《医学信息处理新技术备课讲稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《医学信息处理新技术备课讲稿（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章医学信息处理新技术 参考文献 雷万云 云计算技术 平台及应用 清华大学出版社埃里克 托普 颠覆医疗大数据时代的个人健康革命 电子工业出版社唐雄燕等 基于物联网的智慧医疗技术及其应用 电子工业出版社冯建 物联网技术概论 机械出版社 云计算概念及技术基础 什么是云计算 你所知道的云计算有哪些应用 云计算定义 2006年8月 Google首席执行官埃里克 施密特首次提出 云计算 CloudComputing 的概念Wiki对云计算的定义是一种基于互联网的计算方式 通过这种方式 共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备 云计算定义 美国国家标准和技术研究院 NIST 的定义云计算是
2、一种按使用量付费的模式 这种模式提供可用的 便捷的 按需的网络访问 进入可配置的计算资源共享池 资源包括网络 服务器 存储 应用软件 服务 只需投入很少的管理工作就能够快速提供这些资源 与服务供应商进行很少的交互 云计算四大特征 云计算的核心思想 是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度 构成一个计算资源池 向用户按需服务 提供资源的网络被称为 云 云 中的资源在使用者看来是可以无限扩展的 并且可以随时获取 按需使用 随时扩展 按使用付费 四大特征 按需自助获取服务 服务可计量网络接入方式 无所不在的网络访问响应和释放对应的服务 快速弹性获取资源池中的计算资源 划分用户独立的资源池 云计算的
3、技术基础 分布式计算 DistributedComputing 并行计算 ParallelComputing 效用计算 UtilityComputing 网络存储 NetworkStorageTechnologies 虚拟化 Virtualization 负载均衡 LoadBalance 热备份冗余 HighAvailable 分布式计算 广义分布式计算定义 研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分 然后把这些部分分配给许多计算机进行处理 最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果 中科院定义 在两个或多个软件互相共享信息 这些软件既可以在同一台计算机上运行 也可以在通
4、过网络连接起来的多台计算机上运行 工作原理 开发计算用服务端和客户端 服务端负责将计算问题分成许多小的计算部分 然后把它分配给许多联网参与计算的计算机进行并行处理 最后将这些计算结果综合起来得到最终的结果 并行计算 用多个处理器来协同求解同一问题 即将被求解的问题分解成若干个部分 各部分均由一个独立的处理机来并行计算 并行计算系统既可以是专门设计的 含有多个处理器的超级计算机 也可以是以某种方式互连的若干台的独立计算机构成的集群 通过并行计算集群完成数据的处理 再将处理的结果返回给用户 并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行 时间上的并行 是指流水线技术空间上的并行 是指多个处理机并发的执行
5、计算 并行计算流程 效用计算 一种基于计算资源使用量付费的商业模式 服务提供商产生客户需要的计算资源和基础设施管理 客户从计算资源供应商获取和使用计算资源并基于实际使用的资源付费 效用计算的具体目标是结合分散各地的服务器 存储系统以及应用程序来立即提供需求数据的技术 使得用户能够象把灯泡插入灯头一样来使用计算机资源 网络存储 NAS NetworkAttachedStorage 网络附加存储 即将存储设备通过标准的网络拓扑结构 例如以太网 连接到一群计算机上 NAS是部件级的存储方法 它的重点在于帮助解决迅速增加存储容量的需求 SAN存储区域网 StorageAreaNetwork 是独立于服
6、务器网络系统之外的高速光纤存储网络 这种网络采用高速光纤通道作为传输体 以SCSI 3协议作为存储访问协议 将存储系统网络化 实现真正的高速共享存储 SAN网络存储组成结构 虚拟化 是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机 在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机 每个逻辑计算机可运行不同的操作系统 并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响 从而显著提高计算机的工作效率 虚拟化 不同层次的虚拟化技术 桌面虚拟化 应用虚拟化 整合应用与数据 服务器虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 整合服务器 存储和网络资源 应用 应用 虚拟机 虚拟机 网络 存储 服务器 桌面虚拟化 通过虚拟化技术
7、将桌面与底层硬件分离 使桌面操作系统 应用程序和数据能够以独立的方式进行管理 服务器虚拟化 在一台物理主机上虚拟出多个虚拟机 VM 各个虚拟机之间相互隔离 并能同时运行相互独立的操作系统 客户操作系统通过虚拟机管理器 VMM 访问实际的物理资源 负载均衡 LoadBalance 其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行 它是建立在现有网络结构之上 它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽 增加吞吐量 加强网络数据处理能力 提高网络的灵活性和可用性 内建InboundLoadBalance 链路负载均衡 ServerLoadBalancing 服务器负载均衡 VPNTrunk负载均
8、衡 负载均衡 云计算与桌面计算 传统桌面计算 以PC为中心 实现程序的本地安装和使用 以及文件的本地存储和管理 云计算 以文件为中心 实现程序的远程使用 远程存储和管理 提供了更多的存储和处理能力带来了信息获取 数据处理和分析 以及从全球任何地点连接人和资源的新方法最终用户再也不会被完全绑定到一台PC 一个地点或一个网络 云计算的服务模型和部署方式 1 基础设施即服务IaaS InfrastructureasaService 2 平台即服务 PlatformasaService PaaS 3 软件即服务 SoftwareasaService SaaS 基础设施即服务IaaS IT基础设施 计算
9、资源 存储资源 网络资源 中间件资源 数据库资源指云系统对消费者提供处理 存储 网络及基础计算资源的一种能力 用户可以利用云系统配置和运行任意软件如操作系统 或使用硬件资源 如虚拟机 但是不必管理 控制 维护云中的设施 不必花费时间 人力 财力去购买服务机等计算机硬件和配置系统软件 维护计算机系统等成本 而是通过网络得到一个可用的计算机系统 虚拟机 云基础设施根据布置模式不同 通常可以分为私有云 公有云和混合云 IaaS服务内容和业务特征 IaaS服务内容网络和通信系统提供的通信服务服务器设备提供的计算资源数据存储空间提供的存储服务操作系统 中间件和数据库等软件服务IaaS业务特征用户获得的是
10、IT资源服务用户通过网络获得服务用户能够自助服务按需计费 平台即服务PaaS 提供开发环境 服务器平台 硬件资源等服务给用户 用户可以在服务提供商的基础架构基础上开发开发程序并通过互联网和其服务器传给其他用户 PaaS能够提供企业或个人定制研发的中间件平台 提供应用软件开发 数据库 应用服务器 试验 托管及应用服务 为个人用户或企业的团队协作 软件即服务SaaS 软件厂商将应用软件统一部署在服务器或服务器集群上 通过互联网提供软件给用户 用户也可以根据自己实际需要向软件厂商定制或租用适合自己的应用软件 通过租用方式使用基于Web的软件来管理企业经营活动 软件厂商负责管理和维护软件 云计算部署
11、私有云 公有云 社区云和混合云私有云 为某个机构服务内部构建的云计算服务模式 通常限于机构内部使用 不对外开放 既可独立运作 也可委托第三方管理公有云 资源以服务的方式提供给大众或广大企业群体 资源可以是应用程序平台或基础设施 提供的服务被公众所拥有社区云 支持某个具有共同需求的社区 混合云是通过标准化的技术将两个以上的云组合到一起的方式 每种云保持独立 云计算的特点 1 优化资源 动态管理虚拟化技术 将计算资源加以抽象 对外提供统一的逻辑接口 实现资源共享和有效利用 2 海量存储 高速计算分布式存储技术实现海量存储 3 管理可靠 保护隐私 云存储的结构模型 云存储的结构模型 1 存储层 存储
12、层是云存储最基础的部分 采用SAN或NAS存储设备 2 基础管理层 通过集群 分布式文件系统和网格计算等技术 实现云存储中多个存储设备之间的协同工作 对外提供同一种服务 3 应用接口层 不同的云存储运营商开发不同的应用服务接口 提供不同的应用服务 4 访问层 任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统 享受云存储服务 本章主要内容 云计算概念及技术基础云计算在医疗中应用物联网概念及技术基础物联网与智慧医疗 云计算应用案例 Amazon AmazonWebServices AWS 是Amazon公司提供的一组网络服务或者云服务AWS面向应用开发人员 为客户端应用和Web网站提供
13、在线服务 AmazonElasticComputeCloud EC2 弹性计算云提供了快速可扩展 可重构的计算资源极大方便了web应用的开发和维护以简单的web服务接口向用户提供计算资源改变了计算的商业模型 Payasyouuse 哈佛医学院将IT平台搭建在AmazonEC2上 形成私有云 管理 交流 工作 共享 GoogleCharts 云计算应用案例 Google 不管你是否意识到 Google正在改变我们的生活方式 Google云计算 以用户数据为中心 数据存储在 云 中数据访问不受地理位置限制数据能够很方便地共享 金蝶医疗hBOS 金蝶hBOS云平台区域卫生信息平台 数字化医院 居民健
14、康服务和管理 曙光云计算医疗云解决方案 江西医疗云项目是为江西省搭建在无锡城市云计算中心的医疗信息系统 覆盖了江西省宜春 赣州 南昌和九江四个市及县的一级医院 共计4000多个终端 具有以下优势 1 数据安全 2 信息共享 3 动态扩展 4 布局全国 本章主要内容 云计算概念及技术基础云计算应用案例物联网概念及技术基础物联网与智慧医疗 物联网的概念 定义 P244 物联网是指通过智能感应装置 射频识别 RFID 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器 气体感应器等信息传感设备 按约定协议 把任何物品与互联网连接起来 进行信息交换和通信 以实现智能化识别 定位 跟踪 监控和管理的一种网络 物联网的
15、概念 定义 意义 实现了物理空间与数字空间的无缝连接 物联网的概念 定义 在 未来之路 中 比尔 盖茨已经提及物联网概念只是当时受限于无线网络 硬件及传感设备的发展 并未引起重视 MITAuto IDCenter提出物联网概念即把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来 实现智能化识别和管理 日本总务省提出u Japan 希望在2010年将日本建设成一个 Anytime Anywhere Anything Anyone 都可以上网的环境 韩国政府制定了u Korea战略 20世纪40年代 早在20世纪40年代 美国数学家诺伯特 维纳在其代表作 控制论 或关于在动物和机器中的通讯和控制
16、的科学 中已提出了物联网的最初思想 美国总统奥巴马提出 智慧的地球 概念即 互联网 物联网 智慧地球 以此做为经济振兴战略 国务院总理温家宝提出 提出尽快建立中国的传感信息中心 并形象地称为 感知中国 中心 把我国物联网研究和应用推向新的高潮 2005 11 国际电信联盟 ITU 发布了 ITU互联网报告2005 物联网 报告指出 无所不在的 物联网 通信时代即将来临 物联网的概念 物联网的发展历程 物联网的技术基础 全面感知 利用RFID 传感器 二维码等随时随地获取物体的信息 可靠传递 通过各种网络融合 业务融合 终端融合 运营管理融合 将物体的信息实时 准确地传递出去 智能处理 利用云计算 模糊识别等各种智能计算技术 对海量数据和信息进行分析和处理 实现对物体实时智能化控制 物联网是在计算机互联网的基础上 利用RFID 无线数据通信等技术 构造一个覆盖世界上万事万物的 InternetofThings 通过物联网可以使日常生活中的物体有 感觉 有 思想 会 说话 会 思考 会 行动 实现人与物的对话 物联网的关键技术 原理 物联网 RFID等智能感应装置 Internet 本质
