计算机网络与现代医学
一、 计算机网络的发展
1. Internet历史回顾
有这么一则故事,讲的是美国首富Microsoft老板比尔·盖兹遇到一位无家可归者拦住他要钱的事。这本是司空见惯的事情,然而令人吃惊的是:一无所有的流浪汉却拥有他自己的国际互联网络(因特网,internet)地址,并主动将地址留给盖茨。可见网络的渗透力真是达到了无孔不入的地步。以第一家开创internet检索市场的Yahoo公司统计的网络资料为例,其资料量在1997年以达16000项目录,30万个网址。而且,网络信息每月增长10%的速度向前发展,每年增长200%。
全球千千万万的计算机网络联结成一体,将物理概念和空间概念上的地域浓缩到以光速即能访问到的最小的程度。象电话改变人们的生活一样,国际互联网络亦将彻底改变人们的观念和强烈冲击人们的生活。1995年,当视窗95在全球风行,internet立即成为世人瞩目的明星。相信在座的诸位也一定享受过电子邮件的神速和便捷,大部分人还一定因为到互联网上去冲浪而流连忘返过。
实际上,这一切都是从1969年美国国防部高级研究计划署ARPA资助建成的用于军事目的的通信网络开始的。最初的ARPANET只有西部四所大学的四台计算机,通过任一可行路线而不是固定路线即可发送信息,用来确保网络在受到外来袭击时仍能正常工作。很快,这个网络的雏形迅速扩大到几十所大学和公司,帮助人们交换电子邮件、使用遥远的数据库(data base)、遥控超级计算机(supercomputer)并通过电子公告牌系统(BBS,bulletin board system)集思广益。
在ARPANET的许多开创性工作中,最卓有成效的创新也许要数通信协议(Protocol),它是电脑之间彼此传输数据的规则的集合,以使用共同的语言。全套ARPANET协议包括TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议)。"互联网络协议"(IP,Internet Protocol)允许任何数量的计算机网络连接起来,统一运行。传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是建立在"互联网络协议"基础之上,用来保证数据信息的分化、传输和再组合。TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议)通过学术研究界、然后借助于工作站(workstation)之类的公司产品打入了商业计算过程,数百万计算机和数千网络使用TCP。到1982年,internet的原型已经就绪,并从军方扩展为民用、商用,因而为它的发展插上了腾飞的翅膀。
局域网和广域网的产生对internet的发展起了重要作用。80年代中期以来,大量的PC机连成局域网。在一个较小的范围内,用电缆或者双绞线(twisted pair)把一些电脑连在一起,通过网络软件进行管理,不同的系统
使用不同的软件,如UNIX系统的服务器管理软件,这样就构成了通常所说的局域网(LAN,Local Area Network)。局域网所导致的最显著的改变就是资源共享。如UNIX系统的服务器/终端网络,若干台电脑可以共享一至两台服务器上的资源。而Widow 95系统甚至赋予客户机也可以具有服务器的功能,极大的改善了计算机的经济性。
局域网毕竟只是一种短距离数据通信技术,而广域网(WAN,Wide Area Network)将一组传输线路组织成一个有机的系统,用调制解调器(modem)来进行信号发送和信号接收的双向通信,并经有关软件管理,则可以实现远距离的电脑资源共享。早期,建立一个广域网必须有长距离的传输线路(如电话线)、调制解调器、专用电脑及相关软件。现在邮电部的internet上网方式也大多是电话拨号上网。
局域网陆续联入internet,使得internet的节点和用户数都有了空前的飞速增长。1987年联机的主机数突破1万台,1989年达10万台,1992年超过100万台,1995年达664万台,目前internet的用户正以每月15%的速度递增,通达170个国家和地区。
2. 中国internet发展与现状
相对世界网络发展的大潮,中国的网络起步是晚了些,于1989年着手开始网络建设,但通往internet的道路受到西方国家的限制而荆棘丛生。1994年4月美国政府才取消了对中国进入internet的限制,同年5月中国联网工作全部完成,中国的网络域名最终定为.cn。中科院高能物理所的IHEPNET与互联网络的连通迈出了中国和世界各地数百万台电脑共享信息和软硬件的第一步,使用者即是全国1000多名科学家。同时高能所也提供了中国第一套环球网服务器。
目前国内有6个internet国际出口,分别归口到中国科学院、国家教委、邮电部和电子工业部四个国家指定的互联单位管理。这四大互联单位建立和使用internet的目的和用途各异,前两个单位以科研、教育服务为目的,包括后两个单位则以经营手段接纳internet联网用户,属于商业性质。中科院拥有两个端口,一个位于高能所(不对外),另一个即国家和世界银行投资建成的中关村网NCFC;国家教委也管辖着两个国际端口,一个位于北京化工大学(校内服务),另一个是中国教育科研计算机网CERNET,目前有清华大学等100多所高校联入此网,整个网络呈主干网-地区网-校园网三层结构。
1995年2月中国邮电部开通了北京、上海两个出口,建成中国公用计算机互联网CHINANET,是国际上最大的internet网络之一,由核心层、区域层、接入层三个层次、8个地理分区和31个节点构成,入网人数与日俱增。国家公用经济信息通信网简称金桥网,主干网采
用卫星网和光纤网构成天地一体化网络结构,不过目前还属于试运行阶段,只接纳了几百名用户。
应该说中国internet市场发展的主力军是由官方引导的,并在科技教育部门优先发展。这将极大地推动我国教育科研与国际的接轨,赶超国际水平。还应该明白,联入internet不只是可以方便地利用西方的先进科技信息,更重要地是要建立我们自己的能为世人服务更能为中国普通大众服务的信息网络。这才能真正为中国经济中国科研的腾飞带来历史性的契机。西方语言携带的信息毕竟不是每一个中国人能轻易消化和获取的,建立内容丰富、实用生动的中文信息网络是中国网络软件建设的首要任务,以最大限度地使中国的大众进入internet,利用好internet的资源。
二、 网络的类型与医学应用
计算机网络与医学的密切关系,由于两件事情而深入人心。有人称之为中国从信息高速公路上叫来的救护车:1995年3月,山东少女杨晓霞不明原因的手臂腐烂和清华大学学生朱令的疑难病情,通过internet向国际上发出求救信号后,得到世界各地的会诊信息而最终挽救了两个年轻而垂危的生命。因为与医学相关联、与生命相关联Internet的观念开始迅速进入中国人的思想观念,并逐渐为大家所重视。鉴于计算机网络的所向披靡的纵横能力,其在医学上的应用是必然的也是医学的发展所必不可少的。下面就网络的类型与医学应用谈一下我们的实践和看法。
1. 局域网与医学资源共享
局域网是小范围短距离的数据通信和资源共享,适合于一个机房、一个教研室、一个图书馆或一个医院管理系统的数台计算机互联。一般的局域网由服务器、数台工作站(客户机)及各自的网络接口卡、连接线和集线器(Hub)组成。用户上网所获得的网络效能取决于所访问的(网络)服务器对工作站的要求。
局域网最大的好处是资源共享,包括软件共享和硬件如打印机的共享。多个计算机供多人使用时,从任一个终端都可以自由方便地调用网络系统的资源。如我们第四军医大学多媒体网络中心机房的十几台计算机就实现了局域网管理,所有常用的软件和个人文件存放于服务器,共用一至两台网络打印机,可以非常方便的调用各自需要的资源。
2. 校园网
也可以说是局域网的一种,大部分联入教育网的高校都拥有各自的校园网,各个科室有自己的主页或专业网络,可以互通信息、共享资源。在网络速度还较慢的今天,本校图书馆的医学信息资源是最有价值的共享资源。比如我们四医大的校园网就建立了校内公用的医学文献光盘塔,定期添加最新文献
信息,直接联网或校园网拨号上网的用户可以随时检索医学文献,了解国际科研的动态,而不必非要到特定的计算机上才能使用,极大地方便了广大的教研人员。我们还可以设立网上专业论坛,就各个专业的研究或各个临床科室的疑难病症展开讨论,召开网络会议。学生还可以快捷地调用各个科室或教研室的多媒体教程、解剖图谱、组织切片或病理切片、手术讲解录象等等。我校的Netmeeting服务器即为许多人营造了交谈、互传信息的气氛。
目前来讲,上网的毕竟还是少数,校园网的普及程度还有待提高。
3. 广域网
可以是某个部门内部的跨地域远距离的网络,如全国联网的银行管理系统,internet即是最大的广域网。还有国内风行的BBS电子公告牌系统,全国各地的计算机客户,可以通过键盘输入而远程登录到遥隔千里之外的服务器,这就是Telnet登录系统,网上常常连接着来自全国各地的"网虫",就大家感兴趣的问题进行热烈讨论。有的医科大学已经拥有自己的医学BBS站,但大多不太活跃,主要是医学生、医护人员上网的人数太少,而在BBS站讨论的医学的人就更少,还未达到有问必达的热烈气氛。不过以后有可能发展起来各个学科的大范围的讨论区和资源共享。
我们建立的全中文的分子生物学专业信息网、免疫专业信息网、整形科专业信息网等,是国内首先建成的中文信息网,为国内读者了解各学科动态及新技术、新理论提供了各具特色的专业信息服务,并得到各地网络读者的支持和赞誉。
4. 因特网(internet)
internet是最大的广域网,连接的人数越多,其价值越大。但资源越多,利用起来也会越困难,需要网络导航才能少走弯路节省时间。在internet信息以15%的月增长速度的今天,怎样以最快的速度找到最需要的资源,网络导航如同发展迅速的大城市的交通图和路标,它必须及时更新。
在医学方面,最常用的internet资源当属免费医学文献检索,最权威、更新最快的美国NCBI所属的国立医学图书馆的PUBMEDLINE文献检索。网上还有生物学家、免疫学家、内外科专家等电子论坛。
各个学科都有网络共享资源,如网络生物信息学资源,包括生物信息学数据库、电子邮件文件服务器。在网上可以开展蛋白质与核酸序列分析,蛋白质结构分析等。而网络临床医学信息资源也越来越丰富,医生可以对全球范围的医学数据库,病理切片图像、放射影像及多媒体数据库进行检索,在显示图像的同时还可传递语音信息,从而为临床医学开辟了远程医学的新领域。获取资源的类型有:email方式、医学新闻组、联
机服务、web资源如"虚拟医院"、"虚拟医学中心"等。Medical Matrix数据库对网络临床医学信息资源进行选择和排序,还对各个资源对临床关键技术的作用、资源的质量、资源的适用性等有所评估。
远程会诊:杨晓霞病例会诊-发自中国的SOS E-mail ;朱令病例-远程医学尝试。远程会诊的目标:通过为医生提供快速、方便的医疗信息通讯来达到既提高医疗服务质量又降低服务成本的。实现远程会诊,最主要的实现高速度通讯。如ATM技术和ISDN技术以及文件压缩技术。远程会诊的难点是法律和个人隐私权上的问题。
三、 网络工具与医学应用
1. 电子邮件
2. FTP文件传输
3. 远程登录与多功能的NetTerm
4. Web浏览器
5. HTML
计算机网络与现代医学
一、 计算机网络的发展
1. Internet历史回顾
有这么一则故事,讲的是美国首富Microsoft老板比尔·盖兹遇到一位无家可归者拦住他要钱的事。这本是司空见惯的事情,然而令人吃惊的是:一无所有的流浪汉却拥有他自己的国际互联网络(因特网,internet)地址,并主动将地址留给盖茨。可见网络的渗透力真是达到了无孔不入的地步。以第一家开创internet检索市场的Yahoo公司统计的网络资料为例,其资料量在1997年以达16000项目录,30万个网址。而且,网络信息每月增长10%的速度向前发展,每年增长200%。
全球千千万万的计算机网络联结成一体,将物理概念和空间概念上的地域浓缩到以光速即能访问到的最小的程度。象电话改变人们的生活一样,国际互联网络亦将彻底改变人们的观念和强烈冲击人们的生活。1995年,当视窗95在全球风行,internet立即成为世人瞩目的明星。相信在座的诸位也一定享受过电子邮件的神速和便捷,大部分人还一定因为到互联网上去冲浪而流连忘返过。
实际上,这一切都是从1969年美国国防部高级研究计划署ARPA资助建成的用于军事目的的通信网络开始的。最初的ARPANET只有西部四所大学的四台计算机,通过任一可行路线而不是固定路线即可发送信息,用来确保网络在受到外来袭击时仍能正常工作。很快,这个网络的雏形迅速扩大到几十所大学和公司,帮助人们交换电子邮件、使用遥远的数据库(data base)、遥控超级计算机(supercomputer)并通过电子公告牌系统(BBS,bulletin board system)集思广益。
在ARPANET的许多开创性工作中,最卓有成效的创新也许要数通信协议(Protocol),它是电脑之间彼此传输数据的规则的集合,以使用共同的语言。全套ARPANET协议包括TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议)。"互联网络协议"(IP,Internet Protocol)允许任何数量的计算机网络连接起来,统一运行。传输控制协议(TCP,Transmission Control Protocol)是建立在"互联网络协议"基础之上,用来保证数据信息的分化、传输和再组合。TCP/IP(传输控制协议/互联网络协议)通过学术研究界、然后借助于工作站(workstation)之类的公司产品打入了商业计算过程,数百万计算机和数千网络使用TCP。到1982年,internet的原型已经就绪,并从军方扩展为民用、商用,因而为它的发展插上了腾飞的翅膀。
局域网和广域网的产生对internet的发展起了重要作用。80年代中期以来,大量的PC机连成局域网。在一个较小的范围内,用电缆或者双绞线(twisted pair)把一些电脑连在一起,通过网络软件进行管理,不同的系统
使用不同的软件,如UNIX系统的服务器管理软件,这样就构成了通常所说的局域网(LAN,Local Area Network)。局域网所导致的最显著的改变就是资源共享。如UNIX系统的服务器/终端网络,若干台电脑可以共享一至两台服务器上的资源。而Widow 95系统甚至赋予客户机也可以具有服务器的功能,极大的改善了计算机的经济性。
局域网毕竟只是一种短距离数据通信技术,而广域网(WAN,Wide Area Network)将一组传输线路组织成一个有机的系统,用调制解调器(modem)来进行信号发送和信号接收的双向通信,并经有关软件管理,则可以实现远距离的电脑资源共享。早期,建立一个广域网必须有长距离的传输线路(如电话线)、调制解调器、专用电脑及相关软件。现在邮电部的internet上网方式也大多是电话拨号上网。
局域网陆续联入internet,使得internet的节点和用户数都有了空前的飞速增长。1987年联机的主机数突破1万台,1989年达10万台,1992年超过100万台,1995年达664万台,目前internet的用户正以每月15%的速度递增,通达170个国家和地区。
2. 中国internet发展与现状
相对世界网络发展的大潮,中国的网络起步是晚了些,于1989年着手开始网络建设,但通往internet的道路受到西方国家的限制而荆棘丛生。1994年4月美国政府才取消了对中国进入internet的限制,同年5月中国联网工作全部完成,中国的网络域名最终定为.cn。中科院高能物理所的IHEPNET与互联网络的连通迈出了中国和世界各地数百万台电脑共享信息和软硬件的第一步,使用者即是全国1000多名科学家。同时高能所也提供了中国第一套环球网服务器。
目前国内有6个internet国际出口,分别归口到中国科学院、国家教委、邮电部和电子工业部四个国家指定的互联单位管理。这四大互联单位建立和使用internet的目的和用途各异,前两个单位以科研、教育服务为目的,包括后两个单位则以经营手段接纳internet联网用户,属于商业性质。中科院拥有两个端口,一个位于高能所(不对外),另一个即国家和世界银行投资建成的中关村网NCFC;国家教委也管辖着两个国际端口,一个位于北京化工大学(校内服务),另一个是中国教育科研计算机网CERNET,目前有清华大学等100多所高校联入此网,整个网络呈主干网-地区网-校园网三层结构。
1995年2月中国邮电部开通了北京、上海两个出口,建成中国公用计算机互联网CHINANET,是国际上最大的internet网络之一,由核心层、区域层、接入层三个层次、8个地理分区和31个节点构成,入网人数与日俱增。国家公用经济信息通信网简称金桥网,主干网采
用卫星网和光纤网构成天地一体化网络结构,不过目前还属于试运行阶段,只接纳了几百名用户。
应该说中国internet市场发展的主力军是由官方引导的,并在科技教育部门优先发展。这将极大地推动我国教育科研与国际的接轨,赶超国际水平。还应该明白,联入internet不只是可以方便地利用西方的先进科技信息,更重要地是要建立我们自己的能为世人服务更能为中国普通大众服务的信息网络。这才能真正为中国经济中国科研的腾飞带来历史性的契机。西方语言携带的信息毕竟不是每一个中国人能轻易消化和获取的,建立内容丰富、实用生动的中文信息网络是中国网络软件建设的首要任务,以最大限度地使中国的大众进入internet,利用好internet的资源。
二、 网络的类型与医学应用
计算机网络与医学的密切关系,由于两件事情而深入人心。有人称之为中国从信息高速公路上叫来的救护车:1995年3月,山东少女杨晓霞不明原因的手臂腐烂和清华大学学生朱令的疑难病情,通过internet向国际上发出求救信号后,得到世界各地的会诊信息而最终挽救了两个年轻而垂危的生命。因为与医学相关联、与生命相关联Internet的观念开始迅速进入中国人的思想观念,并逐渐为大家所重视。鉴于计算机网络的所向披靡的纵横能力,其在医学上的应用是必然的也是医学的发展所必不可少的。下面就网络的类型与医学应用谈一下我们的实践和看法。
1. 局域网与医学资源共享
局域网是小范围短距离的数据通信和资源共享,适合于一个机房、一个教研室、一个图书馆或一个医院管理系统的数台计算机互联。一般的局域网由服务器、数台工作站(客户机)及各自的网络接口卡、连接线和集线器(Hub)组成。用户上网所获得的网络效能取决于所访问的(网络)服务器对工作站的要求。
局域网最大的好处是资源共享,包括软件共享和硬件如打印机的共享。多个计算机供多人使用时,从任一个终端都可以自由方便地调用网络系统的资源。如我们第四军医大学多媒体网络中心机房的十几台计算机就实现了局域网管理,所有常用的软件和个人文件存放于服务器,共用一至两台网络打印机,可以非常方便的调用各自需要的资源。
2. 校园网
也可以说是局域网的一种,大部分联入教育网的高校都拥有各自的校园网,各个科室有自己的主页或专业网络,可以互通信息、共享资源。在网络速度还较慢的今天,本校图书馆的医学信息资源是最有价值的共享资源。比如我们四医大的校园网就建立了校内公用的医学文献光盘塔,定期添加最新文献
信息,直接联网或校园网拨号上网的用户可以随时检索医学文献,了解国际科研的动态,而不必非要到特定的计算机上才能使用,极大地方便了广大的教研人员。我们还可以设立网上专业论坛,就各个专业的研究或各个临床科室的疑难病症展开讨论,召开网络会议。学生还可以快捷地调用各个科室或教研室的多媒体教程、解剖图谱、组织切片或病理切片、手术讲解录象等等。我校的Netmeeting服务器即为许多人营造了交谈、互传信息的气氛。
目前来讲,上网的毕竟还是少数,校园网的普及程度还有待提高。
3. 广域网
可以是某个部门内部的跨地域远距离的网络,如全国联网的银行管理系统,internet即是最大的广域网。还有国内风行的BBS电子公告牌系统,全国各地的计算机客户,可以通过键盘输入而远程登录到遥隔千里之外的服务器,这就是Telnet登录系统,网上常常连接着来自全国各地的"网虫",就大家感兴趣的问题进行热烈讨论。有的医科大学已经拥有自己的医学BBS站,但大多不太活跃,主要是医学生、医护人员上网的人数太少,而在BBS站讨论的医学的人就更少,还未达到有问必达的热烈气氛。不过以后有可能发展起来各个学科的大范围的讨论区和资源共享。
我们建立的全中文的分子生物学专业信息网、免疫专业信息网、整形科专业信息网等,是国内首先建成的中文信息网,为国内读者了解各学科动态及新技术、新理论提供了各具特色的专业信息服务,并得到各地网络读者的支持和赞誉。
4. 因特网(internet)
internet是最大的广域网,连接的人数越多,其价值越大。但资源越多,利用起来也会越困难,需要网络导航才能少走弯路节省时间。在internet信息以15%的月增长速度的今天,怎样以最快的速度找到最需要的资源,网络导航如同发展迅速的大城市的交通图和路标,它必须及时更新。
在医学方面,最常用的internet资源当属免费医学文献检索,最权威、更新最快的美国NCBI所属的国立医学图书馆的PUBMEDLINE文献检索。网上还有生物学家、免疫学家、内外科专家等电子论坛。
各个学科都有网络共享资源,如网络生物信息学资源,包括生物信息学数据库、电子邮件文件服务器。在网上可以开展蛋白质与核酸序列分析,蛋白质结构分析等。而网络临床医学信息资源也越来越丰富,医生可以对全球范围的医学数据库,病理切片图像、放射影像及多媒体数据库进行检索,在显示图像的同时还可传递语音信息,从而为临床医学开辟了远程医学的新领域。获取资源的类型有:email方式、医学新闻组、联
机服务、web资源如"虚拟医院"、"虚拟医学中心"等。Medical Matrix数据库对网络临床医学信息资源进行选择和排序,还对各个资源对临床关键技术的作用、资源的质量、资源的适用性等有所评估。
远程会诊:杨晓霞病例会诊-发自中国的SOS E-mail ;朱令病例-远程医学尝试。远程会诊的目标:通过为医生提供快速、方便的医疗信息通讯来达到既提高医疗服务质量又降低服务成本的。实现远程会诊,最主要的实现高速度通讯。如ATM技术和ISDN技术以及文件压缩技术。远程会诊的难点是法律和个人隐私权上的问题。
三、 网络工具与医学应用
1. 电子邮件
2. FTP文件传输
3. 远程登录与多功能的NetTerm
4. Web浏览器
5. HTML