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基于增强AlexNet的深度学习的阿尔茨海默病的早期诊断 被引量:69
1
作者 吕鸿蒙 赵地 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第S1期50-60,共11页
在中国,越来越多的老人正在忍受着阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)的痛苦。阿尔茨海默病俗称老年痴呆症,临床上表现为失忆、丧失语言能力等。目前,中国的阿尔茨海默病患者人数已居世界第一。因此,早期诊断阿尔茨海默病变得十... 在中国,越来越多的老人正在忍受着阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)的痛苦。阿尔茨海默病俗称老年痴呆症,临床上表现为失忆、丧失语言能力等。目前,中国的阿尔茨海默病患者人数已居世界第一。因此,早期诊断阿尔茨海默病变得十分急迫。研究表明,轻度认知障碍(Mild Cognitive Impairment,MCI)转化为阿尔茨海默病的概率很高,它是介于阿尔茨海默病和正常(Healthy Control,HC)之间的一种状态。随着大数据时代的来临,机器学习方法在疾病诊断方面受到热捧。所以,研究提出使用深度学习方法实现对阿尔茨海默病、轻度认知障碍和健康人群的诊断。数据库来自网络公开数据库ADNI。原始的核磁共振图像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)的预处理得到首都医科大学附属北京天坛医院的指导。使用卷积神经网络对降维后的实验数据进行训练。因为目前的网络模型不是针对医学图像的,所以实验的重点在于改进现有网络模型,使之达到良好的诊断效果。改进的网络模型是在图像分类方面十分出色的AlexNet网络模型。实验根据阿尔茨海默病的特点提出改进原始模型的4种算法,采用并行方式计算,使用曙光W780-G20服务器,利用8块NVIDIA Tesla K80进行GPU计算,获得4个分类器:AD vs.HC,AD vs.MCI,MCI vs.HC和AD vs.MCI vs.HC。数据集中图像总数量超过7万张,耗时不超过30分钟。最终,通过绘制ROC曲线,计算敏感度、特异度、精确度,对测试结果进行评估,得到了较好的测试结果。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 轻度认知障碍 深度学习 卷积神经网络 增强的AlexNet网络模型 脑图像 核磁共振图像
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基于SMP集群的MPI+OpenMP混合编程模型及有效实现 被引量:33
2
作者 赵永华 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2005年第10期7-11,共5页
SMP集群混合了两个内存模型:每个节点是一个共享存储的多处理器,而节点间使用分布存储。这一多级体系结构引起了编程模型和性能方面的问题。文章讨论了MPI+OpenMP混合编程模型的性能和不同的实现方法,提出了多粒度MPI+OpenMP混合编程方... SMP集群混合了两个内存模型:每个节点是一个共享存储的多处理器,而节点间使用分布存储。这一多级体系结构引起了编程模型和性能方面的问题。文章讨论了MPI+OpenMP混合编程模型的性能和不同的实现方法,提出了多粒度MPI+OpenMP混合编程方法。建立了对称三对角特征问题的多粒度混合并行算法,并在深腾6800超级计算机上同纯MPI算法作了性能方面的比较。结果表明,该混合并行算法具有更好的扩展性和加速比。 展开更多
关键词 SMP集群 混合编程模型 特征问题
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基于深度学习的医学影像诊断综述 被引量:36
3
作者 张巧丽 赵地 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2017年第B11期1-7,共7页
目前各类医学影像数据积累迅速,给利用传统影像分析方法实现疾病诊断的医生带来了巨大挑战;计算机视觉领域的深度学习方法日渐成熟,为实现医学影像的自动分析及辅助医生实现疾病的高精度智能诊断提供了新的契机。文中综述了深度学习方... 目前各类医学影像数据积累迅速,给利用传统影像分析方法实现疾病诊断的医生带来了巨大挑战;计算机视觉领域的深度学习方法日渐成熟,为实现医学影像的自动分析及辅助医生实现疾病的高精度智能诊断提供了新的契机。文中综述了深度学习方法在医学影像领域的最新研究进展。首先,介绍了深度学习方法以及该类方法在医学影像领域的应用情况;然后,从应用深度学习主要研究的几大病症来分析具体的研究进展;最后,总结研究动向,预测研究趋势,并提出深度学习在医学影像研究中可能存在的问题以及建议。 展开更多
关键词 深度学习 疾病诊断 医学影像
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浅析高性能计算应用的需求与发展 被引量:30
4
作者 赵毅 朱鹏 +2 位作者 牛铁 曹宗雁 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第10期1640-1646,共7页
高性能计算应用在高性能计算技术的支持下为科技创新做出了巨大贡献,并且和高性能计算技术在相辅相成中不断发展.自2004年以来,中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心针对中国科学院在"十一五"期间的高性能计算需求在全... 高性能计算应用在高性能计算技术的支持下为科技创新做出了巨大贡献,并且和高性能计算技术在相辅相成中不断发展.自2004年以来,中国科学院计算机网络信息中心超级计算中心针对中国科学院在"十一五"期间的高性能计算需求在全院范围内开展了多次调研活动,对中国科学院在"十一五"期间高性能计算的整体需求及各应用领域需求的分布情况有了比较全面的了解,其调研结果对"十一五"中国科学院高性能计算环境建设和高性能计算应用的发展具有良好的借鉴作用.首先介绍了国内外高性能计算应用的发展现状,并结合中国科学院高性能计算环境建设和高性能计算应用的发展情况,分析了"十一五"中国科学院高性能计算的应用需求,最后对我国高性能计算应用的发展前景进行了展望. 展开更多
关键词 高性能计算应用 高性能计算机 网格 需求 发展
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高性能计算技术及其应用 被引量:20
5
作者 赵毅 《中国科学院院刊》 2007年第4期306-313,共8页
简要介绍了当前高性能计算机、并行算法、并行编程环境和高性能计算应用的国际研究现状和发展趋势,阐述了近几年中科院高性能计算环境建设和高性能计算应用的发展情况,最后对我院发展高性能计算技术及应用给出了几点思考。
关键词 高性能计算技术 并行算法 并行编程环境
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数值计算程序的存储复杂性分析 被引量:17
6
作者 张云泉 孙家昶 +1 位作者 唐志敏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期362-373,共12页
由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂.现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的.因此仅仅用传... 由于越来越多的技术用于缩小处理器与存储器之间日益加大的速度差距,计算机的存储系统变得日趋复杂.现在,任何一个程序设计者,尤其是数值计算程序的设计者,若不考虑其所用计算平台存储系统的特点是很难获取高性能的.因此仅仅用传统的算法评价方法,从时间复杂性和空间复杂性着手来解释一个算法的不同实现在同一计算平台上很大的性能差异,显然是不够的.计算平台存储系统的特点必须在分析算法的复杂性时加以考虑.孙家昶1996年首先提出了存储复杂性的概念,提出一个算法的复杂性应包含计算复杂性和存储复杂性,其中的计算复杂性包含传统的时间复杂性和空间复杂性,是一个算法的基本属性;而存储复杂性却是一个随实现的不同而改变的算法属性.用户对算法进行优化的目的即是对算法存储复杂性的不断降低.而若想降低计算复杂性则必须进行新算法的研究.作者试图通过把对算法的存储复杂性分析和数据移动与浮点操作的比值分析相结合,对同一算法的不同实现进行相对精确的评价并对其可能达到的性能进行预测,以便帮助用户进行算法改进和指出可能的改进方向.目前,作者的分析仅限于单处理器的串行算法,对多处理器上的并行算法的分析是下一步的研究方向。 展开更多
关键词 存储复杂性 数值计算程序 存储系统 计算机
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计算网格Portal的设计与实现 被引量:11
7
作者 陈博 武虹 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2004年第9期15-18,共4页
网格Portal就是网格的门户,网格Portal利用流行的Web技术提供Web界面方便用户运行网格应用程序,用户可以利用客户端浏览器通过网格Portal来方便安全透明地使用网格的各种计算资源。本文提出了计算网格Portal的设计技术和方法以及实现的... 网格Portal就是网格的门户,网格Portal利用流行的Web技术提供Web界面方便用户运行网格应用程序,用户可以利用客户端浏览器通过网格Portal来方便安全透明地使用网格的各种计算资源。本文提出了计算网格Portal的设计技术和方法以及实现的功能,并分析了在设计中遇到的一些问题以及解决的办法。 展开更多
关键词 网格计算 网格门户 PORTAL GLOBUS
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一种基于“基因表达谱”的并行聚类算法 被引量:11
8
作者 郎显宇 陆忠华 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期311-316,共6页
跨物种的生物序列比较已经被广泛应用于基因功能预测,而越来越多的实验表明序列相似性并不足以保证基因功能相似.为了精确确定基因功能,不仅需要考虑序列性质,还需探索基因表达信息的特性,因为基因表达的改变往往伴随着基因功能的改变.... 跨物种的生物序列比较已经被广泛应用于基因功能预测,而越来越多的实验表明序列相似性并不足以保证基因功能相似.为了精确确定基因功能,不仅需要考虑序列性质,还需探索基因表达信息的特性,因为基因表达的改变往往伴随着基因功能的改变.通过聚类分析基因表达谱,可以直观判断协同表达基因及其规律,这是考察基因功能的重要一步.由于生物组织基因表达的复杂性,以及识别表达的microarray技术和理念的不断更新,表达数据的规模也呈指数规律递增,聚类分析遭遇了巨大瓶颈——过高的时空复杂度.根据“基因表达谱”的数据特征,对处理表达谱数据的分层聚类提出了一种并行分层聚类算法——PHCA,主要解决了并行设计的负载平衡问题,并实现了MPI平台的并行程序设计.并行程序性能分析表明,PHCA算法较大幅度降低了分层聚类算法的时空复杂度. 展开更多
关键词 聚类分析 基因表达谱 分层聚类 负载平衡
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分布式系统上并行矩阵乘法 被引量:11
9
作者 吴建平 《计算数学》 CSCD 北大核心 1999年第1期99-108,共10页
By begiwhng with the Cannon algorithm[1] and the double- direct ion dat amoving algoritlun[2] for processors arranged as a 2-D square mesh, we improvethese two algorithms to general 2-D mesh in this paper. We also con... By begiwhng with the Cannon algorithm[1] and the double- direct ion dat amoving algoritlun[2] for processors arranged as a 2-D square mesh, we improvethese two algorithms to general 2-D mesh in this paper. We also consider theapplication of our algorithms in those operations which are similar to matrix multiplication. Using MPI parallel programming environment, we have obtained satisfactory performance on Dawning-1000. 展开更多
关键词 矩阵乘法 二维网格 MPI 分布式系统 并行计算
原文传递
GPU上计算流体力学的加速 被引量:13
10
作者 董廷星 李新亮 +1 位作者 李森 《计算机系统应用》 2011年第1期104-109,共6页
本文将计算流体力学中的可压缩的纳维叶-斯托克斯(Navier-Stokes),不可压缩的Navier-Stokes和欧拉(Euler)方程移植到NVIDIA GPU上。模拟了3个测试例子,2维的黎曼问题,方腔流问题和RAE2822型的机翼绕流。相比于CPU,我们在GPU平台上最高... 本文将计算流体力学中的可压缩的纳维叶-斯托克斯(Navier-Stokes),不可压缩的Navier-Stokes和欧拉(Euler)方程移植到NVIDIA GPU上。模拟了3个测试例子,2维的黎曼问题,方腔流问题和RAE2822型的机翼绕流。相比于CPU,我们在GPU平台上最高得到了33.2倍的加速比。为了最大程度提高代码的性能,针对GPU平台上探索了几种优化策略。和CPU以及实验结果对比表明,利用计算流体力学在GPU平台上能够得到预想的结果,具有很好的应用前景。 展开更多
关键词 GPU计算 CUDA 计算流体力学
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基于Portlet的高性能计算Portal 被引量:12
11
作者 曹荣强 +1 位作者 武虹 肖海力 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期1-3,共3页
提出基于Portlet的高性能计算Portal——HPCP,提供一个简单、通用、安全、可定制的Web作业管理系统,支持作业提交、查询、终止、目录列表及文件内容实时查看、大文件的数据流无缓存下载等功能。理论分析和实际测试表明,HPCP具有类似桌... 提出基于Portlet的高性能计算Portal——HPCP,提供一个简单、通用、安全、可定制的Web作业管理系统,支持作业提交、查询、终止、目录列表及文件内容实时查看、大文件的数据流无缓存下载等功能。理论分析和实际测试表明,HPCP具有类似桌面应用程序的用户友好、交互性等特点,且有良好的可扩展性和安全性。 展开更多
关键词 高性能计算 作业管理 Portlet技术 AJAX技术
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国内外高性能计算应用发展概况分析 被引量:12
12
作者 顾蓓蓓 武虹 +1 位作者 赵青 《科研信息化技术与应用》 2014年第4期82-91,共10页
高性能计算的应用水平作为国内外超级计算发展的重要标杆,已日愈受到高度关注和重视,并且"用好超级计算机比研制超级计算机更难"也已逐渐成为国内外业界的普遍共识。本文通过对比分析国内外高性能计算应用发展的现状,尤其是... 高性能计算的应用水平作为国内外超级计算发展的重要标杆,已日愈受到高度关注和重视,并且"用好超级计算机比研制超级计算机更难"也已逐渐成为国内外业界的普遍共识。本文通过对比分析国内外高性能计算应用发展的现状,尤其是以典型超级计算中心为研究个体,探讨促进我国高性能计算应用可持续发展的相关问题与建议。 展开更多
关键词 超级计算中心 高性能计算 应用 可持续发展
原文传递
面向科学计算的网格环境 被引量:11
13
作者 肖海力 +3 位作者 王小宁 曹荣强 卢莎莎 张宏海 《集成技术》 2012年第1期68-76,共9页
为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚... 为了充分整合分布的高性能计算资源,本文提出一种面向科学计算的网格环境,旨在形成一个可统一管理和运行维护的虚拟的超级计算机资源,面向用户提供统一、易用、可靠的科学计算服务。面向科学计算的网格环境通过轻量级网格中间件SCE汇聚资源,支持作业的全局调度、数据的统一管理视图,面向用户提供命令行和网格门户两种使用方式,并提供编程接口供专业社区和学科平台二次开发使用,满足不同层次的用户需求。目前,面向科学计算的网格环境已经在中国科学院超级计算环境(ScGrid)中得到应用和用户认可。 展开更多
关键词 高性能计算 网格环境 网格中间件
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多维标度法(MDS)在构效关系分析中的应用 被引量:10
14
作者 陆忠华 胡永宏 +1 位作者 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期285-290,共6页
尝试在构效关系分析中引入新的数量化方法:林知己夫的准记量性多维标度(multi-dimensional scaling,MDS)法。并以芳氧基乙酰肼衍生物抑制单胺氧化酶的效率为例,说明该法的实现步骤和结果分析。该法的结果直观、生动,可以将样本分成明显... 尝试在构效关系分析中引入新的数量化方法:林知己夫的准记量性多维标度(multi-dimensional scaling,MDS)法。并以芳氧基乙酰肼衍生物抑制单胺氧化酶的效率为例,说明该法的实现步骤和结果分析。该法的结果直观、生动,可以将样本分成明显的高活性区与低活性区,作为判别标准,可以在试验之前预测新样本化合物的活性,以指导新化合物的合成,为在药物分子设计中判断未知化合物的生物活性提供新思路。 展开更多
关键词 数量化方法 构效关系 药物设计 多维标度法
原文传递
基于命令行客户端的网格软件SCE设计与实现 被引量:10
15
作者 肖海力 《计算机系统应用》 2010年第9期64-68,共5页
如何高效和方便的使用计算资源是网格计算里迫切需要解决的问题之一。为了解决该问题,本文基于Linux命令行,开发一种超级计算环境(SCE)。在SCE中,用户可以完成作业的提交、编译、查询和文件下载等工作。SCE的部署配置操作简单,并具备高... 如何高效和方便的使用计算资源是网格计算里迫切需要解决的问题之一。为了解决该问题,本文基于Linux命令行,开发一种超级计算环境(SCE)。在SCE中,用户可以完成作业的提交、编译、查询和文件下载等工作。SCE的部署配置操作简单,并具备高度可扩展的特性。通过屏蔽底层计算节点的异构性,使得其在网格计算中适用环境更加广泛。 展开更多
关键词 网格计算 中间件 命令行客户端
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树结构在N体问题中的应用 被引量:9
16
作者 王武 冯仰德 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2008年第1期42-44,共3页
N体问题的数值模拟在每个时间步都需要计算每对粒子之间的相互作用,其复杂度为O(N2)。采用树结构代码不仅减少了存储开销,而且更有利于快速计算和并行划分。Barnes-Hut算法(BHA)和快速多极子方法(FMM)都是基于树结构的快速算法。BHA可... N体问题的数值模拟在每个时间步都需要计算每对粒子之间的相互作用,其复杂度为O(N2)。采用树结构代码不仅减少了存储开销,而且更有利于快速计算和并行划分。Barnes-Hut算法(BHA)和快速多极子方法(FMM)都是基于树结构的快速算法。BHA可快速计算各点受到的场力,计算复杂度为O(NlogN),但计算精度通常只有1%;FMM通过层次划分和位势函数的多极子展开计算各点位势,其复杂度为O(N),却能达到任意精度。数值结果表明,树结构的并行效果也很好。 展开更多
关键词 N体问题 树结构 Barnes-Hut算法 快速多极子方法 并行划分
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Gram-Schmidt算法及其并行实现 被引量:7
17
作者 赵韬 刘俊 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2007年第9期137-140,共4页
通过分析MGSC,MGSR和CGS算法,提出用CGS重正交的MGSR算法,新算法保留了CGS和MGSR可以调用2级BLAS的优点,同时避免了MGSC通信多的缺点。数值实验证明,新算法具有较好的并行效率。
关键词 GRAM-SCHMIDT 正交化 重正交 数值线性代数
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基于OpenCL的并行方腔流加速性能分析 被引量:8
18
作者 李森 李新亮 +2 位作者 王龙 陆忠华 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第4期1401-1403,1421,共4页
提出了一种使用OpenCL技术对方腔流问题进行加速计算的方法。在计算方腔流问题时,将其转换为N-S方程通过空间有限差分和龙格库塔时间差分求解,并使用局部缓存等技术进行GPU优化。实验在NVIDIA和ATI平台对所给算法进行评测。结果显示,Ope... 提出了一种使用OpenCL技术对方腔流问题进行加速计算的方法。在计算方腔流问题时,将其转换为N-S方程通过空间有限差分和龙格库塔时间差分求解,并使用局部缓存等技术进行GPU优化。实验在NVIDIA和ATI平台对所给算法进行评测。结果显示,OpenCL相对其串行版本加速约30倍左右。 展开更多
关键词 显卡通用计算 计算流体力学 方腔流 有限差分计算
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高性能计算机系统及平台发展状况分析 被引量:9
19
作者 顾蓓蓓 +2 位作者 武虹 王龙 朱鹏 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2013年第11期6-13,共8页
近年来,随着国家级高性能计算平台的相继建立,超级计算中心的运维模式也从过去强调购置开销向注重运营管理成本转变。在分析相关技术与应用发展趋势的同时,从高性能计算机系统、芯片等硬件设施和超级计算中心自身及应用等软环境两方面... 近年来,随着国家级高性能计算平台的相继建立,超级计算中心的运维模式也从过去强调购置开销向注重运营管理成本转变。在分析相关技术与应用发展趋势的同时,从高性能计算机系统、芯片等硬件设施和超级计算中心自身及应用等软环境两方面对超级计算中心发展现状做出分析,探讨制约超级计算中心可持续发展的相关问题。 展开更多
关键词 高性能计算机 硬件系统 软环境 超级计算中心 协同设计
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人工智能对科研信息化的推动作用 被引量:9
20
作者 周宣汝 赵丽亚 +1 位作者 赵地 《科研信息化技术与应用》 2016年第6期14-26,共13页
随着科技的不断发展,国家相关部门的重视,人工智能掀起了又一轮热潮。国家相关部门发布了关于人工智能的行动实施方案,明确了人工智能的重点研究领域和相关任务,为人工智能的强力有序发展提供了保障。本文概述了人工智能的国家战略以及... 随着科技的不断发展,国家相关部门的重视,人工智能掀起了又一轮热潮。国家相关部门发布了关于人工智能的行动实施方案,明确了人工智能的重点研究领域和相关任务,为人工智能的强力有序发展提供了保障。本文概述了人工智能的国家战略以及主要任务,如加快建设文献、语音、图像、视频、地图等多种类数据的海量训练资源库和基础资源服务公共平台,建设支撑超大规模深度学习的新型计算集群,建立完善产业公共服务平台。本文列举了人工智能在各行各业的应用,包括化学,物理学,生物信息学,地质学,药物设计,建筑领域等方面,其中包括深度学习方法的运用,重点强调了人工智能对于科研信息化的巨大推动作用,包括超级计算领域,科学数据领域,无线网络领域,物联网领域,生物信息领域等。之后从政府、科研院所、企业多个层面详细阐述世界各国以及中国在基于人工智能的科研信息化方面的探索,对中国基于人工智能的科研信息化建设方面提出可行性建议。最后,对人工智能的应用范围以及发展前景做了展望。 展开更多
关键词 人工智能 科研信息化 推动作用
原文传递
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