挖掘，可视化分析，热点主题，趋势 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，随着计算机、大数据挖掘等技术的飞速发展，日常活动产出文本类电子日志与日俱增，使得获取大量电子文本成本变低。而各个领域文本日志、文本数据都或多或少蕴含着有利于该领域发展的潜藏信息，因此挖掘出其中蕴藏的信息财富变得尤为重要。这使得文本挖掘技术近年来在各个领域有极其显著的发展。而同时文本类数据相较于结构化数据的特殊性，特别是中文类文本，由于中文语义及中文文段没有像英文的天然空格作为分词等特点。对其进行分析往往需要更复杂的工序。因此文本挖掘技术广受计算机技术领域与数据挖掘领域的关注。为了迅速把握我国文本挖掘技术研究的热点主题及趋势。本文使用可视化软件CiteSpace对CNKI平台收录的有关文本挖掘技术的文献进行可视化定量分析 [ 1 ]，期望能够为文本挖掘技术的后续研究提供趋势参考，这对了解目前文本挖掘前沿方向具有重要意义。
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user: 2. 研究工具及数据来源 (一) 研究工具。本文的数据处理采用的是由美国德雷塞尔大学的信息可视化专家陈超美教授开发的CiteSpaceV软件，该软件是在JAVA应用程序基础上开发的，能够对科学文献进行可视化分析，跟踪领域的研究热点，探测领域的研究趋势 [ 2 ]。其特点是能把一个知识领域的大量文献数据以一种多元、分时、动态的可视化图形将该领域的发展历程集中展现在一张知识图谱上 [ 3 ]。而本文是基于CiteSpace5.6.R4版本进行数据可视化，该版本容纳的数据量较之前版本大幅提升并加入支持图形旋转、压缩和舒展的功能 [ 4 ]。从而为本文提供的文献作者、机构、关键字等数据，绘制更优的可视化图谱、建立节点间的关联来分析其之间的共现关系与共被引关系 [ 5 ]。 (二) 数据来源。本文的数据全部来源于中国学术期刊网络出版总库(CNKI)收录的文献。使用CNKI的高级检索功能选择“文献”下的主题检索。在检索条件中填入“文本挖掘技术”“文本挖掘”的关键字，为契合研究主题检索时间跨度选择的是1998年4月1日至2020年4月18日，且仅选择中文文献再经过人工筛选剔除新闻宣传等非本文研究重点的文献，最终保留有分析价值的文献1168篇。最后将目标文献以Refworks的参考文献格式导出并使用CiteSpace软件转码为其可以识别使用的文献格式。从而为后续的分析提供了数据支持。
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user: 3. 数据结果分析 (一) 发文量情况统计 1) 发文量与年份的统计分析。如图1显示了我国文本挖掘技术研究性文献在中国学术网络出版社总库(CNKI)发文量随年份的变化趋势。图中可以看到第一篇研究文本挖掘的文献是在1999年发布的。此后从2001年开始年发文量逐年快速线性上升且2008年突破了年发文量80篇，研究吸引力趋势可见一斑；而2008年到2015年的年度发文量保持在60篇到90篇的区间内。2016年的发文量达到峰值118篇。2017年开始发文量有所下跌但至今每年发文量依然保持在90篇以上的水平。由此可见文本挖掘技术受到了我国学者们的广泛关注与研究。 图1. 发文量年度趋势图 2) 机构群与作者群分析。在运行CiteSpace前，设置时间跨度为1998年至2020年，时间切片(Years Per Slice)为1年，节点类型为机构(Institution)，TOPN = 50，将阈值(Thresholding)的c设置为2，2，20；cc与ccv设置为4，3，20。数据修剪(Pruning)勾选Pathfinder和pruning sliced networks。其他参数均为默认值。经过运行得到如图2的机构共现可视化图谱。可以看到图谱中中国中医科学院中医临床基础医学研究所、兰州大学信息学院、上海中医药大学三所机构节点较大，由CiteSpace绘制的图片发文量越多节点越大的特点，可得这三所机构在我国文本挖掘的研究中发文量靠前、学术研究投入力度较大。此外，可以从该图谱中看到其节点数(N)为324，连线数(E)为175，密度(Density)为0.0033。而节点间的连接线数表示节点即机构之间的联系，连接线越多表示机构间联系越紧密，图2中的连接数明显较少。其次，密度值越小节点间的联系越稀疏，从而也佐证了各机构间合作比较稀疏，合作较少，缺乏合作。 再次运行CiteSpace，其他参数不变节点类型更改为作者(Author)。经过运行得到如图3的作者共现可视化图谱，从图中不难看出文献产出数量较多的是吕爱平、郭洪涛、正光和姜淼，其他作者如谭勇、杨静、吕诚、张弛等发文量次之。此外图中可以显著观察到其中图结构连线基本没有断裂，无子图独立出现，这是由各个学者间交流合作的特性导致的。说明作者之间或多或少存在一些交流与合作，但从图中可以看到几位高产作者如郑光、姜淼、郭洪涛的交流与联系较少。另一方面，该图左上角数据显式的节点数(N)为499，连线数(E)为293，密度(Density)为0.0024。可见，我国文本挖掘的研究者们之间的交流合作意识仍然有待提高，学者们仍应多找机会进行学术交流与合作。 图2. 机构共现可视化图谱 图3. 作者共现可视化图谱 (二) 研究主题与热点分析。某项研究的主题与热点是该研究方向和重点的集中体现，因此深层次挖掘研究的主题与热点信息对更加全面客观了解该研究内容具有十分显著的价值。而在某一研究中，关键词是一个十分有用的衡量一篇文献主要内容的标准。并且，关键词出现频率较高就可以反映该领域的研究热点 [ 6 ]。此外，在使用关键词进行热点分析以聚类的方式进行时是以关键词共现分析作为基础，使用聚类统计学方法作为工具将关键词共现网络关系简化为聚类总数相对较少的过程 [ 7 ]。而本文的研究侧重于通过该关键词聚类分析方法分析我国文本挖掘技术领域的研究热点，以可以客观分析出我国文本挖掘技术领域的研究热点。 在关键词聚类分析中，CiteSpace的节点类型(Node Types)设置为关键词(Keyword)，其他参数保持不变。从而运行得到关键词关系可视化图谱，再对其选择LLR算法进行聚类，以得到图4所示的关键词聚类可视化图谱。此时从图左上角可以看到Q = 0.6678该值远大于0.3说明这个聚类效果是十分显著的；Mean Silhouette = 0.3873也说明了该聚类的结构是合理的。并且，可以观察到其中呈现了“专利数据”“web文本挖掘”“数据挖掘”“文本分类”“自然语言处理”“文本聚类”“hadoop”“技术主题”“中成药”“vsm模型”“情感倾向分析”“信息抽取”“文本挖掘技术”“新闻”“隐结构模型”“深度学习”共16类，从而反映出了我国文本挖掘技术研究的热点并且该结果是合理显著的。 图4. 关键词聚类可视化图谱 (三) 研究趋势分析。鉴于凸现出的关键词可以反映某个关键词在某段时间内被引用的次数突然激增，为此可以借助CiteSpace得到关键词凸现图以研究某一时间段内文本挖掘技术的研究趋势。如下图5。图片显示，在2002~2012年间的突现词为“web挖掘”；2006~2010年期间突现词为“文本分类”和“web文本挖掘”；2011~212年期间的突现词为“中成药”；2011~2013年期间的突现词为“西药”；2012~2015年期间的突现词为“数据分层算法”；2014~2020年期间的突现词为“大数据”；2016~2020年期间的突现词为“情感分析”。其中“大数据”和“情感分析”突现情况一直延续到现在，可以说明其为目前我国文本挖掘技术的主流发展趋势。 图5. 关键词凸现图 另一方面CiteSpace的强大功能给予了我们结合时序分析关键词的技术支持，而时序图即呈现该领域的研究关键词随时间变化的图示，其在一定程度上也可以反映各个时间段上的核心研究内容从而确定研究的大致趋势。如下图6所示，即为文本挖掘技术研究领域的关键字时序图。从图中不难观察到每个时间段内的重点关注对象不同，从而可以将我国文本挖掘技术的研究历程做一下划分。以更好的分析我国文本挖掘技术的研究发展。 图6. 关键词时序图 1) 1998~2002年期间，可以看到文本挖掘研究主要的关键词有数据挖掘、信息挖掘、web挖掘等，基于我国计算机技术的快速发展，文本挖掘获得了更优质的计算方式，促使文本挖掘技术的研究开始进入各位学者的视野。文本挖掘开始从数据信息检索向web端文本挖掘转移。 2) 2003年之后。随着大数据技术的不断火热以及人工智能热的到来，而由于人工智能在中文领域的发展如语音识别、问答系统等都需要借助文本挖掘技术得到文本信息，再加之机器学习、深度学习技术的发展从而大大促进了我国文本挖掘这一基础技术提升，涌现出了大量的研究者。并且文本挖掘技术逐渐出现在各个领域，从之前的web文本挖掘逐渐到各个领域的文本挖掘技术如医药方面，专利挖掘方面、投资者情绪分析，再到机器翻译、数据分层算法、主题识别等的研究。从而大量文献的涌现也使得文本挖掘技术不断在更多的领域得到应用。
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user: 4. 总结及期望 对我国文本挖掘技术研究现状进行分析后发现： 第一，从文本挖掘研究的文献发文量角度看，整体发文量程上升趋势，2016年及以前尤为显著，2017年之后有所减少但整体数量仍保持在年90篇以上。说明文本挖掘技术自二十一世纪以来越来越受研究者青睐。 第二，从机构角度看，其分析结果表示研究文本挖掘的各机构间的联系比较少，主要以各自分散研发为主。而中国医科大学中医临床基础医学研究所和兰州大学信息学院以及上海中医大学对文本挖掘技术的研究贡献最为突出。为此应该加强各高产机构之间的交流合作，促进文本挖掘技术的进步。从发文作者角度看，经作者共被引分析发现，图普虽没呈现出完全独立的小团体，但集群间的联系十分稀少。文本挖掘技术研究做出显著贡献的有吕爱平、郭洪涛、正光和姜淼。以他们为中心的作者联系很紧密，而这些高产作者之间的联系依然很稀疏。从而，我国文本挖掘的研究者们之间的交流合作意识仍然有待提高，学者们仍应多找机会进行学术交流与合作。 第三，从研究热点及趋势的角度看，我国文本挖掘技术的研究热点在从最初的web文本挖掘，一步步走向各个领域的领域内文本挖掘，特别是医药领域。再到如今聚焦于大数据文本、情感分析、主题识别。这些热点也说明了文本挖掘目前正在大力发展的方向及研究热情主要聚焦的主题。因此，更有效地解决大数据下的文本挖掘、从文本中提取感情倾向以及提取文章主题中的问题仍然需要研究者投入热情，从而促进文本挖掘技术的进一步突破。促进依靠文本挖掘技术的人工智能等技术的发展。
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user: 摘 要 蛹虫草菌分有性和无性两个生育阶段，因其属子囊菌，遗传性状相对不稳定，极易退化。基因组学为解决蛹虫草各种生物活性物质的功能基因和其产业化奠定了基础。本文从测序流程、基因组评估、基因组组装与预测、基因注释、结构基因组查询、代谢系统分析、比较基因组分析等方面，对蛹虫草菌基因组生物信息学分析进行了总结，并对产业前景进行了展望。 关键词 :蛹虫草菌，基因组学，生物信息学，产业前景 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 蛹虫草又名北冬虫夏草、北虫草，与冬虫夏草同属异种，是虫草属的模式种 [ 1 ]，经成分测定分析，在药化、药理和临床实验方面被证明完全可以作为冬虫夏草的代用品 [ 2 ]。蛹虫草中主要活性成分如虫草素、虫草酸及虫草多糖等，具有药用价值和保健功能。近年来，蛹虫草开始受到关注，并作为非处方药使用。2005年4月，蛹虫草被正式收录于《中华人民共和国药典》，2009年3月被正式批准为新资源食品 [ 3 ]，2014年10月改称为新食品原料 [ 4 ]。蛹虫草是目前公认的食药用虫草之一，在我国已经形成了一个巨大的产业，年产值可达100亿元人民币 [ 5 ]。蛹虫草菌分有性(异宗配合) [ 2 ] 和无性(蛹草拟青霉) [ 6 ] 两个生育阶段。人工蛹虫草多采用无性繁殖，蛹虫草菌有若干菌株，不同菌株生产的虫草，质量高下差别大 [ 7 ]。从事蛹虫草人工栽培研究工作的科研单位及生产基地，都在不断探索和研究在大规模生产栽培中提高产量和活性成分含量的有效途径。基因组学为解决蛹虫草各种生物活性物质的功能基因和其产业化奠定了基础，随着基因组学的深入研究和当今生物信息学的飞速发展，蛹虫草神秘的面纱将一步步被揭开 [ 8 ]。 测序技术飞速发展极大地促进了基因组结构和功能元件的研究，分子生物学方法和技术在解决物种的亲缘关系、起源与进化、遗传与变异等问题中起了重要作用 [ 9 ]，2011年，蛹虫草基因组得以破译 [ 5 ]，组装后基因组大小为32.2 Mb，GC含量为51.4%，含7条染色体，大小在2.0~5.7 Mb之间；基因组中共含有9684个蛋白编码基因，超过63%的编码基因在菌丝体和子实体发育阶段表达，大约16%的编码基因(1547个)参与菌物–昆虫的相互作用，不存在编码对人类有害的已知真菌毒素的基因 [ 9 ]，蛋白质编码基因中13.7%为种特异性的基因。然而，这些基于DNA序列的基因组数据并不能反映基因组上编码区和非编码区的转录水平和转录调控机制 [ 8 ]。因此，从RNA水平研究真核生物在特定生长时期和培养条件下全基因组转录情况的转录组学为这一问题提供了解决方案 [ 10 ]。它通过研究特定环境条件下基因编码RNA (mRNA)和非编码RNA的表达水平及其调控规律，进一步推动了基因功能和ncRNA调控机制的研究 [ 11 ]。
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user: 2. 测序流程及生物信息学分析策略 不同微生物基因组GC含量差别很大，这种差别对基因及相应蛋白质的组分具有较大影响。另一方面，特定蛋白质为了保持其结构和功能，对蛋白质编码序列在单核甘酸、密码子、氨基酸和具有相同理化性质的氨基酸等不同层次上具有限制作用 [ 12 ]。分析基因组GC含量对蛋白质组分的影响对理解自然选择与碱基突变的关系以及微生物进化具有重要意义。 2.1. 测序策略 Solexa高通量测序技术是以单分子阵列技术为基础，是对合成测序技术的发展与延伸。Solexa是一种基于边合成边测序技术(Sequencing-by-Synthesis， SBS)的新型测序技术。通过单分子阵列实现在小型芯片(Flow Cell)上进行桥式PCR反应。通过可逆阻断技术实现每次只合成一个碱基，再利用相应的激光激发荧光集团，捕获激发光，从而读取碱基信息 [ 13 ]。Illumina HiSeq测序，提供不低于基因组100×的Illumina测序数据量，组装获得扫描图序列，并进行后续分析 [ 14 ]。 2.2. 生物信息学分析策略 测序完成后对序列进行数据统计分析及生物信息学分析 [ 15 ]，测序工作得到数据仅仅是第一步，进一步的分析和挖掘这些信息中所蕴含的生物学意义才是最终的目的。比较基因组学就是通过比较序列间碱基或氨基酸的差异，获取有关进化的深层次的信息，进而构建进化树研究它们之间的同源性 [ 16 ]。近年来，较多的模式生物基因组测序任务的完成，为从整个基因组的角度研究分子进化提供了有力的条件，分析策略见图1。 图1. 基因组生物信息学分析策略
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user: 4. 问题与展望 蛹虫草与其它虫草不同之处在于其具有较高含量的虫草素，虫草素又称虫草菌素，化学名为3’-脱氧腺苷，是第一个从真菌中分离出来的核苷类抗生素 [ 31 ]。由于其具有杀虫、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、免疫调节等广谱的生物学活性 [ 32 ]，近70年来在药物化学领域的研究一直非常活跃，不同药理功能的分子作用机理正在逐步获得清晰的解析，并且在应用研究方面都取得了开创性的成果。虫草素多样的药理作用已经得到了公认，无论是在医药还是保健食品方面，都拥有巨大的开发价值和广阔的市场前景 [ 33 ]。随着基因组的破译，蛹虫草分子方面的神秘面纱在逐步揭开，一系列关于蛹虫草转录组学、蛋白质组学等组学方面的研究也取得了较大进展。然而，还有许多问题没有得到解决 [ 34 ]。虫草素作为蛹虫草中最重要的一类活性物质，目前市场上的虫草素主要是通过人工培养的蛹虫草子实体获得，但蛹虫草属营养缺陷型真菌 [ 35 ]，各蛹虫草菌株的虫草素产能参差不齐，普遍较低，且遗传稳定性较差，导致其市场价格昂贵，己经成为制约蛹虫草规模化稳产和虫草素开发利用的瓶颈 [ 36 ]。随着基因组学的深入研究和当今生物信息学的飞速发展，改良选育优质高产的虫草素生产菌株，定向开发高产虫草素的蛹虫草无疑是今后的主要发展方向。
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user: 摘 要 “奖”“奖励”是一组同素同义单双音节动词，词典对它们的释义往往比较笼统，或者对二者采取互相释义，较难分辨二者的区别，因此容易导致第二母语者误用。实际上，“奖”、“奖励”在词义、句法、音节以及语体上还是存在很大的不可替代性，而制约二者的差异主要原因是什么呢？接下来将从词义、句法、语体、音节来进行描述。 关键词 :“奖”，“奖励”，不可替代性，差异 Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 “奖”“奖励”是一对具有相同义项的单双音节动词。通过检索CCL语料库和BCC语料库发现，二者在用法上并不能完全替换。下面将通过例子来证明： (1) 三姑母很高兴，奖(奖励)了我一支自来水笔。 (2) 你说说怎么给她奖(*奖励)重了呢？ (3) 而且在聚会结社里，还有这样一个机会，作为奖励(*奖)，可以使得一班人对于会务，格外热心了。 (4) 老人凝重地说，“我就立一个曹畏三基金。专门用以奖励(*奖)严肃文学，扶持日益贫困的文学事业。 从例(2)、例(3)、例(4)可知，“奖励”“奖”在很多场合是不能互换的，而制约二者不可替换的原因是什么呢？下面将从语义、句法、语用分别论述。本文大多数例子都是来自CCL语料库和BCC语料库，极少数是自拟的。
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user: 2. 词义区别 《现代汉语词典》(第七版)对“奖”“奖励”解释如下：[奖]：a动词：奖励、夸奖(如褒奖、嘉奖)；b名词：为了鼓励或表扬而给予的荣誉或财物等(如得奖、中奖、发奖)；[奖励]：动词，给予荣誉或财务来鼓励(如物质奖励、奖励先进生产者) [ 1 ]；因此，从字典词义上无法区别二者差异。而李临定(1990)认为单双音节动词在动作行为本身上有着具体性和抽象性的差异。单音节动词一般表示具体的动作，而双音节一般表示抽象的行为 [ 2 ]。从CCL语料证明：说明“奖”的语义指向为具体事物，而“奖励”的语义指向既可以为具体事物，也可以为抽象事物。如： (5) 在上学期全校乒乓球比赛中，他竟然夺得了冠军，学校给他奖(奖励)了一套“毛选”和一张奖状，高兴得他几天都平静不下来。 (6) 母亲本来就很穷，一年预多给我寄一两回钱，每回约奖(奖励)二三百元。 (7) 在工间休息的时候，曾经有两个人进行过一次扬名久远的吃辣椒比赛，赢者奖励(奖)一包香烟。 (8) 首先必须以他自己的行为作标准，奖励(*奖)一种值得赞美的优秀行为，惩罚值得赞美的行为，羞辱那些倔强地不服管教的行为。 (9) 但彼此强弱之势已渐分，加上县长又派了个小队长来视察了一回，并带了个命令来，认为除恶务尽，悍匪不容漏网，并奖励(*奖)了几句空话。 从例子中可以看出，“奖”后面的只能为具体的事物，像“毛选”、“奖状”、“金钱”、“香烟”，这时往往可以用“奖励”来替换。由此说明“奖励”的对象不一定为触手可及的东西，有时候还可以是某种行为或言语，而“奖”多强调更实在的东西。
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user: 4. 语体差异 单双音节动词语体差别是相对的，而非绝对的。一般而言，单音节动词较口语化，而双音节动词较书面语。下面将从语域分布、句类选择进行分析。 4.1. 语域分析 通过检索BCC语料库数据显示，“奖”出现在文学、微博、多领域方面比例较高，而“奖励”出现在报刊、科技方面比例较高。由此可以看出单音节动词“奖”更口语化，而双音节动词“奖励”更书面化。 4.2. 句类分布 张国宪(1989)从句类选择上区分单双音动作动词，认为单音节动词易出现在口语陈述句中，双音节动作动词易出现在书面语陈述句中，而在疑问句和祈使句中，单音节动作动词出现的频率较双音节动词动词高，其次，单双音节动作动词一般都不出现在感叹句中，但是单音节动作动词出现的频率还是高于双音节动作动词 [ 7 ]。 (57) 奖或者不奖难道是你们能决定的吗？这还是得征求那几个评委的意见。(疑问句) (58) 请父母不要常常奖子女！这样不利于他们健康成长。(祈使句) (59) 皇上，心里喜悦，对他喊道：“升你为上校，封你为男爵，奖你第四级荣誉勋章！(感叹句) 从例子上，我们可以看出“奖”较多地出现在疑问句或祈使句中，用来表示简单的疑问或者要求，但在一定程度可以用“奖励”替换，但会使问题更加严肃。因此，在句类上：单音节动词“奖”较双音节动词“奖励”更多地出现在疑问句或者祈使句中，这也可说明“奖”更加口语化，“奖励”较书面化。