Cloud computing for medical applications реферат

Обновлено: 04.07.2024

Облачные технологии – это технологии распределенной обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис. Проще говоря, это система, при которой все ваши данные хранятся на удаленном компьютере (сервере) и их обработка также производится там же.

В медицине всегда работали с большим объемом данных, которые до недавнего времени хранились просто в архивах, а затем на локальных серверах внутри организации. Собственно, с этим и был связан основной недостаток таких систем - доступ к информации был возможен также локально, что становится все более неудобным, особенно учитывая все возрастающую мобильность пациентов и быстро разрастающийся объем информации.

Все это привело к тому, что во многих странах, в том числе и в России, встала необходимость интегрировать современные технологии в систему здравоохранения. За последние несколько лет внедрение облачных систем в сфере здравоохранения набирает обороты. На сегодняшний день организации в основном сосредотачиваясь на модернизации подсобных систем, перемещая финансовые, операционные и HR-приложения в облако. В то же время растет потребность в преобразовании и основных медицинских систем и приложений в целях улучшения качества обслуживания пациентов благодаря новым цифровым услугам. И ситуация здесь начинает уже меняться.

Согласно данным опроса HIMSS Analytics, опубликованных в прошлом году, 60% организаций здравоохранения в США уже используют облако для резервного копирования и аварийного восстановления (по сравнению с 38% в 2017 году), а 51% организаций здравоохранения используют его для основных клинических приложений и данных.

Облачные сервисы начинаю пользоваться спросом на медицинском рынке, поскольку они предлагают инфраструктуру, которая позволяет больницам, клиникам, страховым компаниям и исследовательским организациям улучшать свои вычислительные ресурсы при небольших расходах. Но это не единственные преимущества.

Облако может сегодня помочь поддержать тяжелые ИТ-технологии в области здравоохранения, такие как электронные медицинские карты, порталы пациентов, мобильные приложения, медицинские устройства с технологией IoT, и анализ больших данных, лежащих в основе современных систем поддержки принятия решений, а также терапевтические стратегии. Облачные технологии позволяют изменить методику клинических исследований, обеспечив расширенную поддержку обмену знаниями и управлению клиническими испытаниями. При этом потребность в ресурсах ИТ-специалистов могут быть снижены при использовании облачных услуг, поскольку основную долю ответственности несет поставщик облачных услуг.

С операционной точки зрения, облачные службы предлагают масштабируемость и способность быстро адаптироваться к быстрому росту бизнеса.

Поскольку в системе здравоохранения обрабатываются чрезвычайно конфиденциальные данные, современные облачные вычисления удовлетворяют самым серьезным требованиям к безопасности. В частности, они обеспечивают не только защиту от несанкционированного доступа к данным, но и сквозное шифрование при передаче информации, а также максимальный уровень защиты от аварий и чрезвычайных происшествий. Потребность медицинской организации в дефицитных знаниях в области ИТ-безопасности также сведена к минимуму, поскольку это также обеспечивает поставщик облачных услуг, что обходится существенно дешевле, чем держать своих специалистов в этой сфере.

При том, что облачные технологии обещают множество преимуществ, переход в облако не так прост, как может показаться. Это связано с большим количеством сложных факторов, которые необходимо учесть, включая соблюдение требований нормативных правовых актов, защиту информации и организационные изменения. Действительно, роль информационной безопасности растёт из-за роста числа кибератак на поставщиков медицинских услуг. Это привело к тому, что многие медицинские организации рассматривают сегодня варианты развертывания своих систем в приватных и гибридных облачных средах, которые соответствуют или превосходят требования по обеспечению безопасности конфиденциальных данных в публичных облачных системах.

Понятие и закономерности реализации облачных вычислений как интенсивно развиваемой области в автоматизации, виртуализации IT-проектов. Их основные категории и подходы к исследованию, анализ основных особенностей реализации в области здравоохранения.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	14.02.2016
Размер файла	15,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Облачная реализация медицинских информационных систем

Облачные вычисления - интенсивно развиваемая область в автоматизации, виртуализации IT-проектов. Обеспечивая доступ к вычислительным ресурсам в автономном, динамично масштабируемом режиме, облачные вычисления имеют внушающие преимущества в скорости, оперативности и эффективности. Облачные вычисления строятся на таких технологиях как распределенные вычисления, включающие серверную виртуализацию, кластеризацию, динамическое представление ресурсов, сервисы общего доступа и шикоромасшатбную автоматизацию управления.

Итак облачные вычисления - это модель, обеспечивающая удобный сетевой доступ по требованию к общим вычислительным ресурсам, которые оперативно предоставляются с минимальными усилиями по управлению и взаимодействию с сервис провайдером. (определение по данным NIST)

Облачные вычисления включают в себя несколько понятий и различные способы реализации, но все это часто изменяется. Но вот несколько из основных понятий облачных вычислений.

· Программное обеспечение как услуга (SaaS) - приложение предоставляется конечным пользователям как у слуга через веб-браузер. Сейчас имеется множества предложений SaaS от горизонтальных приложений предприятия до специализированым предложениям. У Oracle пример SaaS, с предоставлением вариантом как разделяемого сервера, так и единого заказчика.

· Платформа как услуга (PaaS) - платформа для разработки и развёртывания приложений предоставляется как услуга разработчикам для создания, развёртывания и управления приложениями SaaS. Платформа включает в себя базы данных, программное обеспечение среднего слоя и инструменты для разработки, и всё это предоставляется как услуга через Интернет. PaaS часто ориентируется на язык программирования или API. Виртуализованная кластерная архитектура распределённых вычислений часто служит базой для систем PaaS.

· Инфраструктура ка услуга (Laas) - Серверы, хранилища данных и сетевое аппаратное обеспечение предоставляются как услуга. И чаще всего инфраструктурное оборудование виртуализовано, и следоватльно виртуализация, управление и программное обеспечение операционной системы также являются элементами IaaS.

Облака делятся на несколько типов:

· Частные облака - предназначены только для одной организации и контролируются и управляются частными центрами данных

· Публичное облако- используется несколькими организациями, управляются внешними сервис-провайдерами.

· Смешанное облако- использование совместно вышеперечисленных типов.

Исходя из всего сказано плюсы облака в:

· Гибкости и масштабируемости

Но так же имеются и минусы:

· Качество обслуживания, облака не всегда могут оказаться в состоянии гарантировать соответственное обслуживание соответствующие требованиям производительности и доступности

· Способность интегрироваться с системами внутри компании

Итак, облака характеризуются самообслуживанием, автоматическим масштабированием и биллингом. Базируясь на устоявшихся технологиях, на распределённых вычислениях, виртуализации, широкомасштабной автоматизации систем управления.

Реализация облачных вычислений в здравоохранении

Согласно существующей модели реализации, каждое лечебно-профилактическое учреждение (в дальнейшем ЛПУ) закупает необходимое оборудование и программное обеспечение. Также все это дополняется установкой и настройкой в МИС в каждом ЛПУ. Затем создается внутренняя сеть, в конце некая сеть для взаимодействия с внешними ЛПУ.

Облачные технологии позволяют упростить и повысить эффективность управления обслуживания МИС.

Автоматизации ЛПУ на базе частного облака реализуется по схеме:

· Изначально создается единый центр обработки данных (ЦОД) для развертывания частного облака.

Облачные технологии будут предоставлять программное обеспечение и инфраструктуру, необходимые для устройств телемедицины и мониторинга состояния пациента, чтобы в кротчайшие сроки получить его данные, а также минимизировать время на реагирование на неблагоприятные ситуации. Также облачные технологии будут играть ключевую роль в создании эффективного интегрированного рынка здравоохранения через ориентирование на потребителя, используя биометрические идентификаторы или даже данные мобильного телефона для обеспечения медицинских услуг, а также предоставление данных о сотрудничестве между организациями здравоохранения.

Облачные вычисления предоставляют быстрый и удобный доступ к МИС, а также значительно снижают ее стоимость.

Библиографический список

здравоохранение виртуализация облачный информационный

Подобные документы

История и факторы развития облачных вычислений. Роль виртуализации в развитии облачных технологий. Модели обслуживания и принципы работы облачных сервисов. Преимущества облака для Интернет-стартапов. Применение технологии облачных вычислений в бизнесе.

реферат [56,6 K], добавлен 18.03.2015

Создание и уровни реализации облачных вычислений. Достоинства и недостатки использования облачных технологий в организации единого информационного пространства. Оценка важности критериев методом "Попарного сравнения", "Тепловых карт", "Экспертных оценок".

дипломная работа [1,3 M], добавлен 08.04.2014

Понятие облачных вычислений, их преимущества и недостатки; виды облаков. Сравнительный анализ рисков использования облачных сервисов в России и ЕС. Регуляторы в области информационной безопасности, их концепции, особенности и регулирующие органы власти.

курсовая работа [79,1 K], добавлен 14.05.2014

Классификация информационных систем. Использование баз данных в информационных системах. Проектирование и реализация информационной системы средствами MS Access. Анализ входной информации предметной области и выделение основных информационных объектов.

курсовая работа [2,5 M], добавлен 09.08.2012

Анализ структуры и содержания плана маркетинга компании. Рынок облачных вычислений и возможность их применения. Отбор источников информации и представление полученных результатов. Разработка программной инструментальной оболочки облачных вычислений.

Суть концепции облачных вычислений заключается в предоставлении конечным пользователям удаленного динамического доступа к услугам, вычислительным ресурсам и приложениям (включая операционные системы и инфраструктуру) через интернет. Развитие сферы хостинга было обусловлено возникшей потребностью в программном обеспечении и цифровых услугах, которыми можно было бы управлять изнутри, но которые были бы при этом более экономичными и эффективными за счет экономии на масштабе.

Большинство сервис-провайдеров предлагают облачные вычисления в форме VPS-хостинга, виртуального хостинга, и ПО-как-услуга (SaaS). Облачные услуги долгое время предоставлялись в форме SaaS, например, Microsoft Hosted Exchange и SharePoint.

Нельзя не признать, что технологии облачных вычислений имеют огромнейший потенциал, потому что все современные компьютерные продукты постоянно увеличивают свои требования к техническому оснащению компьютера пользователя, что неизбежно ведет к значительным затратам на апгрейд. Особенно требовательной к системным ресурсам становится игровая индустрия. Так что данная технология позволяет решить проблему чрезмерной требовательности приложений к ресурсам конечного пользователя.

Сложные бизнес-процессы

Вычислительные облака состоят из тысяч серверов, размещенных в датацентрах, обеспечивающих работу десятков тысяч приложений, которые одновременно используют миллионы пользователей. Непременным условием эффективного управления такой крупномасштабной инфраструктурой является максимально полная автоматизация. Кроме того, для обеспечения различным видам пользователей - облачным операторам, сервис-провайдерам, посредникам, ИТ-администраторам, пользователям приложений - защищенного доступа к вычислительным ресурсам облачная инфраструктура должна предусматривать возможность самоуправления и делегирования полномочий.

Концепция облачных вычислений значительно изменила традиционный подход к доставке, управлению и интеграции приложений. По сравнению с традиционным подходом, облачные вычисления позволяют управлять более крупными инфраструктурами, обслуживать различные группы пользователей в пределах одного облака, а также означают полную зависимость от провайдера облачных услуг. Однако данная зависимость является таковой лишь в теории, ведь если компания-провайдер допустит хоть один прецедент кражи информации, это станет колоссальным ударом по всей индустрии предоставления удаленных мощностей.

Преимущества облаков

Облачные вычисления - это эффективный инструмент повышения прибыли и расширения каналов продаж для независимых производителей программного обеспечения (ISV), операторов связи и VAR-посредников (в форме SaaS). Этот подход позволяет организовать динамическое предоставление услуг, когда пользователи могут производить оплату по факту и регулировать объем своих ресурсов в зависимости от реальных потребностей без долгосрочных обязательств.

Для хостеров облачные вычисления обеспечивают огромный потенциал роста. Индустрия облачных вычислений стремительно развивается и, по прогнозам аналитиков, к 2012 году на ее долю будет приходиться 9% всех расходов на ИТ. Кроме того, акценты в отрасли все больше смещаются от хостинга к облачным вычислениям и SaaS, и ваши клиенты наверняка ожидают от вас движения в этом направлении.

Главнейшим преимуществом применения облаков является отсутствие необходимости иметь мощную систему у конечного пользователя, что однозначно ведет к весомому снижению затрат для пользователя. Вторым плюсом можно назвать невозможность использования пиратского контента, ведь весь входящий трафик будет исходить от сертифицированных провайдеров. Таким образом можно решить одну из глобальнейших проблем компьютерной современности – пиратство.

Типы облаков

По мнению Parallels, в ближайшие 5-10 лет большая часть ИТ переместится в облака пяти различных типов. Будут проприетарные платформенные облака, предоставляющие различные платформенные услуги, – Google (тип 1), Microsoft (тип 2) и другие крупные ИТ игроки (тип 3), такие как IBM, Apple, HP и Amazon.

Будут облака услуг (тип 4), где мы ожидаем возникновение тысяч облачных провайдеров, предлагающих широкий спектр услуг. В качестве примера можно привести веб-хостинг и хостинг приложений, вертикально интегрированные структуры (правительство, здравоохранение, и т.д.), независимых производителей ПО (стратегическое развитие бизнеса, системы клиентской поддержки и т.д.), телекоммуникационные услуги (голосовая почта, VOIP). И наконец будут облака, управляемые корпоративными ИТ (тип 5), которые будут предоставлять услуги для внутреннего использования и для использования сотрудниками и партнерами.

Платформенные облака

· Тип1: Облако Google

· Тип2: Облако Microsoft

· Тип3: Другие облака(например, IBM и Apple — Amazon, Facebook, Adobe и другие)

Облака услуг

· Тип4: Облака сервис-провайдеров — операторы связи, веб-хостеры, ISV, SaaS

· Тип5: Внутренние облака крупных компаний (Fortune 1000)

При сегодняшнем уровне конкуренции на рынке ИТ залогом успеха является переход к пятому типу облаков или привлечению сторонних ресурсов для переход на четвертый тип. Для решения этой задачи Parallels создает решения, экосистемы и налаживает партнерские связи с сервис-провайдерами и компаниями, чтобы выстроить эффективную инфраструктуру предоставления облачных услуг. Кроме того, Parallels продолжает заниматься развитием SaaS направления, чтобы обеспечить независимым производителям ПО и сервис-провайдерам возможность предоставлять SaaS-приложения, отвечающие современным стандартам отрасли.

Что такое SaaS .

SaaS (Software as a Service) - это модель использования бизнес-приложений в качестве интернет-сервисов.

SaaS приложения работают на сервере SaaS-провайдера, а пользователи получают к ним доступ через интернет-браузер. Пользователь не покупает SaaS-приложение, а арендует его - платит за его использование некоторую сумму в месяц. Таким образом достигается экономический эффект, который считается одним из главных преимуществ SaaS.

SaaS провайдер заботится о работоспособности приложения, осуществляет техническую поддержку пользователей, самостоятельно устанавливает обновления. Таким образом, пользователь меньше думает о технической стороне вопроса, а сосредотачивается на своих бизнес-целях.

Основные преимущества SaaS над традиционным программным обеспечением:
- более низкая стоимость владения.
- более короткие сроки внедрения.
- низкий порог входа (можно быстро и бесплатно протестировать).
- задачи по поддержке и обновлению системы полностью ложатся на плечи SaaS-провайдера.
- полная мобильность пользователя, ограниченная лишь "интернет-покрытием".
- поддержка географически распределенных компаний и удаленных сотрудников.
- низкие требования к мощности компьютера пользователя.
- кроссплатформенность.

Недостатками SaaS считаются небезопасность передачи коммерческих данных стороннему провайдеру, невысокое быстродействие и ненадежность доступа из-за перебоев с интернетом. Однако укрепляющийся имидж SaaS-провайдеров, развитие технологий шифрования и широкополосного доступа в интернет постепенно рассеивают эти страхи.

Из-за вышеперечисленных страхов появились альтернативные технологии по отношению к SaaS. Они представляют собой промежуточные варианты перехода от традиционного ПО к SaaS, и скорее всего, скоро исчезнут.

S+S . Это альтернативный бренд, продвигаемый Microsoft, который отличается от SaaS тем, что на компьютере пользователя используется не браузер, а программный клиент.

Аренда (хостинг) приложений . Этот вариант отличается от SaaS лишь архитектурой серверной части и не заметен для пользователя. Поэтому часто хостеры приложений называют свои услуги SaaS-сервисами. Отличие в том, что классические SaaS сервисы имеют multitenant-архитектуру, т.е. одно приложение обслуживает много клиентов, а хостинг приложений предполагает установку отдельной копии для каждого клиента. Второй вариант дает больше возможностей настройки, но в то же время, он более сложен для администрирования и обновления, и поэтому стоит дороже.

Облачные вычисления в действии.

В текущем году WINDOWS AZURE была объявлена коммерческой системой. Как и традиционная ОС, WINDOWS AZURE позволяет запускать приложения и хранить данные, но происходит это не на компьютере пользователя, а в вычислительных облаках .

Операционная система WINDOWS AZURE является частью Windows Azure Platform - группы облачных технологий для разработки ПО, которая включает следующие элементы:

· WINDOWS AZURE обеспечивает Windows -среду для работы приложения и хранения данных в дата-центрахMicrosoft

· SQL Azure обеспечивает работу с реляционными базами данных на основе сервера SQL. Данные могут храниться как в облачной среде , так и в стенах предприятия, тем не менее взаимодействуя с приложениями WINDOWS AZURE

· Windows Azure Platform AppFabric соединяет приложения, работающие как в облачной, так и в традиционной среде, обеспечивая защищенную передачу данных.

Несмотря на сходство названий, понятия fabric и AppFabric - совсем не одно и то же. Первое относится к объединению физических машин внутри облачной ОС , второе - к соединению приложений, работающих в разных средах.

Непосредственно операционная система WINDOWS AZURE также состоит из нескольких взаимосвязанных частей: Compute Service, Storage Service и Fabric.

ComputeService отвечает за вычисления. Основная цель облачной платформы состоит в том, чтобы обеспечить поддержку приложения, запускающего огромное число пользователей в одно и то же время. WINDOWS AZURE поддерживает несколько копий одного и того же кода на разных физических серверах. В свою очередь, приложение может работать сразу в нескольких версиях на нескольких виртуальных машинах, каждая из которых обеспечивается гипервизором на основе Hyper-V, модифицированного для использования в облаках.

Напротив, рабочая роль не предполагает запуска IIS. Она выполняет задачи в фоновом режиме. Например, веб-роль может быть применена для получения запроса от пользователя. Но его обработка будет запущена позже с помощью версии рабочей роли.

Компоненты WINDOWS AZURE позволяют строить приложения разных типов. Так, для создания масштабируемого интернет-приложения программисту достаточно употребить необходимое количество веб-ролей, сохраняя данные в таблицах. А для приложения с параллельными вычислениями потребуются веб-роль, очередь для сохранения запросов, необходимое количество рабочих ролей и таблицы (или BLOB) для хранения данных. В свою очередь, SQL Azure и AppFabric дают возможность соединить решения WINDOWS AZURE с программами и базами данных, функционирующими в рамках локальной сети или с облачными системами других провайдеров.

Стоимость облачных услуг

Приложения, созданные на основе WINDOWS AZURE , предоставляются как сервис физическим лицам, корпоративным пользователям или и тем, и другим одновременно. Приведем цены на некоторые облачные услуги Microsoft:

· вычислительные мощности - 0,12 долл./ч

· хранилище данных в месяц - 0,15 долл./Гбайт

· транзакции данных - 0,01 долл./10 Кбайт

· загрузка данных - 0,10 долл./Гбайт

· скачивание данных - 0,15 долл./Гбайт

Рассмотрим примеры облачных приложений, созданных с помощью WINDOWS AZURE и рассчитанных на разные типы пользователей.

Решение для корпоративных пользователей

С помощью WINDOWS AZURE независимый разработчик программного обеспечения может создавать приложения для бизнес-пользователей, применяя принципы программного обеспечения как сервиса.

Примером может послужить решение, разработанное американской компанией Alinean, Inc. Ее сфера деятельности - предоставление по запросу аналитических средств в области анализа продаж и маркетинга. Системы Alinean позволяют оценить нужды и возможности бизнеса в будущем, предложить решение для наращивания мощностей и подсчитать, когда начнут окупаться инвестиции. Пользователями Alinean являются корпоративные клиенты, находящиеся в разных уголках земного шара. Срединих IBM, HP, Microsoft , Intel, AT&T, VMware, Oracle, Siemens, Symantec идр. В дата-центре Alinean, находящемся в Орландо (Флорида, США), сервис по запросу предоставляли 20 серверов, работающих 24 часа в сутки семь дней в неделю. Объем бизнеса рос, и мощностей стало не хватать, да и содержание внутреннего ЦОД становилось все дороже.

Поэтому было принято решение перенести разработанное ранее программное обеспечение под крышу WINDOWS AZURE . В результате потребовалось 28 виртуальных серверов с Azure и 20 SQL Azure (по 10 Гбайт каждый). Благодаря оплате услуг по факту, Alinean удалось добиться сокращения затрат по обслуживанию на 60 % по сравнению с предыдущей, традиционной моделью. Кроме того, руководство оценивает в 160 % отношение среднего увеличения прибыли к объему инвестиций (ROI - Return On Investment) в WINDOWS AZURE по сравнению с вложениями в прежнюю конфигурацию (100 %).

Решение для физических лиц

WINDOWS AZURE предоставила TicketDirect масштабируемую инфраструктуру как сервис с возможностью оплаты по факту. В результате в момент распродаж приложение начинает использовать дополнительные мощности. Теперь компании TicketDirect не потребуется закупать оборудование только для того, чтобы покрыть временные всплески активности. Ограничений практически не существует. В облаках компания способна обслужить несколько популярных мероприятий, начинающих свои распродажи в одну и ту же минуту. WINDOWS AZURE предоставит столько мощностей, сколько необходимо для бизнеса.

Внутреннее решение

В среде WINDOWS AZURE могут быть созданы внутренние приложения, пользователями которых являются работники данного предприятия. В этом случае масштабируемость, пожалуй, не так важна. Но всплески активности случаются и внутри компании - тогда трудно переоценить преимущества вычислений в облаках даже в стенах предприятия. В качестве примера приведем саму компанию Microsoft , вернее, ее отдел информационных технологий, где нашла свое применениеWINDOWS AZURE . В рамках ежегодной благотворительной кампании ИТ-отдел проводит онлайн-аукцион в пользу благотворительной организации United Way. Прежде оборудование и ПО для него поддерживались круглый год, в то время как мероприятие проводилось в течение одного месяца всего лишь раз в году. Кроме того, в самом конце аукциона обычно возникала еще одна проблема, с которой сталкивались технические работники. Каждый раз в это время наблюдался всплеск активности, и система оказывалась перегруженной.

Отдел ИТ принял решение мигрировать в вычислительныеоблака . Были задействованы WINDOWS AZURE и Microsoft SQL Azure для хранения данных. Теперь в последние дни аукциона ИТ-команда программирует систему на использование большего количества ресурсов, чтобы обслужить увеличивающийся поток запросов. Когда аукцион заканчивается, мощности сокращаются соответственно нагрузке.Облачная модель готова обслужить столько пользователей, сколько необходимо. Внутри огромной компании, которой является Microsoft , система теперь позволяет собрать больше средств, идущих на благотворительность.

В заключении стоит сказать, что на данный момент идет активная разработка и совершенствование технологии облачных вычислений. Но речь идет именно о разработке, а не об использовании. На данный момент многие бояться именно самого факта, что информацию будут хранить сторонние люди. И хотя почти невозможность утери либо кражи данных уже доказана, немногие готовы довериться подобным сервисам. Так же сказывается недостаточное на данный период времени качество, стабильность и скорость Интернет-соединений, что создает ощутимые трудности для разработчиков.

Однако несмотря на эти существенные недостатки, плюсы от внедрения данной технологии ясны всем. Ведь это экономия для потребителей, борьба с пиратством для разработчиков, минимизация затрат в IT сфере для бизнеса, унификация сетевых стандартов для всех пользователей. Так же следует держать в уме тот факт, что облако из тысяч машин способно решать воистину трудные задачи, необходимы современным ученым всех отраслей. К примеру моделирование поведения частиц во время ядерной реакции, свертываемость сложных белков в результате воздействий, расшифровка ДНК человека и многие другие непосильные обычным компьютерам задачи. Так что технологиям вычислительных облак есть куда развиваться…

Читайте также: