[发明专利]一种云蒙特卡罗状态机系统和架构方法

权利要求书

1.一种云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：包括主控端、数据处理中心和运算中心，其中主控端、数据处理中心和运算中心之间通信连接；

所述的主控端适于将计算任务分成若干子任务，并将子任务分配给运算中心执行，通知数据处理中心关于运算中心所执行计算任务的分配状态、任务内容并向其传送计算任务所需的输入数据，以及监控运算中心；

所述的数据处理中心适于从主控端处获取输入数据，并将输入数据传送给运算中心，以及将运算中心的计算结果进行后处理，并反馈给主控端；

所述的运算中心适于执行主控端分发的计算任务，接受数据处理中心传输的数据、报告主控端任务完成状态。

2.根据权利要求1所述的云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：所述的主控端为主控云计算机；

或所述的主控端将运算中心的任务完成状态通知数据处理中心。

3.根据权利要求1所述的云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：所述的数据处理中心包括随机数种子生成器；

或所述的运算中心包括随机数种子生成器：

或所述的任务完成状态包括接收任务状态、完成任务进度、完成任务结果、任务结果存储位置。

4.根据权利要求1所述的云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：传送给运算中心的输入数据为预处理数据；所述的预处理由主控端或数据处理中心来实现；所述的预处理为将输入数据转换成运算中心所需的格式；

或所述的后处理包括求和、归一化、去噪、重采样、求解误差、格式标准化等中的一种或一种以上；

进一步，所述的求和是指将蒙特卡罗计算完成的三维网格剂量数据相加，即合并网格剂量；

所述的去噪采用Savitzky-Golay滤波器、各向异性过滤、小波阈值滤波；

所述的重采样为下采样或升采样。

5.根据权利要求1所述的云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：所述的云蒙特卡罗状态机系统中包含若干个运算中心，适于配置处理多个运算数据中心的数据，或作为其他运算中心的备用机；

或所述的运算中心报告主控端任务完成状态的方式为主动推送或被动应答。

6.根据权利要求1所述的云蒙特卡罗状态机系统，其特征在于：所述的监控方法包括但不限于：主动发送或者被动接收心跳包、主动请求或者被动接收计算进度、主动请求或者被动接收计算结果相关信息。

7.一种云蒙特卡罗状态机系统的架构方法，适于在云蒙特卡罗状态机系统中执行，其特征在于：包括如下步骤：

(1)主控端将计算任务分成若干个子任务，然后将子任务分配给运算中心，并通知数据处理中心关于各运算中心的任务分配状态和任务内容；

(2)主控端把输入数据传送给数据处理中心，运算中心从数据处理中心处获得数据后执行计算任务；

(3)各运算中心的计算任务完成后，将计算结果反馈给主控端；待各运算中心的计算任务全部完成或完成计算任务的运算中心的比例达到预设的完成比率阈值后，主控端将运算中心的计算结果通知数据处理中心；

(4)数据处理中心对运算中心的计算结果进行后处理，将最终计算结果反馈给主控端。

8.根据权利要求7所述的云蒙特卡罗状态机系统的架构方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述的子任务为以下一种或多种：GPU并行任务、CPU并行任务或CPU-GPU混合并行任务；

或子任务的分配方式为每个运算中心分配一个子任务；

或所述的步骤(1)中，每个子任务配送有至少一个随机数种子，其中随机数由主控端随机分配或运算中心生成，每个随机数种子不重复；

或所述的步骤(2)中，数据为器官名称、靶区位置、等剂量线分布、剂量体积直方图。