曹成珠，晏宇鵬，馬曉雨，劉 婧，蘇占海，吳 穹*

（青海大學(xué)醫(yī)學(xué)院，青海 西寧 810001）

通過基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的改革，醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)打破了傳統(tǒng)單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)生理學(xué)、病理生理學(xué)和藥理學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了有效融合，形成了機(jī)能實(shí)驗(yàn)學(xué)課程體系。醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)信號(hào)采集系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各類教學(xué)單位和科研院所，基本可替代以前的刺激器、放大器、記錄儀等，在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮其在教學(xué)中的作用，同時(shí)采用的技術(shù)手段應(yīng)盡量減少實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本，減少人力資源投入，提高管理效力。醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站的架設(shè)使得這些問題迎刃而解，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能使傳統(tǒng)的機(jī)能實(shí)驗(yàn)室在原有基礎(chǔ)上低成本升級(jí)，減少實(shí)驗(yàn)人員的工作量，大大提高工作效能。

1 使用情況

目前，醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)大部分都采用了有盤系統(tǒng)，為確保系統(tǒng)正常工作運(yùn)行，需定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作頻繁，學(xué)生的電腦操作水平參差不一，加之維護(hù)過程中新舊電腦同時(shí)存在，增大了維護(hù)難度，需要大量人力、物力投入。同時(shí)，由于操作系統(tǒng)中軟件保護(hù)系統(tǒng)雖在一定程度上對(duì)操作系統(tǒng)能夠起到防護(hù)作用，可防止病毒的入侵。但是，這也在一定程度上限制了操作系統(tǒng)運(yùn)行的速度，影響信號(hào)采集系統(tǒng)的運(yùn)行。而且，由于硬盤保存功能缺陷，在各類醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中所記錄的數(shù)據(jù)若未及時(shí)恰當(dāng)進(jìn)行保存，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的丟失，這對(duì)于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)而言是一較大損失。醫(yī)學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展并進(jìn)步迅速的學(xué)科，其對(duì)相關(guān)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求也日新月異，機(jī)能實(shí)驗(yàn)教學(xué)所要求的軟件需要不斷推陳出新，有盤系統(tǒng)所需要安裝的軟件數(shù)量巨大，這無疑對(duì)硬盤的要求越來越高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行速度緩慢。

2 工作原理

所謂醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站，是指在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí)，要求在局域網(wǎng)內(nèi)配置一臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)器。這臺(tái)系統(tǒng)服務(wù)器需要具備同時(shí)保障自身操作系統(tǒng)和整個(gè)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)無盤工作站正常運(yùn)行的操作系統(tǒng)。這意味著其他客戶端無盤工作站的機(jī)箱中主板、內(nèi)存等硬件是存在的，但不存在硬盤。為保證整個(gè)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室的工作正常運(yùn)行，還要求機(jī)能無盤工作站內(nèi)的網(wǎng)卡必須配置引導(dǎo)芯片。在啟動(dòng)整個(gè)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站時(shí)，可引導(dǎo)芯片能從系統(tǒng)服務(wù)器中快速準(zhǔn)確獲取所需數(shù)據(jù)供用戶使用。簡(jiǎn)言之，無盤工作站其實(shí)就是把主機(jī)和硬盤分離，只執(zhí)行操作不執(zhí)行存儲(chǔ)。通俗地說，這是一種類似于當(dāng)前網(wǎng)吧的工作站建設(shè)[1]。無盤工作站在正常工作過程中，需要先在局域網(wǎng)范圍內(nèi)確定一臺(tái)服務(wù)器，這臺(tái)服務(wù)器具備自身操作系統(tǒng)和相應(yīng)的無盤軟件管理系統(tǒng)以確保網(wǎng)絡(luò)連接通暢。當(dāng)實(shí)驗(yàn)者打開計(jì)算機(jī)時(shí)，自動(dòng)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)傳送到服務(wù)器，服務(wù)器接收信息后，調(diào)取配置好的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)送啟動(dòng)數(shù)據(jù)信號(hào)，由此完成相應(yīng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)[2-3]。

3 建設(shè)優(yōu)點(diǎn)

3.1 節(jié)省經(jīng)費(fèi)

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用硬盤系統(tǒng)，硬盤在使用過程中需要處理大量的數(shù)據(jù)，長(zhǎng)時(shí)間的使用下極易造成硬盤的損害。硬盤一旦受損則需要及時(shí)更新，耗費(fèi)大量資金。無盤工作站意味著實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的每臺(tái)電腦不再需要獨(dú)立的硬盤和光驅(qū)，不再需要不定期地對(duì)這些硬件設(shè)施進(jìn)行維修、更新和損壞更換，大大節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和建設(shè)成本[4]。

3.2 便于管理，易于維護(hù)

無盤工作站除了節(jié)省大量資金外，更為突出的優(yōu)點(diǎn)是其為實(shí)驗(yàn)室管理人員提供了便利。便捷的實(shí)驗(yàn)室維護(hù)和管理方式是機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站的一大優(yōu)勢(shì)。工作站的服務(wù)器能夠?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的文件和各種應(yīng)用軟件集中管理，因此僅靠實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的服務(wù)器便可完成對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)，無需對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有設(shè)備一一進(jìn)行。另外，整個(gè)軟件系統(tǒng)升級(jí)也只需在服務(wù)器上配置一次，無需單獨(dú)進(jìn)行，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的所有設(shè)備都可以同步進(jìn)行更新。同時(shí)，無盤工作站還具有還原修復(fù)功能，當(dāng)工作站受到不可預(yù)知的外來破壞而功能損傷時(shí)，可以通過其一鍵修復(fù)功能恢復(fù)原有數(shù)據(jù)，這對(duì)于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)而說是具有極大價(jià)值。

3.3 高效率工作，功能強(qiáng)大

無盤工作站所應(yīng)用的軟件極其豐富，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的無盤工作站可以安裝各類常見運(yùn)行軟件。無盤工作站的啟動(dòng)、運(yùn)行速度遠(yuǎn)快于有盤系統(tǒng)。其配置的高速磁盤列陣，具備大內(nèi)存，大緩存，高速多核CPU等，賦予其極高的響應(yīng)速度，極大地提高工作效率和工作站性能[5]。無盤工作站內(nèi)容豐富，每個(gè)工作站都共享服務(wù)、開放資源。這一優(yōu)勢(shì)提供了本校實(shí)驗(yàn)室與其他高校實(shí)驗(yàn)室建立友好合作與資源共享的條件。

3.4 安全性好

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電腦不再單獨(dú)配置硬盤，避免了因?yàn)閷W(xué)生不正確操作所造成的硬盤損害，不必?fù)?dān)心惡意攻擊和破壞，可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的無人值守及零維護(hù)，只需要安裝殺毒軟件定期對(duì)電腦進(jìn)行殺毒維護(hù)，再也不用整天手忙腳亂地Ghost硬盤了。

4 建設(shè)難點(diǎn)

4.1 服務(wù)器工作負(fù)荷大，要求較高

無盤工作站意味著整個(gè)實(shí)驗(yàn)室大部分資源和工作的需要是由服務(wù)器承擔(dān)的，無疑增加了對(duì)服務(wù)器性能的要求和工作負(fù)荷。服務(wù)器性能的高低和運(yùn)行的穩(wěn)定性是保障整個(gè)實(shí)驗(yàn)室正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素。若出現(xiàn)服務(wù)器的功能障礙，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)行受到損害，將造成全局癱瘓[6]。

4.2 假死現(xiàn)象的出現(xiàn)

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有設(shè)備同時(shí)工作時(shí)，由于所有客戶端的操作均需要服務(wù)器進(jìn)行支持，在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸擁堵或系統(tǒng)程序發(fā)生障礙時(shí)，易導(dǎo)致假死現(xiàn)象的發(fā)生，所謂假死，即是系統(tǒng)操作遲緩或反應(yīng)卡頓。

4.3 高度依賴網(wǎng)絡(luò)

整個(gè)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的資源的下載，系統(tǒng)的更新對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的性能水平要求是相當(dāng)高的。并且當(dāng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有設(shè)備連接服務(wù)器或是運(yùn)行大型試驗(yàn)所需軟件時(shí)，必定要求很高的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，為了保障實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有設(shè)備穩(wěn)定工作，要求所配置的網(wǎng)絡(luò)具備很高的穩(wěn)定性，同時(shí)維持一個(gè)較高的性能[7]。

5 建設(shè)對(duì)策

5.1 投入高性能服務(wù)器

配置的服務(wù)器主板，自帶兩個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)卡接口；CPU是intel 至強(qiáng)E系列，內(nèi)存為服務(wù)器內(nèi)存，帶自我校驗(yàn)（ECC或RECC），且內(nèi)存為8 GB；硬盤選用intel ssd固態(tài)硬盤（240 GB）。利用無盤軟件給硬盤區(qū)分了三個(gè)硬盤作用，分別是回寫盤、讀取盤和鏡像盤。

5.2 配置多個(gè)服務(wù)器

我們結(jié)合本校兩地辦學(xué)的實(shí)際情況，權(quán)衡學(xué)校實(shí)驗(yàn)開展情況和強(qiáng)度，按照相應(yīng)的供需比配備一定的虛擬實(shí)驗(yàn)室機(jī)房，同時(shí)提供多個(gè)服務(wù)器。多個(gè)服務(wù)器的使用可以較為均衡地分擔(dān)工作負(fù)荷，并且當(dāng)一個(gè)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的正常工作。為了確保各個(gè)服務(wù)器使用率均衡，一般可以采用將所有服務(wù)器連接在一個(gè)中控機(jī)房中，同時(shí)各臺(tái)服務(wù)器之間進(jìn)行級(jí)聯(lián)處理。

5.3 服務(wù)器的維護(hù)

為了避免服務(wù)器功能障礙造成數(shù)據(jù)丟失，可以使用數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，在問題出現(xiàn)后及時(shí)通過備份系統(tǒng)將數(shù)據(jù)還原，避免損失。對(duì)服務(wù)器的操作運(yùn)行進(jìn)行嚴(yán)格管理，制定相關(guān)監(jiān)管制度，服務(wù)器上只允許安裝實(shí)驗(yàn)相關(guān)軟件程序，禁止無用軟件安裝，防止加大服務(wù)器工作負(fù)荷，不允許在服務(wù)器上做與課程教學(xué)無關(guān)事情。同時(shí)需要安排專業(yè)人員對(duì)服務(wù)器進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，而且定期對(duì)服務(wù)器進(jìn)行軟件升級(jí)、殺毒以保障服務(wù)器在維持其最優(yōu)性能。

5.4 解決假死現(xiàn)象

定期對(duì)交換機(jī)進(jìn)行檢查與維護(hù)，保障交換器與工作站之間的正常工作，同時(shí)定期檢查設(shè)備連接處是否存在接觸不良現(xiàn)象?；旧线@一類問題是可避免和解決的。

6 醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站投入使用評(píng)價(jià)

本校醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室在相關(guān)經(jīng)費(fèi)支持下投入建設(shè)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站。我們?cè)诮搪毠ず蛥⑴c機(jī)能實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)的學(xué)生之間進(jìn)行問卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站的建設(shè)中教職工和學(xué)生獲益良多。

6.1 學(xué)校教職工的評(píng)價(jià)

對(duì)參與醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站使用的老師進(jìn)行問卷調(diào)查，同時(shí)組織相關(guān)專家對(duì)醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站性能進(jìn)行評(píng)價(jià)與評(píng)定。結(jié)果顯示大部分老師對(duì)醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站予以高度認(rèn)可，給出的優(yōu)點(diǎn)如下：①節(jié)省資金、每臺(tái)電腦主機(jī)都不用硬盤、節(jié)約大量資金；②易于管理，不用擔(dān)心人為隨意關(guān)機(jī)或人員破壞；③速度快，大內(nèi)存、大緩存、高速CPU，加上服務(wù)器用高速磁盤陣，所以響應(yīng)速度極高，使普通工作站性能大幅提升；④內(nèi)容豐富，每個(gè)工作站都共享服務(wù)、開放資源；⑤安全性好。

6.2 在校學(xué)生評(píng)價(jià)

組織在校學(xué)生體驗(yàn)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)改建前后相關(guān)性能的改變，收集學(xué)生反映情況，調(diào)查顯示80%同學(xué)感受到了醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室存在的明顯差距，并且認(rèn)為，醫(yī)學(xué)機(jī)能無盤工作站解決了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室所存在的開機(jī)慢，文件丟失等弊端，同時(shí)由于其安全性能提高，同學(xué)們也表示不必再擔(dān)心實(shí)驗(yàn)過程中因?yàn)椴唤?jīng)意間的小錯(cuò)誤對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施造成的損害。

綜上所述，醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站架設(shè)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，便于管理易于操作，在一定程度上節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，節(jié)省了人力、物力，減少了管理人員的工作量。但在建設(shè)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站時(shí)，其無盤工作本身的性質(zhì)也決定了其在建設(shè)落成后會(huì)存在一些缺點(diǎn)與不足，如服務(wù)器工作負(fù)荷大，要求較高網(wǎng)絡(luò)性能，假死現(xiàn)象出現(xiàn)等。所以，醫(yī)學(xué)院校在架設(shè)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站時(shí)應(yīng)該具體結(jié)合本校實(shí)際情況，全面分析，平衡利弊，切忌只看到其優(yōu)點(diǎn)而忽略其缺點(diǎn)。同時(shí)，在醫(yī)學(xué)機(jī)能實(shí)驗(yàn)室無盤工作站投入使用后，針對(duì)其在運(yùn)行過程中常易出現(xiàn)的問題點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的進(jìn)行分析，找到解決對(duì)策，以保障機(jī)能實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作高效能運(yùn)行。