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SOA技术在高性能计算领域的应用

2016-10-18付强

电脑知识与技术 2016年21期
关键词:架构

付强

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摘要:面向服务的体系结构已经在IT行业得到了广泛认可,人们对如何利用这项技术仍然不知所以。事实上,SOA是一种思想,一种架构策略,它的核心是将企业应用中分散的功能组织起来,形成一种企业内部的标准服务,来满足业务发展的需求,并不是只有当你有了很多的应用的时候,SOA的需求才爆发出来的。作为高性能计算应用领域,如何利用SOA理念来实现资源共享和计算协作是一个与实际应用领域息息相关的事。本文将从下面几个方面来说明这个问题:是从大而全的方面来考虑SOA技术的应用,还是从一个领域,甚至是一个项目的开发来着手SOA理念的实现;SOA理念与中间件技术是否是同样的内涵;如何在高性能计算领域使用SOA技术。最后,通过一个具体的项目架构设计来阐述如何利用SOA理念。

关键词:SOA;高性能计算;架构

中图分类:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)21-0200-03

至今为止,SOA已经成为众多公司架构师口中频繁出现的专业词汇,无论是SUN、HP、IBM还是软件提供商BEA都宣称SOA将是公司今后发展的主要指导思想,在国内,甚至有人声称出现了“软件SOA年”。

高性能计算(HPC)是一个历史悠久的领域,目前它已经从一种单纯的关心并行架构中代码的执行效率的方法,发展成为密切关注整个分布式系统的效率方法。现代HPC与进行复杂、大量计算的计算机相似,非常关心如何快速的访问网络中的计算资源和计算服务。HPC的理想前景就是使用大范围的计算能力能够像电网中无缝传输的电流一样,在网络中得到更加透明、更加高效的利用和传输。

当SOA成为一种流行术语时,希望实现HPC理想的重担就落在它的身上。但是SOA究竟是什么?SOA能为我们做些什么?SOA与中间件技术有什么关系?高性能计算领域如何利用SOA理念?这些都成为困扰应用人员的问题。

1 SOA与高性能计算

SOA是什么?SOA(Service-Oriented Architecture)是一个架构设计理念,是一种策略,它不是软件产品,因此任何人都不可能通过购买来得到SOA。它的主要作用是将企业应用中的分散功能组织成可共享的标准服务,而且机构可以快捷地组合和重用这些服务,来满足业务要求。为达到这个目的,SOA主张开发业务应用时应遵循粗粒度、松耦合、统一标准的基本原则。

从定义来看,SOA是面向服务管理的基础设施,强调软件项目的整体设计与规划,这是不是说使用SOA理念来建设一个项目,只能从顶层设计开始,只能从上而下呢?事实上,SOA的理念就是要人们从架构设计开始关注一个项目的建设,但作为规划者不可能了解具体每一个业务的技术细节,更何况业务部门的需求还是在不停变化的。特别是高性能计算领域,如何针对不同业务局对应用的需求进行数据交换,制定数据传输、存储标准,并和其他应用系统融合,才能最大化效用,提高领域的生产效率。这些问题都是每个业务局必须要考虑的。 因此在这个过程中,高性能计算应用领域的推动力至关重要,他必须了解业务流程,又有全局观,从而形成自下而上的推动力,而架构师可以从一个项目或者一个应用来实现SOA理念。

高性能计算领域最主要的资源是高性能计算机系统,随着集群系统的普及,如何共享这些计算资源和计算服务是高性能计算领域必须解决的问题,于是计算网格应运而生,它主要是利用网格中间件为用户提供透明使用各种计算资源与计算服务的途径,解决应用之间互联互通,应用模块化的问题。从网格中间件的功能以及虚拟化各种计算资源和计算软件的过程来看,网格中间件采用的策略与SOA是一致的。那么,中间件策略与SOA是什么关系呢?中间件主要是在应用级这个层面上整合、构建企业的架构,它是一种基础设施,而SOA的范畴更广,它主要强调对服务的管理,也就是说SOA技术可以在一个容器中一次性取代基本流程、消息传递、多线程、执行环境,使应用开发人员可以把注意力放在编写应用逻辑上。同时SOA技术将使网格计算变得更容易,而网格中间件是成功的SOA技术的一个重要的实现。这有点像BEA的产品Weblogic和AquaLogic之间的关系。不过在具体的应用领域使用SOA技术还得依据领域的实际需求。一个非常有意思的例子就是:高性能计算领域面临的计算任务往往需要运算很长时间,所以计算软件总会设置断点接续的功能,这就需要用户能控制断点信息文件,而SOA技术(网格中间件)强调的是如何整合分散能力并为用户提供资源的透明使用手段,这就需要有个折中,即断点文件不能对用户是透明的。下面将通过一个实际应用领域的架构设计来说明具体的实施方案。

2 领域需求

从本领域的调研发现,目前大多数前期的研究工作都是在个人桌面上完成的,并且每个业务局都希望按照自己的业务流程与特点来开发对应的辅助工具,从已有系统的分析看,大多数的开发工作是重复的。因此,项目首先要提供一种架构,可以按照用户的需求装载不同的工具集并能与已有的工具软件协作完成研究工作,用户只需关注和开发与本身业务相关的处理部分,这样就可以减少“烟囱式”系统的开发与使用,节省开销,提供研究效率。另外,随着业务的进展,业务处理的方法与工具也会发生改变,所以项目应能管理集成环境中的每个功能模块,支持在线更新升级,而这些需求与SOA基本原则相符。总而言之,一线用户需要一个灵活可扩展的应用程序框架来实现这些需求。

其次,无论是个人桌面还是高性能计算节点,用户都需要丰富的应用插件和应用计算服务。这些部件与各局实际业务相关,只有他们自己提供的应用插件与应用服务才是最适合业务流程需要的,这是本项目与业务局合作开发的主要切入点之一,是一种从下至上的架构方式。同时,项目要想提供这些服务与插件,首先必须建立插件与服务的开发标准,所有的开发者在此标准下,可以灵活方便的使用各种不同功能的插件、服务,或自行开发插件、服务。按标准扩展的插件、服务才能很好的同整个相结合,这也是SOA十分看重的。

摘要:人类已经进入了信息网络化时代,而Internet作为当今世界上最大的信息资源网络,涵盖了非常丰富的医学信息资源。该文在阐述医学信息资源检索的重要性基础上,结合笔者经验对国际国内不同医学资源进行研究比较,并探讨一些解决医学信息资源查找利用困难的方法。

关键词:医学信息资源检索;Internet

中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)21-0188-02

21世纪的今天,人类社会已迈入信息化时代,医疗信息化代表着未来医学发展趋势。同时,医疗信息化也是医疗活动必不可少的支撑和手段。医学院校的大学生和广大医学科研人员掌握一定的医学信息管理知识在医疗信息化的大环境显得尤为重要。学习并掌握医学信息检索知识是广大医务工作者构建医学信息管理知识体系,提高信息素养教育的基础。信息素养为终生学习奠定基础,适用于各个学科领域,特别是在新知识新技术发展迅速的医学领域。熟练掌握医学信息检索技能,有利于提高医疗工作效率以及加快医学领域科技创新,有利于满足人民群众日益增长的健康需求。

1医学文献检索对医务工作者的特殊意义

医学信息文献是反映当前医学科技研究的新成果和科技创新的媒介,是传播和交流医学信息的载体和依据[1]。医务工作者需要通过医学文献检索找到所需资料,对掌握医学科技的前沿信息,提升自身的医术水平大有帮助。

1.1通过医学文献检索,提升医术水平

医疗相关从业人员需要具有终身学习的精神,需要洞悉医学领域的最新发展成果,通过医学信息文献检索,掌握医学科技的前沿信息,对提升自身的医技水平和探究人类生命科学的奥秘有着特殊的意义。通过医学文献检索,及时地更新知识,掌握医疗新技术和新方法,与时俱进地增进自身的信息素养,才能更好地成为一个医术精湛的优秀医师。

1.2 医学科研选题的需要

医学科研选题是否具有创新性和实用性,知晓学科领域的最新信息是基础。医学科研选题要避免与他人重复,筛选出有价值、有创新的课题,少不了医学信息检索工具的帮助。

1.3 科研成果的主论依据

医务工作者在把自己的研究成果撰写为论文时,通过检索与课题有关的医学文献,掌握最大量的信息源,再通过自己的分析、判断,去粗取精、对比立论,才能更好的凸显论文的论点及创新点。

1.4 具有较强教学能力的需要

当前,我国各大综合性或专科医院都有培训基层医师、接受进修医师、带医学生临床见习的教学任务。能够完成这些教学工作的医师必须具有丰富广博的医学学科知识。医学科技的发展非常迅速,只有通过医学文献的检索,更广泛地学习相关学科的新技术、新知识,再结合自己的实践经验,才能更好地完成所承担的教学任务,做一名医德高尚、医术高明的导师。

2 医学信息检索的基本知识

1) 医学信息检索的基本概念:结合现代信息技术和学科发展的需要,医学信息检索是指医学信息的有序化识别和查找的过程,即人们根据医学信息需求,采取科学的检索方法,应用专门的检索工具,从浩瀚的信息海洋中迅速,准确地获取所需医学信息的过程。

2) 医学信息检索系统:是为达到特定的医学信息交流目的而建立的一种能够向用户提供医学信息服务的有序化的信息资源集合体。医学信息检索系统一般由下列要素构成:医学信息资源、设备、方法与策略、人。方法与策略包括检索语言、标引方法、信息的组织与管理方法、信息的检索策略与技巧等;人是医学检索系统的能动因素,随着社会网络化程度的不断提高,具有自主检索能力的最终用户将在医学信息检索系统中起到决定性的作用。

3) 医学信息检索工具:信息检索工具是将大量分散无序的信息经过搜集、加工和整理,按照一定的规则和方法进行组织和系统排列,用以存储和查找信息的工具。主要由使用说明、正文(或数据库)、辅助索引和附录4个部分组成。常用的检索工具有如下类型:手工检索工具、机械检索工具、计算机检索工具、网络信息检索工具。

3 Internet网络信息资源检索

现在Internet网信息资源检索已经成为大多数医务工作者实现医学信息管理的重要工具。由于Internet是一个全球分布式网络上,信息分别存储在各国的主机、服务器上,信息的分散性给检索信息带来了困难。网上信息数量非常庞大,每天的信息流量达万亿比特,用户面对成千上万个链接点信息量,想要迅速、准确地找到所需要的信息是很困难的。特别是医学信息资源储存的各个网站性质不同,信息的广度和深度不同,而且相互交错,检索利用的难度非常高[2]。网络医学信息检索方式智能化检索功能不强,例如,只能检索到含有用户指定的关键词的文件,无法检索出主题上密切相关,但并没有包含这些关键词的文件。要解决医学信息资源查找和利用困难这个问题,有下面多种方法可供我们研究。

3.1 专业搜索引擎

当前,最主要且最常用的网络信息检索工具是基于超文本的搜索引擎。它具有信息检索服务的开放性、超文本的多链接性和操作简易性的特点。一般可分为两类:一类是通用搜索引擎,如百度、新浪等;另一类是专业搜索引擎,即针对某个专门领域或主题采取自动或人工方式进行资源搜集,整理而成的搜索引擎。现代医学的分科越来越细,而通用搜索引擎没有针对医学专业人士需求进行优化,因此检索结果很难满足这类医学用户的查询需求。20世纪90年代中期,人们把数据库技术、网络技术、信息检索技术、医学信息组织管理的有关理论和方法有机地结合起来,推出了专门用于搜索网络医学信息资源的医学各学科专业搜索引擎。如心脏科: CardioGuide,URL: http://www.cardioguide.com;牙科: DentalGuide,URL: http://www.dentalgate.com等 [3]。

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