生物醫(yī)學(xué)計算平臺管理和運(yùn)行維護(hù)

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[摘要]生物醫(yī)學(xué)是一門新興的學(xué)科，它是應(yīng)用了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)的理論和方法而發(fā)展起來。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，計算機(jī)科學(xué)已經(jīng)深度參與和滲入到生物技術(shù)的研究之中了。生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用多屬于大規(guī)模計算密集型應(yīng)用，而生物醫(yī)學(xué)研究中也越來越頻繁地涉及到大數(shù)據(jù)存儲和高性能集群運(yùn)算需求技術(shù)，所以需要采用大規(guī)模的計算環(huán)境支持。

[關(guān)鍵詞]生物醫(yī)學(xué)；計算平臺；管理模式；運(yùn)行與維護(hù)

近幾年，隨著生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的飛速發(fā)展，大規(guī)模生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用計算平臺正從傳統(tǒng)的以計算集群為基礎(chǔ)的網(wǎng)格環(huán)境向高性能計算環(huán)境快速發(fā)展，以承載和支撐大規(guī)模生物與醫(yī)學(xué)為中心任務(wù)，充分利用其并行運(yùn)算和大數(shù)據(jù)處理的能力，為大數(shù)據(jù)提供高效的處理和分析機(jī)制。

一、生物醫(yī)學(xué)計算平臺的有效管理

（一）生物計算平臺發(fā)揮的作用以及工作宗旨

其作為相對獨(dú)立的輔助部門存在，為教學(xué)科研提供保障，最大限度地發(fā)揮資源的利用率，提供一流的生物醫(yī)學(xué)計算和存儲等服務(wù)工作。因此，計算平臺是否能夠按需求服務(wù)，科研和教學(xué)用戶對平臺服務(wù)是否滿意，如何通過創(chuàng)建和創(chuàng)新服務(wù)而為生物醫(yī)學(xué)研究創(chuàng)造更多的價值等一系列問題，依然是需要關(guān)注的重點(diǎn)問題。

（二）生物計算平臺所面臨的建設(shè)、運(yùn)營等主要問題

一方面，各實(shí)驗室和院所的發(fā)展對生物計算平臺的建設(shè)提出許多新的挑戰(zhàn)，需要長遠(yuǎn)目光和快速響應(yīng)，比如每年的項目申報。另一方面，因頻繁變化的業(yè)務(wù)使計算平臺日常管理遭遇很多突發(fā)狀況，如臨時停電、軟硬件技術(shù)故障、突擊檢查等，要求提前做好充分的準(zhǔn)備工作。

（三）生物計算平臺服務(wù)管理的廣度和深度

生物計算機(jī)平臺對人、基礎(chǔ)設(shè)施、信息資產(chǎn)、其他資產(chǎn)的管理，范圍廣，涉及到的面多，只有抓住信息這個要素以信息管理為重點(diǎn)，以流程為指標(biāo)，建立標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)級別，并進(jìn)行模塊化管理。

（四）定制的服務(wù)體系構(gòu)架

1）服務(wù)級別管理：計算機(jī)平臺的核心使命是為各類用戶提供滿意的存儲及計算服務(wù)，因此立足于平臺的實(shí)際，針對不同用戶的特點(diǎn)，制定和實(shí)施相匹配的用戶服務(wù)協(xié)議，是衡量平臺工作的核心標(biāo)準(zhǔn)之一。

2）財務(wù)管理：計算機(jī)平臺逐年累月積累下來的教學(xué)和科研經(jīng)驗，必須考慮投入和產(chǎn)出效益。因此，需要設(shè)計預(yù)算和計費(fèi)管理、運(yùn)維的管理、對外服務(wù)的管理等，費(fèi)用約定應(yīng)明確體現(xiàn)在服務(wù)協(xié)定上，這對改善計算平臺的運(yùn)維和服務(wù)質(zhì)量，提升平臺的使用平率都十分必要。

3）持續(xù)可用性管理：作為一個重點(diǎn)建設(shè)，任務(wù)繁重的計算平臺，必須在人員、技術(shù)、資產(chǎn)等方面進(jìn)行持續(xù)管理。并必須明確計算平臺服務(wù)需求，這樣平臺的工作目標(biāo)才是明確的，這樣優(yōu)化和基礎(chǔ)構(gòu)架才有實(shí)用性。

4）事故能力的管理：為避免用戶違規(guī)、例外操作等造成的事故，計算機(jī)平臺需要制定嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上規(guī)范操作、記錄操作事故現(xiàn)象、分析并給出報告，以達(dá)到與用戶溝通、減少事故次數(shù)、提高服務(wù)質(zhì)量的目的。計算平臺需要通過合理的崗位設(shè)置，來實(shí)現(xiàn)各類服務(wù)，并通過對人員的培訓(xùn)，以及對資源的優(yōu)化合理配置，來發(fā)揮計算平臺投資的最大效能。

5）問題配置管理：為兌現(xiàn)服務(wù)協(xié)議，降低事故損失，有必要開展事前分析，找出潛在因素，減少服務(wù)成本和對用戶的影響。而合理地配置是計算機(jī)平臺軟件協(xié)同、高效工作的基石，對系統(tǒng)的配置項需要定期確認(rèn)，以確保變更管理和日志。

6）變更管理：科學(xué)試驗的流程變更需要合理管理，因計算平臺面向的用戶眾多，擁有的信息資源有限，而在實(shí)際過程中，用戶的使用權(quán)限或端口會經(jīng)常進(jìn)行變更，所以用戶出于自身需要對軟硬件的變更也是變更管理工作的重點(diǎn)。為使IT技術(shù)信息透明化，應(yīng)定期有關(guān)產(chǎn)品的配置項信息，而計算機(jī)平臺通常使用可信第三方提供的軟件產(chǎn)品。

二、生物醫(yī)學(xué)計算平臺的合理化運(yùn)維

（一）生物醫(yī)學(xué)計算平臺下的用戶維度

在傳統(tǒng)模式下，業(yè)務(wù)系統(tǒng)與物理服務(wù)器明確對應(yīng)，而采用計算平臺后，是利用虛擬服務(wù)器進(jìn)行服務(wù)的，其數(shù)量會動態(tài)增減。如要查看客戶滿意度、群集開機(jī)率、任務(wù)按時完成率以及平均等待時間，都可以在計算平臺中操作實(shí)施。因計算平臺面向的用戶面廣，所以用戶維度是關(guān)鍵。在為各類用戶提供滿意的計算平臺服務(wù)，并達(dá)到與客戶之間的良好溝通，才能對計算平臺的使用率以及良好的信譽(yù)有很大的提升。

（二）生物醫(yī)學(xué)計算平臺下科研項目與業(yè)績的維度

隨著生物醫(yī)學(xué)計算平臺的發(fā)展，國家極度重視生物醫(yī)學(xué)，為該科學(xué)投入了大量的物力財力，鼓勵科研人員的積極參與，將計算平臺累積下來的寶貴科研資源進(jìn)行研究、分析、整合。在預(yù)算成本的控制范圍內(nèi)，科研工作者研究開發(fā)科研項目的同時，又為國家科研項目開源節(jié)流、控制成本，這對改善對外服務(wù)管理、項目成本以及完善計算平臺都起到了極大的促進(jìn)作用，為國家在科研上的可持續(xù)發(fā)展打開了便利之門。

（三）生物醫(yī)學(xué)計算平臺下建立面向客戶服務(wù)的虛擬化共享系統(tǒng)

計算機(jī)平臺下，協(xié)助客戶運(yùn)維管理部門實(shí)現(xiàn)從成本中心向價值中心的轉(zhuǎn)化，突出體現(xiàn)在計算平臺下科技價值體系的貢獻(xiàn)與重要性。國家在計算平臺下虛擬化的管理與技術(shù)還相對比較薄弱，所以這就要求在提高運(yùn)維管理效率、降低運(yùn)維資源投入的前提下，改善和提高計算平臺的運(yùn)行模式，讓用戶在虛擬化的系統(tǒng)下，有權(quán)共享系統(tǒng)資源。虛擬化共享系統(tǒng)根據(jù)用戶可能需要的服務(wù)將進(jìn)行分類，生成相應(yīng)的虛擬機(jī)模板。系統(tǒng)自動會在用戶提出申請需要時，從存儲系統(tǒng)取出虛擬機(jī)模板，根據(jù)模板生成相應(yīng)的虛擬機(jī)，并自動對其他所需資源進(jìn)行配置，自動測定資源余量，然后提交到一個有資源余量的物理機(jī)上運(yùn)行，最后給提出申請的用戶進(jìn)行分配。

（四）生物醫(yī)學(xué)計算平臺下資源的優(yōu)化使用

在醫(yī)院數(shù)據(jù)中心，提供的服務(wù)和很多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行時間段不同，多數(shù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)在白天的訪問量較大，晚上則相對較小。服務(wù)器在采購數(shù)據(jù)時，峰值是日常值的幾倍甚至幾十倍，這就導(dǎo)致大部分日常時間中服務(wù)器多數(shù)空閑，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。在計算機(jī)平臺下，虛擬服務(wù)與自動化服務(wù)相結(jié)合，可以使系統(tǒng)資源得到最優(yōu)化的使用，可設(shè)定各系統(tǒng)的服務(wù)時間段，在系統(tǒng)使用量較小的時候，減少該服務(wù)使用數(shù)據(jù)量、釋放其占用資源，將這些資源轉(zhuǎn)交給其他服務(wù)和系統(tǒng)。也可關(guān)閉不提供服務(wù)的服務(wù)器，以節(jié)省電力。

三、結(jié)語

為了有效提高管理與運(yùn)維效果，在生物醫(yī)學(xué)計算平臺的管理實(shí)踐中，我們對其中的部分進(jìn)行了因地制宜的修改、增減和實(shí)施，并在平臺內(nèi)部進(jìn)行了相對嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化和文檔化記錄。而生物醫(yī)學(xué)計算平臺的管理與運(yùn)維對促進(jìn)我國的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，以及對現(xiàn)代化的可持續(xù)發(fā)展都有著積極的促進(jìn)作用。

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作者：曹福凱 劉阿玲 單位：華北理工大學(xué) 華北理工大學(xué)冀唐學(xué)院