DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
system: [SYSTEM]

user: 2. 依恋理论回顾 2.1. 依恋理论的起源 依恋(attachment)是婴儿为获得安全感和舒适感，而试图与养育者建立的一种长期、持续的情感联结。依恋关系是个体早期生活中最重要的社会关系，是个体社会性发展的开端和人生经历中重要的组成部分(吴薇莉，简渝嘉&方莉，2004)。根据Bowlby的观点，当个体受到生理或心理威胁时，他们的依恋系统会自动激活，并指导个体去寻求依恋对象的安慰和关心(Bowlby， 1969， 1973， 1980)。此时，依恋对象(通常是父母或养育者)能够为个体提供支持和保护，从而降低个体的焦虑感和恐惧感(Mikulincer & Shaver， 2007)。通常，婴儿与依恋对象之间的关系有如下三个特征：1) 保持接近。当婴儿感到内心痛苦时，他们会主动寻找依恋对象，并寻求与其亲近；2) 获得安全感。依恋对象为婴儿提供支持和安慰，能够有效缓解婴儿的痛苦；3) 安全基地。依恋对象能够为婴儿探索外部世界提供鼓励性支持和安全保障(Hazan & Shaver， 1994)。 依恋系统(attachment system)在婴儿时期便得到发展，并且该系统将会持续、终生的影响个体在亲密关系中的情绪认知和行为表现(Carpenter， 2001)。个体与养育者之间的互动关系会通过内化作用而形成内部工作模式(internal working model)，这是一套关于自己、他人、以及关系的心理表征，影响着人们对事物和环境的看法(Mikulincer & Shaver， 2016)。依恋对象(养育者)给予个体情感反馈的及时性和关爱程度是影响内部工作模式形成的关键因素。内部工作模式分为“他人模型”和“自我模型”两个方面：“他人模型”指当个体需要帮助时，个体认为他人是否是可靠的、值得信赖的；“自我模型”指个体认为自己是否值得被照顾和关爱(Bowlby， 1969， 1973， 1980)。研究发现，个体的内部工作模式一旦形成，就会变得相对稳定，从而能够影响个体对自我和他人的期望，塑造成年后人际社会功能的表达、自我图式和社会认知，影响个体在浪漫关系、朋友关系、工作关系中的行为表现(Albert， Allen， Biggane， & Ma， 2015; Davidovitz， Mikulincer， Shaver， Izsak， & Popper， 2007; Fraley & Shaver， 2000)。 2.2. 依恋类型的划分 学界对于依恋的划分持有不同的观点，如Main，Kaplan和Cassidy (1985)认为成人依恋分为自主、拒绝、先占三种类型；Kobak和Sceery (1988)将成人依恋划分为三种类型：安全(Secure)、冷漠(Dismissing)和先占(Preoccupied)。Bartholomew和Horowitz (1991)以Bowlby提出的内部工作模型作为基础参考，将回避型依恋根据对自我的看法，进一步分成了两个子类型加以区分：其中轻视–回避型(dismissive-avoidant)个体对自己持有积极看法而对他人持有消极看法；另一种类型为恐惧–回避型(fear-avoidant)，个体对自己和他人都持有消极看法，对亲密关系感到恐惧和对社会交往产生回避行为。Collins (1996)总结了前人的重要研究成果，指出儿童时期发展起来依恋类型和行为表现对于描述成人时期的依恋类型和表现有着重要的意义，认为成年人的依恋类型应以安全型(secure)、回避型(avoidant)、倾注型(preoccupied)进行划分。这种分类方法在后续的研究中得到了广泛的应用(Leiter， Day， & Price， 2015; Maslyn， Schyns， & Farmer， 2017; Scrima， Rioux， & Lorito， 2014; Thompson， Glasø， & Matthiesen， 2018)。 相关研究发现，三种依恋类型的个体在认知和行为表现上具有不同的特点。首先，安全型依恋在生活中表现的更加独立自主(Shalit， Popper， & Dan， 2010)，他们拥有更高的自我复原能力，对亲密接触感到舒适，容易接受相互依赖的关系，对压力和恐惧的应对能力也很强(Mikulincer & Shaver， 2007) (Collins & Read， 1990; Mikulincer & Shaver， 2016)。其次，焦虑性个体在关系中常感到无能感和无助感，因此他们沉迷于亲密关系，过度寻求安全保障，渴望得到认可(Goeke-Morey et al.， 2013)。焦虑型个体采用的过度激活策略往往伴随着对依恋的对象的绝望和怀疑，从而会加剧关系质量、个体的自尊、关系满意度、自我价值感的下降(刘聚红，钟歆，王洋 & Jackson， 2015; Harms， 2011; Shaver， Collins， & Clark， 1996)。最后，回避型依恋的个体会压抑自己的想法并回避一切可能涉及到自我表露的亲近或亲密关系，强调自力更生和自我独立在关系中的重要性(Mikulincer & Shaver， 2007; Richards & Schat， 2011; Rom & Mikulincer， 2003)。
system: [SYSTEM]

user: 3. 依恋在领导力领域的研究 3.1. 依恋与领导力 那么，依恋关系又是如何被拓展到领导力的研究领域中的呢？根据图式转换理论的观点，人们在早期与养育者互动过程中形成的关于自我和他人的表征模型不仅可以预测他们对养育者采取的情感反馈和情感表现，还能够被重新被运用于描述新的社会关系(Andersen & Cole， 1990; Brumbaugh & Fraley， 2006)。换句话说，任何可能激活个体依恋系统的关系都能够激活个体的内部工作模式，从而触发个体使用这种表征模型来进行评价和指导行为开展(Mikulincer & Shaver， 2016)。Hazan和Shaver (1990)认为，领导-成员关系和爱情关系一样都是一种成人间的亲密联结关系，因此同样需要个体的情感投入和对他人的考虑。在组织情境中，由于长期共事将让领导与员工之间形成一种特殊的情感联结，据此，领导者也能承担起依恋对象的角色，为个体提供依恋功能(Davidovitz et al.， 2007)。Mikulincer和Shaver (2007)对这种情感联结关系做了进一步的阐述，他们认为领导者在组织中扮演了类似家长的角色，不仅要照顾那些产生依赖感的员工，还要为他们提供支持感和安全感。由于在情境下所有的社会互动都是基于现实反应和过去的意向和情感转移，在处理关系的过程中，领导者依恋系统中的内部工作模式将发挥重要的重用，他们会依据自己早期形成的对自我和他人的内部表征来评价、解释和预测组织情境中的一系列事件(Popper & Mayseless， 2003)。 3.2. 对领导行为的影响 不同依恋类型的个体对自我和他人的看法截然不同，因此塑造了个体在领导职位上表现出的不同行为和不同领导风格(Mikulincer & Shaver， 2011)。另外，安全型依恋的领导者对组织中的人际关系持有较为积极的评价，对下属的能力持信任态度，因此表现出更多的授权行为(Johnston， 2000)。由于安全型对情感相关的需求感觉较为灵敏，因此在与员工相处时，安全型领导能够有效的把握员工的情感需要(Mikulincer & Shaver， 2007)。安全型领导在工作中对拥有更加充沛的精力，有更强的利他主义、合作共赢、礼貌待人精神，能为员工赋能，产生积极的导向作用(Geller & Bamberger， 2009)。非安全型依恋在组织中与消极行为的联系更为紧密。受消极的自我认同的影响，焦虑型依恋的领导在组织中对关系与情感的需求尤其重视，因此通常具有较强的控制性，试图利用自身所处的领导职位来寻求他人的认可，即采用控制和干涉行为来提升和巩固自己的价值(Davidovitz et al.， 2007; Harms， 2011)。对回避型领导而言，消极的他人评价让他们更加关注自身，从而拒绝与下属进行过多的情感交流，愿意独自工作而不喜欢团队合作(Mikulincer & Shaver， 2007)。这使得回避型领导忽视员工的个人成长，将注意力仅仅聚焦在任务执行上(Boatwright， Lopez， Sauer， Vanderwege， & Huber， 2010a)。 3.3. 对领导风格的影响 相关实证研究发现，安全型依恋的领导表现出更多的变革型领导行为和魅力型领导行为，在关注任务本身的同时，也能全面考虑到员工的个人成长。(Boatwright， Lopez， Sauer， Van Der Wege， & Huber， 2010b; Hansbrough， 2012; Underwood， 2015)。安全型依恋的领导者会表现出更多的如关心下属、理想化激励等变革型领导行为(Popper et al.， 2000)。这与安全型依恋在养育子女过程中的积极回馈行为一致，安全型依恋的领导者既能有效扮演好安全基地的角色，也能及时对员工的情感进行回应并支持他们投身充满挑战的工作(Leiter et al.， 2015)。相反，非安全依恋(焦虑型、回避型)较少的表现出如变革型领导、魅力型领导以及真诚型领导风格(Berson， Dan， & Yammarino， 2006; Underwood， 2015)，特别的，回避型领导表现出更多的交易型领导风格，在组织管理中更加注重个人利益，决策方式上更加独裁(Popper， 2003)。 3.4. 对领导–成员交换关系的影响 领导者的依恋类型也直接关系到员工的表现。Keller (2003)的研究认为，当领导者与追随者的依恋模式一致时，其关系处于积极状态；当领导者与追随者的依恋模式不一致时，则领导–成员关系会受到消极影响。Hsu，Lin和Chen (2010)发现依恋模式和领导–成员关系存在显著的正相关，具有高关系自信、高信赖、高舒适的个体在情感–尊重、忠诚–贡献方面表现更好，更愿意与领导者发展交换关系(Hsu et al.， 2010)。Thompson et al. (2016)从依恋配对的角度发现，当领导与下属的依恋类型匹配程度越时(如安全型领导对安全型员工)，领导–成员交换关系水平得到最高；相反，当依恋类型不匹配时，双方对领导–成员交换关系的评价水平较低，比如，回避型领导在关系中期待独立自主，但焦虑型员工却一直向其表示亲近，这种不匹配反而会促进二者的矛盾，加剧关系恶化。Maslyn et al. (2017)也发现回避型依恋会直接导致更低的领导–成员交换关系。Hinojosa，Mccauley，Randolph-Seng和Gardner (2014)从真诚角度探索了依恋对领导–成员关系的影响，研究发现，当领导者与下属都为安全型依恋时，二者在相处过程中表现得会更加真诚。 3.5. 对员工表现的影响 Davidovitz et al. (2007)在一项能对军方士兵的研究显示，由于回避型依恋的领导者不能够及时的给予下属情感支持与回馈，导致了下属在情绪和精神健康方面的得分较安全型领导的团队更低。Ronen & Mikulincer (2012)发现非安全型依恋的领导者由于对亲密关系的处理方法存在不足，通常不能够有效的对员工的需求进行反馈，对员工的个人成长，职业发展等难以起到有效的引导作用，因而会导致员工出现更多的工作倦怠和较低的工作满意度。Kafetsios，Athanasiadou和Dimou (2014)研究了领导者依恋对员工情感体验和工作满意度的关系，结果发现，领导者的焦虑性依恋倾向越高，员工在工作中体验到的积极情绪则越低，对工作的满意程度也更低。有趣的是，领导者的回避型依恋倾向于员工在工作中体验到的消极情绪呈负相关，与工作满意度呈正相关，这可能是由于回避型依恋的领导较少的干涉员工的自主性，给予了员工更高的工作自由度。
system: [SYSTEM]

user: 4. 总结与展望 基于对目前研究的分析梳理，本文发现，依恋理论从亲密关系的角度解释了领导者在组织中的各种表现，丰富了我们对领导力的浮现和不同领导行为产生的原因的理解。然而，目前的研究仍存在一些不足，在此进行简要分析并提出了一些未来的研究方向： 1) 关注领导者依恋对员工表现的影响。目前，大多数研究重点仍主要停留在对领导者个人表现的层面，尽管有不少学者研究了领导–员工依恋类型配对带来的影响，但对于员工个人的影响却涉及较少。领导力的产生也同样依赖于被领导者的行为表现，因此，这种以割裂领导者和追随者的方式来研究领导力显然是不够全面的(Slater， Turner， Evans， & Jones， 2018; Uhl-Bien et al.， 2014)。未来的相关研究在聚焦领导者本身的基础上，应该进一步拓展视野，从更多角度来探索依恋关系对于领导者和追随者之间关系运作的潜在影响； 2) 拓展依恋对领导力影响的本土化研究。在我国，有关依恋关系对领导、员工乃至依恋关系在组织中的相关实证研究都比较缺乏。一些以企事业单位为背景的研究更多聚焦于研究员工依恋类型对个人表现或组织发展的影响(郭亚鸣&李同归，2009；黄迎春，2016；朱迪&傅强，2016)。受文化背景影响，中国背景下所推崇的领导风格和领导行为与西方是存在差异的(李林&刘勇，2014)，领导者的依恋关系在何种程度上能够塑造中国特色的领导表现，以及这种对亲密关系的评价会如何影响中国员工的表现，这一系列问题都值得深入探究。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 新昌“小京生”花生由于含糖量较高，口感“香而甜”。采用直接滴定法可以有效的测定“小京生”的还原糖含量，且实验重复性好。对不同等级“小京生”的还原糖含量测定表明，其含量在0.1042%~0.1881%之间，且品质越好其还原糖含量越高。该研究结果为“小京生”的品质鉴定和质量标准化提供一个数量依据。 关键词 :小京生花生，品质，还原糖，测定 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 “小京生”花生是浙江省新昌县一带特有的名、特、优传统产品，由于含糖量较高，吃起来“香而甜”，而被列入全国优良农产品目录 [ 1 ] 。花生中碳水化合物含量较高，大约占16%，其中还原糖大约占0.2% [ 2 ] [ 3 ] 。还原糖主要包括：葡萄糖、果糖乳糖、麦芽糖等，是食品质量分析的一项重要指标，其含量的高低将有可能直接影响“小京生”的口感和品质。而还原糖的测定方法有很多 [ 4 ] [ 5 ] ，本研究采用直接滴定法 [ 6 ] 测定“小京生”花生还原糖的含量，并比较了不同品质“小京生”花生中还原糖含量的差异，为“小京生”品质的鉴定提供一定借鉴。
system: [SYSTEM]

user: 2. 材料与方法 2.1. 材料 “小京生”花生，取自原产地浙江省新昌县。前茬冬闲，均在4月中旬播种，行株距50 cm × 40 cm，10月中旬收获，单株脱粒、晒干后备用。 2.2. 还原糖测定 采用GB 5009.7-2016食品安全国家标准《食品中还原糖的测定》中直接滴定法 [ 6 ] ，并在样品处理上稍加改进： 选取颗粒饱满“小京生”花生，除去果壳和果皮，果仁经粉碎后，先105℃灭活30 min，再60℃烘干。称取果仁粉10 g，置于250 mL容量瓶中，加水200 mL，45℃水浴1 h，并时时振荡。冷却后用干燥滤纸过滤，取滤液于另一个250 mL容量瓶中，慢慢加入5 mL乙酸锌溶液(21.9 g/L)及5 mL亚铁氰化钾溶液(106 g/L)，加水至刻度，混匀，静置，沉淀。吸取上清液，作为样液备用。 取碱性酒石酸甲、乙溶液各5 mL于150 mL锥形瓶中，加样液10 mL和2粒玻璃珠，在电炉上加热至沸，准确沸腾30 sec后，趁热以每2秒1滴的速度滴加葡萄糖标准溶液，直至溶液由蓝色全部变为紫红色，再补加1~2滴，颜色立即褪去，记为滴定终点。从加热到滴定完总耗时控制在3 min内。记录消耗的体积与标定时消耗的还原糖标准溶液体积之差，相当于10 mL样液中所含还原糖的量。按GB 5009.7-2016中的公式(1) [ 6 ] 计算样品中还原糖的含量。
system: [SYSTEM]

user: 3. 结果与分析 3.1. 直接滴定法“小京生”还原糖的重复性 首先，采用直接滴定法对9份同一均匀的“小京生”花生样品分别进行测定，分析测定方法是否稳定。由表1可知，该方法测定“小京生”还原糖含量在0.1858% ± 0.0046%，表明每次测定结果的重复性较好，可以对其还原糖进行测定分析。 Table 1 Repeatability experiment for determination of reducing sugar content in Xiaojingsheng by direct titratio 9份样品的还原糖含量(%) 平均值(%) 标准差 0.183 0.185 0.188 0.1858 0.0021 0.184 0.187 0.184 0.187 0.185 0.189 表1. 直接滴定法测定“小京生”还原糖含量的重复性实验 3.2. 不同品质“小京生”的还原糖含量分析 “小京生”花生根据果型、色泽、麻眼等感官特征和百仁重，可分为三个质量等级(表2)。通过对这三个质量等级的“小京生”还原糖含量的测定，结果表明其还原糖的含量在0.1042~0.1881%左右；不同等级的“小京生”还原糖含量存在差异，一级品的含量最高，为0.1881%左右，二级品的含量次之，为0.1674%左右，而三级品的含量最低，为0.104%左右。可见，随着等级的下降，其还原糖含量显著性下降。 Table 2 Different qualities “Xiaojingsheng” reducing sugar conten 等级 感官特征 百仁重(g) 还原糖含量(%) 一级 果粒大，细长条形，果尖呈鸡嘴形，表面光滑，麻眼浅，果壳薄，金黄色或浅黄色，色泽均匀；果仁皮呈均匀的粉红色；果仁与果壳间有间隙，果仁肥实瘦长。 61~67 0.1881 ± 0.0031 二级 果粒稍大，细长条形，果尖呈鸡嘴形，表面光滑，麻眼稍明显，果壳薄，黄色或浅黄色，色泽均匀；果仁皮呈粉红色，稍有褐色斑点；果仁与果壳间有间隙，果仁稍肥实。 50~57 0.1674 ± 0.0019 三级 果粒稍小，粗短形，果尖鸡嘴形不明显，麻眼稍深，表面色泽稍暗，不太均匀；果仁皮呈浅红色，有褐色斑点较多，果仁稍肥短。 42~49 0.1042 ± 0.0025 表2. 不同品质“小京生”的还原糖含量
system: [SYSTEM]

user: 4. 结论 本研究采用直接滴定法检测“小京生”花生的还原糖含量，方法简单、对设备要求低，实验重复性好。通过比较不同品质“小京生”花生的还原糖含量，表明品质的高低与其还原糖的含量呈正相关的关系，这可为“小京生”的品质鉴定和质量标准化提供一个数量依据。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文基于最优速度模型，设计了考虑驾驶员提前时间获知限速信息的交通流模型。利用线性稳定性分析方法，得到了模型的稳定性条件。表明限速信息的影响使得交通流的稳定区域有明显扩大。利用约化摄动法对模型进行分析，分别在稳定区域、亚稳态区域和不稳定区域导出密度波方程——Burgers方程、KdV方程和mKdV方程。通过Burgers方程、KdV方程的孤波解以及mKdV方程的扭结–反扭结波解描述了提前获知限速信息下的交通流堵塞现象。 关键词 :最优速度模型，限速，稳定性，密度波 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 许多年来，随着社会经济的快速发展，城市化建设的进程加快，人们生活质量水平的显著提升，城市交通需求高速增长，道路车辆骤增，产生了交通拥堵、交通事故、交通污染和能源消耗等四大城市交通问题。其中，交通拥堵问题是基础，一直备受关注。交通拥堵是交通流复杂性的一个重要特征，被认为是由于车辆之间相互作用而引起的密度波传播的极限情形 [ 1 ] 。为研究交通流的复杂性问题，学者们相继提出了许多跟驰模型 [ 2 ] - [ 7 ] 来数学地描述和解释交通流中的复杂现象。 交通流模型按聚集水平可分为宏观模型、中观模型和微观模型。具有最优速度函数的车辆跟驰模型是微观交通流模型的重要代表，并通过仿真分析技术得到了广泛的研究。最早的跟驰模型是由Pipes [ 8 ] 于1953年提出。1995年，Bando [ 9 ] 等基于驾驶员根据车头时距调整车速的思想，首次提出了最优速度模型(OVM)，该模型解决了无限加速问题。1998年，Helbing [ 10 ] 等利用经验数据对OVM进行验证，提出了一种广义力模型(GFM)，它克服了OVM存在减速不现实、加速度过大的问题。2001年，Jiang [ 11 ] 等发现GFM在高密度下表现出较差的汽车运动延迟时间和运动波速，并提出了考虑正负速度差对跟驰模型的影响的全速度差模型(FVDM)。 当今，智能交通系统(Intelligent Transport System，简称ITS)，是道路交通和运输科技发展的前沿。它的快速发展和应用正通过提供智能交通信息改变着我们的交通控制和管理方式，成为人们应对严重交通拥堵的解决方案。在此背景下，跟驰模型也得到了新的扩展。例如，文献 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 在考虑各种交通因素和信息的基础上，提出了许多新的OVM和FVDM跟驰模型。这些模型主要考虑协同控制驾驶的范畴，即：车辆在运行过程中，根据当前或历史时刻的其他车辆的位置信息或运动状态来调整自身的行驶状态，而每辆车的运动方程都由被考虑车辆本身和其他车辆的交通信息组成，从而通过协同驾驶控制达到抑制交通拥堵、提高交通流稳定性的目的。然而，由于存在众多因素，协同控制驾驶在实践中实施还存在一定的困难。首先，需要获取其他车辆的准确可靠的交通信息；其次，在车与车之间要互联通信，协同控制的实施效果在很大程度上取决于通讯网络的质量，在实时传输数据时，无线局域网也会存在传输的延迟，已有相关文献证明这对交通流的稳定性会产生负面影响 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] 。最后，在车道上，任何车辆可以在任何时候从道路的任何位置驶入或是离开，这可能会使得车辆之间会突然发生变化，这些传输的错误信息可能导致驾驶员做出错误的操作。 针对上述问题，有学者考虑不需要与其他车辆协同驾驶，仅通过每一辆车的自稳定控制来稳定交通流，2015年，Li [ 19 ] 等首次在OVM中加入当前与历史速度的速度差，考虑历史速度对稳定性的影响，提出了一种交通动态的微分差分方程，通过理论分析和数值模拟验证了自稳定效应。2017年，Chen [ 20 ] 等考虑到驾驶员对自身车速变化的连续记忆效应，改进了自稳定控制驾驶行为的跟驰模型，结果表明驾驶员的连续记忆效应能提高车流的稳定性，有效抑制交通流的堵塞。2018年，Sun [ 21 ] 等将车头时距自稳定控制因子加入到OVM中，给出了一种扩展的自稳定最优速度模型，该模型结果表明自稳定驾驶行为对交通流的稳定性和流量起着积极有效的作用。可见，根据车辆自身的速度或位置信息来调整当前时刻的运动状态，以达到稳定交通流的相关研究得到了进一步发展。然而，到目前为止，关于自稳定控制方面存在的研究工作还很少。毋庸置疑，车辆的协同控制会对驾驶行为产生影响，而限速信息也会对驾驶行为产生一定的影响。在行驶过程中，驾驶员必须注意前后车辆，也要提前预知前方的交通状况，以避免任何潜在的冲突。在行驶车道上，交通流会受到速度的影响，而驾驶员也会随不同交通状况控制速度。如果能提前获知限速信息，驾驶员可以提前做好相应速度的调整，以保证车辆的安全驾驶，从而更好地避免交通拥堵的发生。 本文将从经典的最优速度模型(OVM)出发，主要考虑驾驶员提前 t 0 时间获知限速信息带来的影响，例如：智能车载导航系统提前提示前方路况和限速信息；在高速公路上，路边的限速标示牌提示等，都属于提前时间提示限速信息。通过引入限速信息来更好地描述真实的交通环境，使得改进的OVM模型更加符合实际交通流，进而可以有效地解释一些复杂的交通现象。为此，本文给出了新的扩展的最优速度模型，通过线性稳定性分析方法导出模型的稳定性条件，通过约化摄动方法导出三个不同区域内的密度波方程，从而分析限速对驾驶行为的影响，为破解城市交通拥堵问题提供理论依据。
system: [SYSTEM]

user: 2. 模型的提出 跟驰模型是在微观交通模型的基础上对车辆的运动方程等微观交通动力学问题进行描述。 1995年，Bando等 [ 9 ] 提出的最优速度模型很好地描述了交通流的一些非线性现象，其运动方程如下： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n ( t ) ) − v n ( t ) ] (1) 其中，a表示驾驶员的敏感系数， x n ( t ) (单位：m)， v n ( t ) (单位：m/s)分别表示第n辆车在t (单位：s)时刻的位置和速度， Δ x n ( t ) = x n + 1 ( t ) − x n ( t ) 表示第 n + 1 辆车(即前向车辆)与第n辆车(即跟驰车辆)之间的车头间距，模型的基本思想是：第n辆车在t时刻的加速度 x ¨ n ( t ) (单位：m/s 2 )由实际速度 v n ( t ) 与最优速度 V ( Δ x n ( t ) ) (单位：m/s)之差决定，它依赖于前一辆车的车头时距，取如下形式的双曲正切函数： V ( Δ x n ( t ) ) = v max 2 [ tanh ( Δ x n ( t ) − h c ) + tanh ( h c ) ] (2) 其中，取 h c = 5 (单位：m)为安全距离， v max = 2 (单位：m/s)为最大速度。可知最优速度函数是一个 单调递增函数，因为 V ′ ( Δ x n ( t ) ) = v max 2 ( 1 − tanh 2 ( Δ x n − h c ) ) 为 V ( Δ x n ( t ) ) 的一阶导数，并且无论 Δ x n ( t ) 的 值如何，都是非负的。由 lim Δ x n → ∞ V ( Δ x n ( t ) ) = v max 2 ( 1 + tanh ( h c ) ) 可知系式(2)具有上限。 2015年，Lie等 [ 19 ] 通过调整车辆自身的速度差(当前速度与历史速度)达到稳定交通流的目的，提出了如下自稳定控制驾驶的跟驰模型： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n ( t ) ) − v n ( t ) ] + ρ [ v n ( t ) − v n ( t − t 1 ) ] (3) 其中， t 1 是当前时间t与历史时间 t − t 1 之差， ρ 表示考虑当前速度与历史速度之差的敏感系数， v n ( t ) − v n ( t − t 1 ) 表示车辆n当前速度 v n ( t ) 与历史速度 v n ( t − t 1 ) 的速度差。 2017年，Chen等 [ 20 ] 考虑驾驶员对自身车速变化的连续记忆效应，将模型(2)拓展为具有连续记忆效应的如下交通流跟驰模型： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n ( t ) ) − v n ( t ) ] + γ [ v n ( t ) − 1 t 1 ∫ t − t 1 t v n ( t ) d t ] (4) 其中， γ 表示考虑连续记忆效应的敏感系数。采用积分形式，该模型可描述驾驶员在 [ t − t 1 ， t ] 时间内 的连续记忆效应，并能真实地刻画车辆连续运动的过程。由积分中值定理可知， 1 t 1 ∫ t − t 1 t v n ( t ) d t = v n ( t − μ ) ， 其中 t − μ ∈ [ t − t 1 ， t ] ， μ ∈ [ 0 ， t 1 ] ， μ 为记忆参数， μ 越大，驾驶员的记忆时间越长，则记忆效应越强。 2018年，Sun等 [ 21 ] 将车头时距自稳控制因子加入OVM中，提出如下扩展的自稳定最优速度模型： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n + κ ( h − Δ x n ) ) − v n ] (5) 其中，h表示稳态稳定车头时距， κ ( h − Δ x n ) 表示自稳定控制效果， κ 是车头时距自稳定控制行为响应系数。 从交通管理的角度来看，最重要的问题是抑制交通堵塞。为提高城市交通稳定性，保障交通安全畅通，限制车速是一项重要的措施。关于限速信息，一方面，可以通过车辆GPS导航系统来获知；另一方面，又可以通过道路的限速标示来获知。为此，本文在经典最优速度模型的基础上，考虑驾驶员提前 t 0 时间获知限速信息，给出如下交通流模型： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n ( t ) ) − v n ( t ) ] + λ [ v n ( t + t 0 ) − v n ( t ) ] (6) 其中，a表示驾驶员的敏感系数， B n = v n ( t + t 0 ) − v n ( t ) 表示驾驶员提前 t 0 时间预知本车速度与当前速度之差，我们期望速度差项 B n 可以通过抑制交通堵塞来影响交通流稳定性， λ 表示有提前获知限速信息下的敏感系数。由(6)式可知， B n 项与其他车辆的交通信息无关，它完全依赖于被考虑车辆的交通数据，而这可以通过车辆上的GPS导航系统获得。如果驾驶员提前 t 0 时间预知本车速度与当前速度之间的速度差能够稳定交通系统，则意味着我们可以通过自稳定来控制每辆车，进而改善交通的稳定性。 为方便后面的计算，将模型(6)改写为如下形式： x ¨ n ( t ) = a [ V ( Δ x n ( t ) ) − x ˙ n ( t ) ] + λ [ x ˙ n ( t + t 0 ) − x ˙ n ( t ) ] (7)
system: [SYSTEM]

user: 3. 模型(7)的稳定性分析 本节中，我们采用线性稳定性方法分析导出模型(7)的稳定性条件。 首先，假设初始状态为稳定态，车辆的车头间距均为h，对应的优化速度为 V ( h ) 。此时，稳态交通流的车辆位置可表示为： x n 0 ( t ) = h n + V ( h ) t ， h = L / N (8) 其中：N是车辆总数，L是道路长度(单位：m)。若在t时刻给稳态交通系统施加一个小扰动 y n ( t ) ，使得车流运行产生偏离，则 x n ( t ) 表示为： x n ( t ) = x n 0 ( t ) + y n ( t ) (9) x n ( t ) 为扰动影响下车辆的实际位移。 其次，将(8)和(9)式代入方程(7)，整理得到： y ¨ n ( t ) = a [ V ( h + Δ y n ( t ) ) − V ( h ) − y ˙ n ( t ) ] + λ [ y ˙ n ( t + t 0 ) − y ˙ n ( t ) ] (10) 其中， Δ y n ( t ) = y n + 1 ( t ) − y n ( t ) ，将(9)式泰勒展开，有： y ¨ n ( t ) = a [ V ′ ( h ) Δ y n ( t ) − y ˙ n ( t ) ] + λ [ y ˙ n ( t + t 0 ) − y ˙ n ( t ) ] (11) 式中 V ′ ( h ) 为最优速度函数 V ( x ) 在 x = h 处的导数。再将 y n ( t ) = exp ( i n k + z t ) 代入(11)，整理得到关于扰动 y n ( t ) 的如下式子： z 2 = a [ V ′ ( h ) ( exp ( i k ) − 1 ) − z ] + λ z ( e t 0 z − 1 ) (12) 最后，将参数z展开为 z = z 1 ( i k ) + z 2 ( i k ) 2 + ⋯ 代入(12)。比较 i k 的相同次幂，得到z表达式中一阶项和二阶项的系数如下： z 1 = V ′ ( h ) ， z 2 = V ′ ( h ) 2 + ( λ t 0 − 1 ) V ′ ( h ) 2 a (13) 如果 z 2 为负，则初始均匀的稳定流将变得不稳定；如果 z 2 为正，则将保持原有的稳定流状态不变。由此得到(7)在考虑驾驶员提前 t 0 时间获取限速信息的临界条件为： a = 2 ( 1 − λ t 0 ) V ′ ( h ) (14) 于是，当 a > 2 ( 1 − λ t 0 ) V ′ ( h ) 时，交通流将处于稳定状态。即当驾驶员获取限速信息的提前时间 t 0 变小时，敏感系数 λ 将增大，意味着驾驶员驾驶行为加强，交通流更加稳定。相反，当 t 0 变小时，a也变大，并且a的变化幅度大于 λ 的变化幅度，这表明a是主敏感系数。当 t 0 = 0 时，稳定性条件变为OVM的稳定性条件，即： a > 2 V ′ ( h ) 。 图1给出了(14)在不同 λ 和 t 0 组合下的临界稳定曲线。图1(a)为 t 0 = 1 时，不同 λ 下的中性稳定曲线。中性稳定曲线上方为稳定区域，表示无交通拥堵的自由相；中性曲线下方区域为不稳定区域，表示随着走走停停的密度波向后演化的交通堵塞相，每条曲线的峰值代表临界点。从图1(a)可看出，随着对限速产生的敏感参数 λ 的增大，稳定区域也增大，表明驾驶员提前 t 0 时间获取限速信息能有效增强车流的稳定性。图1(b)为模型(7)在固定 λ = 0.3 ，不同时间 t 0 下的中性稳定曲线。从图1(b)可看出，随着提前获取限速信息时间 t 0 的增大，稳定区域也增大，表明驾驶员越早获取限速信息，就能越早调整车速，使车流稳定，避免交通拥堵的发生。 图1. 不同参数组合下的车头时距与敏感系数之间的临界稳定曲线。(a) t 0 = 1 ， (b) λ = 0.3
system: [SYSTEM]

user: 5. 结论 本文考虑驾驶员提前 t 0 时间获知限速信息，在经典最优速度模型的基础上给出了一种扩展的最优速度模型(6)。 利用线性稳定性方法，得到模型(6)的线性稳定判据，表明驾驶员提前 t 0 时间获知限速信息的影响使得交通流的稳定区域明显扩大。 利用约化摄动法，分别导出了在稳定区域、亚稳态区域和不稳定区域中的交通密度波方程，即Burgers方程、KdV方程和mKdV方程。通过它们的孤波解和扭结波解分析得出，随着驾驶员提前获知限速信息的时间 t 0 越长，交通流稳定区域增大，表明拥堵现象会得到很大的缓解，从而更能确保交通安全畅通。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 初步设计了适用于手机和个人电脑的40位处理器的免费开源精简指令集，具备以字节为单位的可变长度，解码规则简单，便于硬件实现，可用性和扩展性好，已定义共127条指令，包含基本指令93条和扩展指令34条。 关键词 :指令集架构，40位处理器，精简指令集，手机，个人电脑 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 引言 当前中国在信息产业上的重大短板是“缺心少魂”，即缺少市场占有率显著的自主处理器芯片和操作系统，当然情况也在逐步改善，如海思麒麟芯片、龙芯和一些国产操作系统等正在努力扩大市场份额。芯片应用涉及到生态链问题，芯片之上是操作系统，操作系统之上是应用软件，芯片和操作系统是基础，应用软件是对用户产生核心价值的部分，如同冰山浮出水面上的部分。没有应用软件支持，芯片和操作系统等底层部分也会自然消失。从资源投入来说，若芯片开发代价为1，操作系统开发代价为10，则各种应用软件的开发代价在100以上，投入极大。因此某类芯片要成功占领一部分市场，只有在长期积累下，在芯片及操作系统成熟可靠后，各种应用开发者主动适配该平台，逐渐形成软件生态，才能在市场中站稳脚跟。 发展芯片的途径之一是做兼容芯片，即搭上便车，不用考虑操作系统和应用环境的问题，但必须付出可观的专利授权费用才能使用，一旦不能获得授权，就面临卡脖子的问题。因此做兼容芯片能获得一部分市场，但难以成为市场的领头羊。众所周知，指令集是底层硬件和上层软件的接口，如果不用市场主流但费用高昂的指令集，而是采用免费或费用低廉的新指令集，则发展空间更大，但生态链的发展过程较为缓慢。要使新的指令集尽快应用起来，可以利用已有计算环境，先开发基于新指令集的虚拟机，绕过底层硬件开发上层软件，在验证可靠后，再反向完成底层硬件开发，这样初期投入较小，成本较低。只要指令集是稳定的，硬件和软件可独立迭代升级，为生态链的打造赢得更多时间。 在现有市场中，手机处理器和个人电脑处理器都已从32位进化到64位。32位寻址有4G内存限制，不能满足大型应用软件的需要，但64位寻址空间对个人计算设备来说稍嫌太大，实际应用的处理器并未采用，大多只支持40位或48位的寻址空间。而采用40位寻址，管理内存空间能达到1024 G = 1 T，从现有的大多数应用软件看，基本够用。因此，针对手机、平板、笔记本电脑以及一部分个人电脑，采用40位处理器芯片能够满足需要，很大程度上又可能比64位处理器更节省计算资源，如果开发出来，可望在市场中实际采用。 本文参考已有的开源处理器指令架构，如RISC-V指令集等 [ 1 ] [ 2 ] ，对40位处理器的指令集进行了初步设计，以期提供思路，抛砖引玉，并逐步完善，力争在该指令集上开发的芯片能够在市场中占领一席之地。没有历史包袱，使得新的指令集容易做到精简易用，便于简化硬件设计，提高运行速度，同时考虑发展需要，也保留了较好的扩展性，可根据市场要求进行扩充。该指令集架构使芯片设计从底层开始就与现有产品不同，虽然初期发展困难，但可以避开原有的专利限制，省却昂贵的授权费用，从而打造一条自主可控的产业链，为中国的信息产业发展提供坚实基础。
system: [SYSTEM]

user: 2. 主流的指令集架构 处理器应用领域可简单分为服务器领域、个人电脑领域和嵌入式领域，随着进一步发展，嵌入式领域也发展成几个不同的子领域。随着智能手机和手持设备的发展，移动领域发展为规模甚至超过个人电脑领域的独立领域。现今服务器领域和个人电脑领域由x86架构占据主导地位，移动领域主要由ARM架构所垄断，其次是实时嵌入式领域，仍然以ARM架构占据大多数市场份额，最后是深嵌入式领域，注重低功耗、低成本和高能效比，对软件生态的依赖性相对较低，目前仍然以ARM架构为主流 [ 1 ] 。 指令集架构可以理解为一个抽象层，该抽象层构成处理器底层硬件与运行于其上的软件之间的桥梁和接口，指令集架构是区分不同的CPU的主要标准。指令集架构主要分为复杂指令集CISC和精简指令集RISC，在早期，CISC曾经是主流，因为可以用较少的指令完成更多的操作，但是大量的特殊指令让CPU设计变得极为复杂，因此现代的指令集架构基本选择RISC架构 [ 3 ] 。 除了CISC与RISC之分，处理器指令集架构的位数也是一个重要区分。譬如32位架构的处理器，其通用寄存器的宽度为32位，能够寻址的范围为2 32 B，即4 GB的寻址空间。64位架构的处理器，其通用寄存器的宽度为64位，理论上能够寻址的范围为2 64 B，但目前使用的64位处理器大多只支持40位或48位的寻址空间。 x86架构是由Intel公司于1978年推出的8086处理器使用的复杂指令集，从最初的16位架构发展到如今的64位架构，逐渐成为个人电脑的标准处理器架构。Intel公司通过内部“微码化”方法，即先用解码器将指令翻译成为内部的简单指令，然后送给流水线执行，处理器内核已变成RISC架构。硬件解码器也带来额外的复杂度和面积开销，这是x86架构作为一种CISC架构不得不付出的代价。x86架构不仅在个人计算机领域取得统治性地位，迄今为止还在服务器市场取得主导地位。 SPARC指令集架构由Sun公司于1985年设计，是一种非常有代表性的高性能RISC架构，赢得了当时高端处理器市场的领先地位 [ 4 ] [ 5 ] 。其最大的特点是采用寄存器窗口，通过切换不同的寄存器组快速响应函数调用与返回，因此能够带来非常高的性能。后来，Sun公司被Oracle公司收购，在2017年9月，Oracle公司宣布放弃硬件业务，至此SPARC处理器可以说正式退出了历史舞台。 Power架构是IBM公司开发的一种RISC架构指令集，1994年IBM基于此推出PowerPC 604处理器，其强大的性能在当时处于全球领先地位。2013年IBM推出Power8处理器，处理器核心数量达到12个，2017年推出Power9处理器，核心数量为24个，并计划在2020年推出Power10处理器。 MIPS架构是一种简洁、优化的RISC架构，由斯坦福大学开发，曾经是最受欢迎的RISC架构，也为我国龙芯处理器所采用。但由于商业运作的原因，MIPS架构被同属RISC阵营的ARM架构后来居上，2013年MIPS被英国Imagination公司收购，2017年Imagination自身出现危机而寻求整体出售，使MIPS架构日渐式微。 Alpha架构是由DEC公司设计开发的一种64位的RISC架构指令集，我国的申威处理器采用并扩展使用。2001年，康柏收购DEC之后，逐步将64位服务器系列产品转移到intel的安腾处理器架构上。2004年，惠普收购康柏，从此Alpha架构逐渐淡出了人们的视野。 ARM架构由位于英国的处理器设计与软件公司ARM设计，2004年推出ARMv7内核架构时，将架构分为三类：面向性能密集型系统的Cortex-A内核，面向实时应用的Cortex-R内核，面向各类嵌入式应用的Cortex-M内核，其中，Cortex-A内核在移动领域占据统治地位，如苹果公司的iphone手机的处理器A7-A12都是ARM架构，华为公司的海思麒麟系列芯片也是属于ARM架构。在微控制器领域，主流厂商几乎都有使用ARM的Cortex-M内核的产品。 RISC-V架构是处理器架构新秀，由美国加州大学伯克利分校研究人员于2010年提出，是一种简单且开放免费的指令集架构 [ 1 ] [ 2 ] ，2016年，成立了RISC-V基金会，负责维护标准的RISC-V指令集手册与架构文档，并推动RISC-V架构的发展。印度将RISC-V架构指定为国家标准进行发展，但RISC-V架构的生态还不够强，远没有达到威胁x86和ARM架构的程度，还处于蓬勃发展阶段。 可以看到，处理器芯片竞争的核心是指令集架构的竞争，也是相关生态链的竞争。每一种指令集从提出到成熟，都是在市场竞争中发展壮大的。非市场主导的指令集架构日渐式微，这其中并不完全是技术的原因，而主要与商业运作息息相关。迫于竞争压力，各非主导地位的指令集架构已逐步开源。
system: [SYSTEM]

user: 3. 指令集设计原则 当前，PC领域和服务器领域主要由x86芯片主导，手机处理器芯片主要由ARM芯片主导，对应的操作系统也不同。从发展来看，手机芯片的性能越来越强，手机领域和PC领域的界限越来越模糊，两者都希望渗透到对方领域。如果有一种处理器能同时覆盖市场的大部分范围，则有可能在市场的间隙地带取得成功。40位处理器直接支持1T的寻址空间，能够满足现今大部分应用软件的需求，且不存在性能过剩和多余设计，够用且经济，正好可以满足市场需要。 考虑指令集架构的发展趋势，采用精简指令集RISC，好处是可以简化设计，提高可靠性，还可以节省芯片面积，提高运行速度。指令集的数目尽量减少，一条指令尽量多用，可以使用伪指令的形式来简化使用。对于一条指令语句来说，通常可由操作码和操作数两个域组成，而其中操作数又分无操作数、有一个操作数、有两个操作数等等。指令如果采用定长的形式，格式规整，译码简单，但是存储空间有所浪费，如果采用不定长形式，存储空间节省，但译码复杂。综合考虑，指令格式采用不定长形式，但限定于有限的几种，便于在译码速度和指令大小之间取得平衡。 寄存器的数目选择也很重要。考虑到遵循“越近越快”原则，CPU处理时应尽量在寄存器中进行，因此应该设计较大的寄存器空间。但寄存器空间过大，又会提高芯片造价，若不能完全利用，运行时则白白增加耗能，故寄存器的数量要适当，与编译器的发展水平有关。x86的8086处理器只有8个通用寄存器，进化到64位后，增加到16个通用寄存器，ARMv8 64位处理器则为31个，RISC-V处理器一般使用32个，SPARC V8架构处理器则可以拥有更多的寄存器 [ 6 ] [ 7 ] 。从发展看，寄存器的数量在逐渐增加，只要编译器能够挖掘出潜力，设计较多数量的寄存器能够使计算局部化，提高程序运行速度的同时减少运行功耗。综合考虑，设置至少32个通用寄存器，占用的地址编码为5位，考虑到未来需要，采用1个字节来表示通用寄存器的地址编码，则最大可支持256个通用寄存器。 在程序运行时，对子程序的调用和返回是非常频繁的操作，这就要进行“保存现场”和“恢复现场”的操作，一般通过堆栈的方法来完成，但这涉及到内存操作，速度上有影响，能否将“现场”保留在寄存器中，达到快速调用程序的目的呢？SPARC处理器巧妙采用寄存器窗口的方法来实现。SPARC处理器可以有6~32个寄存器窗口，每个窗口包括8个全局寄存器和24个工作寄存器。全局寄存器用来存放整体量，所有窗口共用。工作寄存器逻辑上分为3组：8个输入寄存器，8个输出寄存器，8个局部寄存器。执行函数调用时通过改变当前窗口指针分配给该函数一个窗口。由于寄存器窗口的重叠，调用者的输出寄存器和被调用者的输入寄存器是同一组寄存器，因此省掉了寄存器之间的数据传送，极大地提高了速度。当函数调用嵌套深度超出窗口数而发生上溢时，处理器内部产生一个中断，由软件调整若干窗口到主存中去 [ 4 ] 。 对于主要考虑性能的处理器设计，可以参考SPARC处理器，实现寄存器窗口，这实际上扩展了通用寄存器的数量，也可以高效地向子程序传递参数，节省环境切换时的开销，免掉现场保护与恢复等操作。窗口大小仍然可以设置为32个通用寄存器，将高于此地址编号的设置为全局寄存器，便于在程序间传递更多的参数，或者为子程序增加可用的通用寄存器数量。可考虑采用堆栈形式，将所有窗口公用的全局寄存器的第一个位置设置为栈顶指针，每个子程序使用时，改变该指针，划分出独立的不受干扰的空间，返回时，恢复栈顶指针，释放空间即可。这样实际上在寄存器中实现了堆栈，比在内存中实现应该能够提高运行速度。如果全局寄存器也实现窗口特性，则更可以扩展寄存器空间，但一般情况下似无必要。对于不使用寄存器窗口的设计，也即是寄存器窗口只有一个的特殊情况下，子程序调用时只需要将当前寄存器内容保存到内存堆栈中去，返回时恢复即可。因此寄存器窗口采用与否，与底层的硬件实现有关，从指令上看是无缝兼容的，提高了指令集的灵活性和扩展性。 由以上讨论，可定义指令的基本格式为：针对40位处理器，通用寄存器的宽度为40位，操作码为8位，理论上容纳256条指令，通用指令在128编号以内，而128号及以上编号为可选的扩展指令和用户扩展指令。看起来操作码空间十分有限，但由于采用精简指令集，仍然能够满足要求，在特定的情况下，还可采用灵活的扩展方式。操作数的编码也为8位，最大可支持256个通用寄存器，要求实现的最少通用寄存器数目为32个。如果实现寄存器窗口，则编码的低地址(如32以内)为程序使用的局部寄存器，编码的高地址为全局寄存器。 为减少指令占用空间，采用变长指令，但以字节为单位，因此有单字节指令、双字节指令、3字节指令、4字节指令、5字节指令五种类型，但保留有更长字节指令的可能性。为减少转换，采用数据排列顺序与网络数据发送顺序一致，即采用大端模式。典型的指令顺序为1字节操作码，1字节目的寄存器地址，1字节源寄存器1地址，1字节源寄存器2地址，1字节可选操作(源寄存器3地址或长度指示等)。若无特别指定，操作码和每个操作数都为1个字节，但对于特殊情况，操作数可以占多个字节。
system: [SYSTEM]

user: 5. 单精度浮点操作指令 浮点数操作也是通用处理器实现中必不可少的内容，由于默认的字长是40位，故此处的单精度不是32位的单精度浮点，而是40位单精度浮点数。浮点数格式可参考国际标准ANSI/IEEE-754，为了与双精度浮点数无缝转换，综合考虑，可以用1位存符号，11位存指数，剩下28位存尾数。因此指数的范围为−1022~1023，能表示的大小范围为 ± 2 * 2 1023 ≈ ± 1.798 * 10 308 ，尾数的精度可达到 28 ⋅ log 10 2 ≈ 8.43 ，即有8位有效数字。对常用工程计算来说，假设损失一半精度，最后结果仍有4位有效数字，基本能满足需要。 5.1. 单精度浮点数运算指令 单精度浮点数运算指令包含了40位浮点数加、减、乘、除、平方根指令，如表12所示，由于很多工程计算中有求乘积后立即相加或相减的运算，故设置了浮点乘加指令和浮点乘减指令。 Table 1 2 Single-precision floating-point number operation instruction 编号 名称 格式 长 说明 61 浮点加 FADD: rd， rs1， rs2 4 计算[rd]=[rs1]+[rs2] 62 浮点减 FSUB: rd， rs1， rs2 4 计算[rd]=[rs1]-[rs2] 63 浮点乘 FMUL: rd， rs1， rs2 4 计算[rd]=[rs1]*[rs2] 64 浮点除 FDIV: rd， rs1， rs2 4 计算[rd]=[rs1]/[rs2]， 18 平方根 FSQRT: rd， rs1 3 计算[rd]=sqrt([rs1]) 98 浮点乘加 FMADD: rd， rs1， rs2， rs3 5 计算[rd]=[rs1]*[rs2]+[rs3] 99 浮点乘减 FMSUB: rd， rs1， rs2， rs3 5 计算[rd]=[rs1]*[rs2]-[rs3] 表12. 单精度浮点数运算指令 5.2. 单精度浮点数比较操作指令 40位浮点数比较操作指令包含判断浮点数类型、小于、小于等于、等于、最小和最大指令，如表13所示，其中浮点数类型包含上溢、下溢等类型，与浮点数定义格式有关，可参考RISC-V开源指令集中的定义 [ 1 ] 。 Table 1 3 Single-precision floating-point number comparison operation instruction 编号 名称 格式 长 说明 19 浮点数类型 FCLS: rd， rs1 3 判断[rs1]单精度浮点数类型，类型码写入rd 65 浮点小于 FLT: rd， rs1， rs2 4 如果[rs1]<[rs2]，[rd]=1，否则为0 66 浮点小于等于 FLE: rd， rs1， rs2 4 如果[rs1]<=[rs2]，[rd]=1，否则为0 67 浮点等于 FEQ: rd， rs1， rs2 4 如果[rs1]==[rs2]，[rd]=1，否则为0 68 最小值 FMIN: rd， rs1， rs2 4 将[rs1]和[rs2]中最小值放置到rd中 69 最大值 FMAX: rd， rs1， rs2 4 将[rs1]和[rs2]中最大值放置到rd中 表13. 单精度浮点数比较操作指令 5.3. 浮点数转换和符号操作指令 浮点数转换指令包含40位浮点数和40位有符号整数和无符号整数之间的转换操作指令，符号注入指令包含符号位的提取、取反和异或操作，如表14所示。由于符号位放置在最高位，操作位置相同，故也适用于双精度浮点数操作。 Table 1 4 Floating-point number conversion operation and sign injection instruction 编号 名称 格式 长 说明 20 从整数到浮点 FWS: rd， rs 3 rs中的整数转换为浮点数，放置到rd 21 从浮点到整数 FSW: rd， rs 3 rs中的浮点数转换为整数，放置到rd 22 从无符号整数到浮点 FUWS: rd， rs 3 rs中的无符号整数转换为浮点数，放置到rd 23 从浮点到无符号整数 FSUW: rd， rs 3 rs中的浮点数转换为无符号整数，放置到rd 70 符号提取 SGJ: rd， rs1， rs2 4 提取[rs2]的符号，融合[rs1]，结果放置到rd 71 符号取反 SGJN: rd， rs1， rs2 4 取反[rs2]的符号，融合[rs1]，结果放置到rd 72 符号异或 SGJX: rd， rs1， rs2 4 将[rs1]和[rs2]的符号进行异或(XOR)操作，融合[rs1]，结果放置到rd 表14. 浮点数转换和符号注入指令 指令编号73、74、75、76、77、78、79为预留的4字节指令。
system: [SYSTEM]

user: 7. 结语 在手机、平板、笔记本电脑等应用领域，x86芯片和ARM芯片正在互相渗透，而40位处理器能够满足主流应用要求且经济性可能更好，可望在市场缝隙中获得一线生机。借鉴并杂合各类处理器指令集的优点，如x86、ARM、RISC-V、SPARC等，本文尝试对40位处理器的指令集架构进行了初步设计，以便于抛砖引玉，为中国芯片产业发展提供一些思路。定义的40位处理器指令集是以字节为单位的可变长度精简指令集，解码规则简单，便于硬件实现，可用性和扩展性好。该指令集定义了从0号到99号共100条基本指令，其中已定义指令93条，预留7条四字节指令，另提供为双精度计算服务的扩展指令34条，编号从128号到161号，全部为已定义指令。总的已定义指令共127条，还留有较大的指令扩充空间。为推广使用，该指令集免费开源，不妨命名为熊猫处理器精简指令集，以突出中国特色。 指令集作为硬件和软件之间的接口，既是相对稳定的，又不是一成不变的，必须适应软硬件的发展而扩充。本文提出的40位处理器的指令集没有历史包袱，便于全新设计，但能否满足信息处理的现代需求和未来发展，还需要实践来回答。该指令集架构设计为了适应硬件体系的实现要求，还有许多细节问题尚待讨论和细化，如寄存器窗口如何设计更为优化，中断系统的定义和控制，甚至浮点数格式的定义和控制等等，都可以有不同实现方案。要使得定义的指令集能够实际运作，还需要各方有识之士共同努力，将这一叶新苗培育成长，扎根于广阔的芯片市场，为中国和世界的信息产业服务。
system: [SYSTEM]

user: 摘 要 本文以认知主体为基础，从直观角度描述认知主体简单的认知和信息存储的过程，为人工智能到拟人智能的建模提供理论基础。我们从主体对外部环境的事物的认知计算进行以下两个问题的研究：认知主体如何认知外界环境的事物与认知主体如何将接收到的信息进行存储和调用。同时就元信息到认知信息过程也是信息熵减的过程做了初步研究，提出了L-Y认知处理模型及拟人智能的认知信息存储、转化与处理的相关计算流模型。 关键词 :拟人智能，决策认知，信息因子，存储因子，存储集群，信息索引主轴 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
system: [SYSTEM]

user: 1. 拟人智能的认知产生背景 认知主体通过实践活动来认知外界环境的事物。认知主体会通过接收媒介将外界事物产生(或间接产生)信号来认知外界事物。比如当光从物体上反射进入眼睛，通过眼睛接收然后将光信号转化为电信号，传输到大脑，大脑的神经元细胞会放电激活一系列的神经元细胞。当然人观察事物不可能只是一次，人眼是持续性的，经过持续性的观察，大脑的神经元细胞不断重复激活相同区域的神经元细胞，大脑就会对这种特定区域的神经元细胞的放电模式产生记录，这种模式定义为记忆的形成 [ 1 ] 。当再次激活这一特征区域的神经元细胞时就会对事物的信息在大脑中进行重现。