Суперкомпьютерные технологии в задачах проектирования томографических диагностических комплексов

В книге рассматриваются обратные задачи вычислительной диагностики и методы их решения с использованием суперкомпьютеров. Одной из важнейших задач современной медицины является разработка принципиально новых методов диагностики. К таким задачам относится проектирование ультразвуковых томографов, которые могут применяться для регулярных обследований. Одна из проблем в разработке алгоритмов решения обратных задач волновой томографии связана с необходимостью использования нелинейных трёхмерных моделей, учитывающих такие эффекты, как дифракция волн, рефракция и т. п. Обратная задача в таких моделях рассматривается как коэффициентная обратная задача для волнового уравнения. В такой постановке обратные задачи можно решать только на современных суперкомпьютерах. Разработаны эффективные алгоритмы решения задач волновой томографии на GPU-кластерах. Применительно к задаче медицинской диагностики в книге исследована архитектура GPU-кластеров и определены оптимальные параметры ультразвуковых томографических комплексов. Модельные расчёты выполнены на суперкомпьютере МГУ «Ломоносов». Книга содержит задачи математического практикума, которые необходимо решать с использованием технологий параллельного программирования MPI/ OpenMP, CUDA/OpenCL и др. Самостоятельно решая эти задачи на компьютерах с графическими картами или суперкомпьютерах, можно получить ценный опыт математического моделирования и применения суперкомпьютерных технологий в современной вычислительной диагностике. Данная книга предназначена для студентов, аспирантов и научных сотрудников, чья деятельность связана с математическим моделированием, разработкой методов решения обратных задач вычислительной диагностики, параллельными вычислениями.;Гриф:Рекомендовано Учёным советом Научно-исследовательского вычислительного центра (НИВЦ) Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова для использования в учебном процессе