一(yī)款開(kāi)源的(de)系統生(shēng)物(wù)研究數(s‌‍hù)據管理(lǐ)系統——OpenBIS

一(yī)、前言導讀(dú)

今天給大(dà)家(jiā)介紹一(yī★♥✘​)款開(kāi)源的(de)專門(mén)管理(lǐ)生(shēngδ‍ελ)物(wù)學研究數(shù)據的(de)管理(lǐ)軟件(jiàn)$₹↑©openBIS，文(wén)章(zhāng)分(÷"↔™fēn)為(wèi)兩個(gè)部分(fēn)，前一(yī)部分(f₩♥↔ēn)介紹軟件(jiàn)的(de)一(yī)些(xiē)基本特性和(h¶☆♥®é)概念，後一(yī)部分(fēn)介紹軟件(jiàn)×®<在一(yī)些(xiē)領域中的(de)具體(tǐ)應用§♦≤≈(yòng)。

OpenBIS當前已經在多(duō)個(gè)Sysα↓temX.ch 和(hé)歐盟項目（應用(yòng)質譜技(≠✘♣​jì)術(shù)研究代謝(xiè)物(wù)和(hé)蛋白(bái)€Ω質，高(gāo)內(nèi)涵篩選，下(xià)一(yī)代的(de)♠÷基因測序技(jì)術(shù)。）得(de)到(dào)了(leπε✔♦)非常成功的(de)應用(yòng)。對(du ₩∏★ì)于涉及大(dà)型的(de)系統生(shēng)物(wù)學研 →"究群體(tǐ)來(lái)說(shuō)，OpenBIS是(shì)極其¶​¶±合适的(de)，其功能(néng)豐富，系¶←統靈活，部署簡單，可(kě)擴展性強，适合管理¶↑↔ (lǐ)組學研究等龐大(dà)的(de)數(shù)據，并且↓™∑​能(néng)夠處理(lǐ)幾乎任何種類的(de)生(shēng)物∑λ'(wù)學數(shù)據類型，甚至可(kě)以擴展到∏•(dào)其他(tā)研究領域。

不(bù)管是(shì)系統生(shēng)物(wù)學，還(hái♠ λ )是(shì)組學，随著(zhe)儀器(qì)技(jì)術α→β(shù)的(de)進步，這(zhè)些(xiē)新興 >ε★學科(kē)的(de)研究方式與方法都(dōu)對(duì)生(shα∏ēng)物(wù)實驗數(shù)據的(de)管理(lǐ)∑‍↔和(hé)高(gāo)性能(néng)計(jì)算(suàn)提出了¥λ®(le)前所未有(yǒu)的(de)挑戰。系統生(shēng) "£物(wù)學，基因組學、蛋白(bái)質組學、代謝(xiè)組學等₽€±大(dà)科(kē)學工(gōng)程往往意味著♠∞$(zhe)項目的(de)長(cháng)期持續，參與單位和γ$₩(hé)人(rén)員(yuán)衆多(duō)，産÷± 生(shēng)的(de)數(shù)據量十分(fē♣®≈n)龐大(dà)和(hé)複雜(zá)，并☆≤且要(yào)綜合生(shēng)物(wù)π¶↕'信息學、計(jì)算(suàn)機(jī)科(kē)學、數φ​(shù)學等多(duō)學科(kē)的(de)力量協∞&作(zuò)完成。大(dà)科(kē)學工(gōng)程的(de)長(chán¥↓g)期性與複雜(zá)性要(yào)求一ε¶♣(yī)套系統能(néng)應對(duì)種類繁多(duō)且體(tǐ"$≠‌)量龐大(dà)的(de)原始數(shù)據存儲，研究過程的(de)靈活¶≈±多(duō)變，數(shù)據分(fēn)析工(gōng↕ >)具與算(suàn)法的(de)不(bù)斷更新>∏ "，研究團隊人(rén)員(yuán)變動等一(₹♦☆§yī)系列問(wèn)題。   &n≥δbsp;生(shēng)物(wù)實驗數(shù)據管理(lǐ)系統需要(yà>€o)提供一(yī)個(gè)堅實的(de)基礎平台用(yòng)♦♦&★于存儲種類繁多(duō)且體(tǐ)量龐大(dà®∏↑)的(de)分(fēn)析儀器(qì)數(shù)據并能(←λnéng)快(kuài)速整合各種數(shù)據分(fēn∏δ↕↓)析流程，包括商業(yè)的(de)數(shù)據流≠£↕♠程化(huà)處理(lǐ)軟件(jiàn)和↕÷€↓(hé)研究人(rén)員(yuán)自(zì)己開(kāi)發的(de)≠☆"數(shù)據分(fēn)析方法。不(bù)同品牌、不(bù)Ω→同型号的(de)儀器(qì)原始數(shù)據和(hé)不(bù£±♦π)同方式的(de)數(shù)據分(fēn)析方<₹法所産生(shēng)的(de)結果數(shù)↕$σ據都(dōu)需要(yào)長(cháng)久保存，以備将來$♣©(lái)再次引用(yòng)以及曆史數(shù)據的(de)®‌φ比較和(hé)整合。在這(zhè)期間(jiān)$≥，數(shù)據的(de)格式與存儲方式也(yě)會(huì)随著÷φ<↕(zhe)數(shù)據分(fēn)析技(j♠αì)術(shù)和(hé)相(xiàng)關☆↓'©标準的(de)發展而逐步發生(shēng)變化(hu®↓à)。這(zhè)些(xiē)數(shù)據在相(xià​¥εng)當長(cháng)的(de)一(y↕'ī)段時(shí)間(jiān)內(nèi)都(dōu)可(k→☆≤£ě)能(néng)被各類數(shù)據分(fēn)析人≤↓↑↕(rén)員(yuán)進行(xíng)分(fēn)析→σ ↔和(hé)重新分(fēn)析。作(zuò)為(wèi)儀器(qì)分( ≥fēn)析原始數(shù)據和(hé)數(↓®shù)據分(fēn)析所産生(shēng)的(™"♦≠de)結果數(shù)據的(de)倉庫，承擔著(zhe)為¥♦(wèi)各種功能(néng)各異的(de)分(fēn)析組₩‍↕$件(jiàn)提供數(shù)據來(lái)源以及作(zuò)為(wè≠♥"i)不(bù)同階段不(bù)同數(shù)據處理(lǐ)工(gōn≥∏£g)作(zuò)流之間(jiān)溝通(tōng)的(d✔"→e)橋梁。

我們可(kě)以設想，解決如(rú)此複雜(zá)™↓↓問(wèn)題的(de)的(de)軟件(jiàn)肯定不§ $(bù)是(shì)一(yī)個(gè)剛性的(de‌ ​)框架，而是(shì)模塊化(huà)的(de)，松散耦合的✔γ∑(de)，這(zhè)些(xiē)模塊分(fēn)别實現(xi"≠©←àn)某個(gè)特定的(de)功能(néng)或者提供特'σ 定的(de)服務，而不(bù)苛求單一(yī)模塊♣α♦或服務滿足所有(yǒu)需求。同硬件(jià↔¥n)一(yī)樣，這(zhè)些(xiē)模塊應該是(shì)即插即用(yγδ₩òng)型的(de)，能(néng)很(¥®hěn)方便地(dì)整合進體(tǐ)系中。模塊之間(jiān)也(yě)能♦€(néng)方便地(dì)相(xiàng∏¥↓∑)互整合，并對(duì)外(wài)提供>'₽®接口。同時(shí)，基礎科(kē)學研究¥≤過程的(de)多(duō)變性和(hé)框架松散耦‌ ₹合的(de)特點，我們很(hěn)難設定一(yī)個(gè)标準的(♠$de)組件(jiàn)模型，因此組件(ji₹™àn)的(de)開(kāi)發應該著(zhe)重于整合的(d≤ e)簡便性上(shàng)。

最初，OpenBIS系統設計(jì)目标就(jiù)®↓≈÷是(shì)建立一(yī)個(gè)用(yòng)于系統生(shσ‍€ēng)物(wù)學和(hé)各種組學（蛋白(bái)質組學、基γ✘因組學、代謝(xiè)組學）研究的(de)數(shù)據的(de)工(g∞♦λ♣ōng)作(zuò)平台，将來(lái)源于質譜，測↓>∞≠序儀、顯微(wēi)鏡等各種儀器(qì)的(de)數(shù)據進≤★★☆行(xíng)統一(yī)的(de)管理(l¥₩←Ωǐ)，并從(cóng)儀器(qì)原始數(shù)據中提取基礎數(shù♦✘♥)據和(hé)元數(shù)據，與數(shù)據流程化(huà)δ€≠‌處理(lǐ)工(gōng)具以及各種可(kě)視(shì)化(hu≤₽♦à)工(gōng)具、數(shù)據分(fēn)析工(gōng)具整合，對(d÷→uì)數(shù)據進行(xíng)分(fēn)階段的(de)以及多(duō♠∑‌£)樣化(huà)的(de)後處理(lǐ)。在開(kāi) λ≥±放(fàng)性與靈活性方面，不(bù)同類型的¶ ♣×(de)用(yòng)戶與系統之間(jiān)采取不(bù)同的(de£π)交互方式訪問(wèn)原始數(shù)據和(≤φhé)後處理(lǐ)的(de)數(shù)據，追溯≈§♥數(shù)據的(de)起源，而不(bù)♦★Ω↑依賴于原有(yǒu)的(de)儀器(qì)和(hé)軟件←•♥(jiàn)供應商。系統可(kě)擴展性強，存儲和(hé)訪問♣✔×(wèn)大(dà)容量數(shù)據，并可(kě)配置為(wèi)分(fē <≥n)布式存儲。

 二、系統的(de)數(shù)據存儲結構    

openBIS 采用(yòng)邏ε>×"輯層級式結構存儲數(shù)據。其管理(>σlǐ)的(de)層級單元從(cóng)上(shàng)至下 π$(xià)依次為(wèi)：

 •  數(shù)據空(kōng)間(¶φ₹ jiān)

 •  項目

 •  實驗

 •  樣品

 •  數(shù)據集

權限規則應用(yòng)于最高(gāo)®×層級之上(shàng)，也(yě)就(jiù)是(shì)數(βδ<shù)據空(kōng)間(jiān)。可(kě)以配置訪問(wèn)規則§∞§：各終端用(yòng)于能(néng)看(kàn)什(shén)麽，以β≈£及能(néng)夠執行(xíng)何種操作(zu>↔ò)。

層級單元之間(jiān)的(de)邏輯關系如(rú)下(xià)：∏✔☆數(shù)據空(kōng)間(jiān)包含₩"↔一(yī)個(gè)或多(duō)個(g♠£✘&è)項目，項目包含一(yī)個(gè)或多(duō)個(gè‍↕)實驗，而實驗包含一(yī)個(gè)或多(d←α→βuō)個(gè)樣品，一(yī)個(gè)樣品可(kě)以包含一(yī)個(‍ ‌♥gè)或多(duō)個(gè)數(shù)據集。這(zhè)裡(λ ★lǐ)的(de)數(shù)據集是(shì)指一(yī)組包含實際分(fēφ€♦'n)析數(shù)據和(hé)其衍生(shēng)數(shù)據的(de)Ω∏多(duō)個(gè)文(wén)件(jiàn)。例£↕"如(rú)一(yī)個(gè)樣品在微(wēi)量滴定闆上(shàng€♣γ✘)被顯微(wēi)鏡讀(dú)取了(le)兩次，那‍π(nà)麽就(jiù)會(huì)産生(sh₹>‍$ēng)兩個(gè)數(shù)據集，這(zhè)兩個(gè)®↓ 數(shù)據集都(dōu)屬于該樣品。采用(yòng)•↑γ這(zhè)種邏輯結構十分(fēn)符合生(shēng)物(wù™∑™☆)學研究中的(de)實際情況。

采用(yòng)層級結構能(néng)夠為(wè↓‌i)存儲更多(duō)更大(dà)的(de)數(shù)據集并建立彼此之<←↑間(jiān)的(de)相(xiàng)互關系提供了(le)便✔ ≈利。例如(rú)，原始數(shù)據和(h‍δ♠é)處理(lǐ)後數(shù)據可(kě)以分(fφ$ēn)别存儲為(wèi)兩個(gè)獨立的(de)數(shù)據$&集，這(zhè)兩者之間(jiān)還(hái)能"β↕(néng)建立聯系（某結果數(shù)據集來§φ↑(lái)源于某個(gè)原始數(shù•©"∑)據集），并同時(shí)指向一(yī)個(gè)樣品或一(yī)個(gè‌± ≥)實驗。層級關系進一(yī)步衍生(shēngπ•↔÷)可(kě)以建立樣品和(hé)數(shù)據集之間(<¶≈÷jiān)的(de)父子(zǐ)關系，而這(zhè)在複雜(zá)的∏φ(de)科(kē)學研究中是(shì)經常遇到(dào)的(de)。

元數(shù)據是(shì)關于數(shù)據的(de)數(shù¥ ♠‍)據，為(wèi)了(le)描述數(shù)據在背景環境中的(de)結構和(h¶♥‍±é)意義，便于查找和(hé)使用(yòng)采集的(de)數(shù)✘εγ$據失去(qù)了(le)元數(shù)據的(de≈≤★δ)數(shù)據沒有(yǒu)什(shén)麽意義。對(duì)元數(shùφ​β)據的(de)管理(lǐ)是(shì)openBIS ♦>♦←十分(fēn)重要(yào)的(de)功能(néng)之一(y$ ∏πī)。 

openBIS提供了(le)十分(fēn)靈活的(de)元數®≠ (shù)據定義功能(néng)，可(kě)以在數(α♦λshù)據集、樣品、實驗等多(duō)層次上(shàn€ ☆∏g)定義結構化(huà)、半結構化(huà)、以及非±γ結構化(huà)的(de)元數(shù)<‍₹π據，為(wèi)靈活的(de)檢索提供保證。為(✔±wèi)了(le)組織這(zhè)些(xi®©♦ē)元數(shù)據，系統定義了(le)元數(shù)據×₹≤類型這(zhè)個(gè)标識，用(yòng)于将創建的(de)£¶元數(shù)據歸屬到(dào)具體(tǐ)的(de)系統對(d↓₽uì)象上(shàng)（數(shù)據集、樣品、實驗）

結構化(huà)與半結構化(huà)的(de)元數☆§(shù)據，或者叫屬性（或者注釋），屬性α×σ就(jiù)是(shì)一(yī)個(gè©‌σ)數(shù)據庫中的(de)字段，包括名稱，标簽，描述和(hδπ  é)值類型（整數(shù)型，浮點型，日(rì)期型，邏輯Ω♠☆©型，文(wén)本型，超鏈接，或者之前定✔↓ 義的(de)受控詞彙表，或者對(duì)于半結↑∏±§構化(huà)的(de)元數(shù)據而言可(kě)以采β‌用(yòng)XML結構文(wén)件(jiàn)作(zuò)為(wèi)存儲¥♥±€值）。系統允許對(duì)實驗，樣品，數(sh₽✔€₩ù)據集自(zì)定義屬性，并通(tōng)過屬¥¶性類型歸屬到(dào)具體(tǐ)的(de)數(shù)據對(duì)象上(s♣€hàng)，這(zhè)些(xiē)屬性類型透明(¶Ω​míng)化(huà)地(dì)存儲在數(shù) ™←據庫中。openBIS中的(de)屬性還(hái)≥★≤™可(kě)以是(shì)動态賦值的(de)，可(kě)以根≈δΩ↑據其他(tā)元數(shù)據通(tōng)過腳本進行(x☆δ∏÷íng)賦值。

在openBIS中，用(yòng)戶可(kě)以對 ©(duì)項目、實驗、樣品三者賦予非結構化(huà)的₩↓(de)元數(shù)據，也(yě)就(jiù)是(shì)§↔☆↔文(wén)件(jiàn)型的(de)附件(jiàn)，就(jiù)如(∑Ω€rú)同你(nǐ)在email中插入一(yī)個(gè)附件(ji↔<àn)。

基于這(zhè)種靈活的(de)自(zì)定義→™₹元數(shù)據的(de)機(jī)制(zhì)，openBIS提供了(le↕ <)通(tōng)用(yòng)型的(de)方式為(wèi)那(nà)些(x<↓¶iē)創新的(de)具備開(kāi)創性的(de)實驗建立全新的(de)元≠♦數(shù)據模型

為(wèi)了(le)高(gāo)效地(dì)存儲和☆♥(hé)檢索系統生(shēng)物(wù)學研究中産生(shēn¥★g)的(de)海(hǎi)量數(shù)據，并能(♦←™≤néng)兼容不(bù)同的(de)分(fēn)析測試技(jì)術(shù)₩​​∏，openBIS采用(yòng)混合式的(de≠★π)數(shù)據存儲方法。索引數(shù)據，實驗相(☆↕×xiàng)關的(de)元數(shù)據，選擇性的(de)結↔ε₹®果數(shù)據采用(yòng)關系數(shù)據庫存儲（當然≈ ∑，文(wén)件(jiàn)型的(de)元數(shù)據也(yě₹<​)可(kě)選擇存儲到(dào)關系數(shù)據庫δ‍≠中），大(dà)體(tǐ)積數(shù)據則采用(yòng)扁平化(huà₩")的(de)文(wén)件(jiàn)存儲（flatfile).默認情況下<¶ (xià)，原始數(shù)據和(hé)結果數(shù)據存儲在 π‍數(shù)據存儲區(qū)中（data stor£™λ€e)，這(zhè)是(shì)一(yī)個(gè)由單個(gè)文('<←<wén)件(jiàn)系統或多(duō)文(∞""•wén)件(jiàn)系統（采用(yòng)分(fēn)↔≥‍α段存儲模式）組成的(de)扁平的(de)文(wén)件(j≥≈​iàn)型數(shù)據存儲體(tǐ)系。

混合式的(de)數(shù)據存儲為(wèi↑®ε)openBIS帶來(lái)了(le)靈活性和(h₹♣♣γé)可(kě)擴展性。系統在數(shù)據庫₹÷中巧妙地(dì)存儲了(le)元數(shù)據模型，我們可(kě)以認為(§←•wèi)這(zhè)些(xiē)元數(shù)據模型本身(shπσēn)就(jiù)是(shì)系統數(shù)據的(de)一(y↓↓↑‍ī)部分(fēn)。這(zhè)樣，用(yòng)戶可(kě)以因地(≠≈dì)制(zhì)宜地(dì)為(wèi)自(zì)己的(de)研究數(s₹&hù)據選擇合适的(de)元數(shù)據©↕模型，判斷的(de)标準可(kě)以看(kàn) ∑₩元數(shù)據模型是(shì)否完整地(dì)包含了(le)原始數(sh↑&ù)據文(wén)件(jiàn)的(de)上(shàn'<✔∏g)下(xià)文(wén)信息，是(shì)否采用(yòng)了(le"↔$)合适的(de)存儲方式（以關系數(shù)據庫存儲還(hái)是(¶≈→↑shì)以文(wén)件(jiàn)型存儲）以應對(duì≠≈)查詢效率的(de)要(yào)求。

系統永遠(yuǎn)保持其核心數(shù)據庫的(deΩ")數(shù)據量在一(yī)個(gè)合理(lǐ)>$δ的(de)盡可(kě)能(néng)小(xiǎo)的(d‍₩e)規模，并将其置于快(kuài)速存儲設備上(shà≠<→ng)。系統對(duì)于會(huì)引發大(dà)量數(sh<∞λù)據列表顯示的(de)查詢盡量進行(xíng)優化(huà)，在存儲大(dà‌γ♠)批量數(shù)據時(shí)則會(huì)采用(yòng)分(fē♣¶≈n)段存儲和(hé)分(fēn)布式存儲。

三、系統部署方式

openBIS由客戶端，應用(yòng)服務器(qì)，數(  ×δshù)據存儲服務器(qì)組成。

應用(yòng)服務器(qì)（application server 簡稱₩ε§ AS）：管理(lǐ)元數(shù)據并關聯其指↓✘♦向的(de)基礎數(shù)據。

數(shù)據存儲服務器(qì)（data store server 簡★≤稱DSS）：管理(lǐ)數(shù)據

應用(yòng)服務器(qì)使用(yòng)關系數(shù)據庫來(lá∞¥i)管理(lǐ)用(yòng)戶，用(yòng)戶身(shε'φ₽ēn)份認證信息，系統實體(tǐ)對(duì)象如(££rú)數(shù)據空(kōng)間(ji↑★ān)，實驗和(hé)樣品的(de)元數(shù≥←)據以及所有(yǒu)數(shù)據集的(de)索引信息。數(shù♠$​)據存儲服務器(qì)DSS管理(lǐ)存在數(shù)據存↕α儲區(qū)中的(de)數(shù)據集。該存儲區 £(qū)隻能(néng)由DSS負責寫入，不(bù)能∑₽(néng)被系統其他(tā)部分(fēn)所操作(zuò)。不(bù)同↕‌π類型的(de)客戶端如(rú)浏覽器(qì)，圖形化(huà)的(de)‍≥Matlab客戶端，命令行(xíng)客戶端能(néng)夠通(tōng)過•₹↕£AS和(hé)DSS訪問(wèn)openBIS。

在系統部署圖中，我們可(kě)以看(kàn)到(♠₽§dào)一(yī)個(gè)AS可(kě)以對(duì)應多(ε¶duō)個(gè)DSS。這(zhè)一(yī)特性對(duì)于大★•(dà)科(kē)學工(gōng)程非常'"≠¥重要(yào)，系統生(shēng)物(wù)學，組學這(z$♠δ↔hè)些(xiē)科(kē)學工(gōn∑≥≈$g)程往往需要(yào)多(duō)個(gè)實驗室和(hé)↕™&​單位的(de)參與，分(fēn)布式的(de)‍£存儲對(duì)于促進數(shù)據共享的(de)同時(shí)進行(xín©εg)自(zì)有(yǒu)知(zhī)識産權保護是(s≥ hì)有(yǒu)雙重作(zuò)用(yòng)的(de)。ope★€nBIS 的(de)分(fēn)布式DSS特性允許各個(gè)實驗室使用☆₽•γ(yòng)本地(dì)的(de)數(shù↕ ↓₩)據存儲服務器(qì)（DSS）存儲本地(dì)儀器(qì≈✘↕π)産生(shēng)的(de)數(shù)據。這(zhè)裡(lǐ)DSS'§命名為(wèi)數(shù)據存儲服務器(qì)而不(bù)是(shì)簡單φ♥的(de)稱之為(wèi)數(shù)據庫服務器(q $Ω₹ì)是(shì)自(zì)有(yǒu)其道(dào)理(©&lǐ)的(de)，openBIS采用(yòng'±¶)混合數(shù)據存儲模式，即數(shù)據庫存儲和(↕≠α‍hé)文(wén)件(jiàn)存儲相(xiàng)結合↓∑✔，而不(bù)是(shì)單一(yī)的(de) αδδ數(shù)據庫存儲模式。DSS從(cóng)設計(jì)來(±•lái)說(shuō)，并不(bù)僅僅是(shì)一(yī)個(₹​♥gè)置于因特網上(shàng)的(de)文(wé≠↕®γn)件(jiàn)服務器(qì)。它能(néng)以其自(↔≠zì)身(shēn)存儲的(de)數(shù)據™α✘$為(wèi)基礎進行(xíng)各種自(zì)定義的(de)♥¶β♦查詢，并啓用(yòng)其自(zì)身(shēn)的(±&de)關系數(shù)據庫去(qù)存儲結果型數(shù)據。這(zhè)♥γ‌$些(xiē)結果數(shù)據寫入數(shù)據<≥™♣庫的(de)操作(zuò)可(kě)以在數(shù)據載入δ↑時(shí)自(zì)動進行(xíng)。在下(xià)圖中，≤"用(yòng)戶通(tōng)過命令行(xíng)工(g≥Ω™ōng)具和(hé)MatLab客戶端可(kě)以通(tōng)©​​過openBIS提供的(de)API訪問(wèn)DSS提​©供的(de)服務。進一(yī)步，在現(xiàn)有(yǒu)基礎上(sh'♠•àng)還(hái)可(kě)以為(wèi)DSS添加協處理(lǐ)服務器(₽↔£qì)用(yòng)于數(shù)據的(de)‌σ₽傳輸，例如(rú)Datamover和(h•γ₹é)CIFEX等組件(jiàn)用(yòng)于數(shù)據÷®←的(de)導入和(hé)導出。

AS和(hé)DSS各司其職，AS專門(mén)處理(lǐ)元數(shù)據×ε并指向原始的(de)來(lái)源，分(fα£‍‍ēn)布式的(de)多(duō)個(gè)DSS負責處理(lǐ>∏∑)大(dà)規模數(shù)據。龐大(d•↔≥€à)的(de)原始數(shù)據和(hé)精簡的(de)元數( σ‌≠shù)據得(de)以分(fēn)離(lí)，從(cóng)而避免了(le≈&♥)查詢和(hé)傳輸高(gāo)通(tōng)量和(<£♣hé)高(gāo)內(nèi)涵數(shù)據所帶來(lái)的(de)高‌✘(gāo)昂的(de)系統開(kāi)銷疊加，如(rú)CPU的(de)使用™≈π(yòng)，IO和(hé)帶寬的(de)占π≥用(yòng)。

3.1  OpenBIS的(de)客戶端

openBIS自(zì)帶了(le)圖形化€±​(huà)的(de)Web應用(yòng)程序，命令行(xíng)工(gōn₽σφλg)具和(hé)一(yī)些(xiē)KNIME數‍∑∑(shù)據分(fēn)析管道(dào)節點。為☆✘(wèi)了(le)方便專業(yè)用(yòng)戶通₩<∑(tōng)過客戶端訪問(wèn)後台，系統提供了(le)可(kě•€)通(tōng)過TCP/IP網絡調用(y♣γ≥‍òng)的(de)API。

3.2  應用(yòng)服務器(qì)（AS）

AS是(shì)客戶端與系統交互的(de)中心，其配置有(yǒu)一(yī)♣≤✔'個(gè)關系型的(de)數(shù)據庫φ★≤∞，用(yòng)于管理(lǐ)和(hé)存儲關于樣品，實驗，數×←₩(shù)據集的(de)元數(shù)據；♥‌✔實際的(de)數(shù)據由DSS存儲和(hé)管理(lǐ)←©δφ，AS引導訪問(wèn)一(yī)個(gè)或多(duō)個(gè)DS'&×S。

AS自(zì)身(shēn)分(fēn)解成幾個(♥£≤gè)層級：

展示層（Presentation layer）：HTML和(hé)Java Script λ≤→δ;用(yòng)于客戶端展示

域層（Domain Layer）：為(wèi)希望與業(yè)務對(duì)象（樣品，÷φ§實驗）進行(xíng)交互的(de)用(yòng)戶提™>供服務

數(shù)據訪問(wèn)層（Data acess layer）：用(yòng)于AS與DSS之間(jiān)的(de☆‌)訪問(wèn)，由AS所私有(yǒu)，不(bù)由外(wài)部調用®α‌(yòng)

前三個(gè)服務不(bù)僅為(wèi)Web客戶端所使用(y∞Ωòng)，還(hái)能(néng)由命令行(xíng)工(gōn§λg)具程序和(hé)DSS所調用(yòng)。典型的(€‍‌≠de)服務如(rú)樣品查詢，對(duì)象在數¶‌≠(shù)據庫中的(de)注冊。

3.3 數(shù)據存儲服務器(qì)（DSS）

DSS采用(yòng)混合存儲模式管理(lǐ)數(shù​>€₽)據集所包括的(de)所有(yǒu)數(shù)據，如(rú)圖像、譜圖、分≈"(fēn)析結果或特征描述。這(zhè)些(xβ$☆iē)數(shù)據都(dōu)放(fàng)在數(shù)據存儲系統中。DS¥★¥S負責對(duì)這(zhè)些(xiē)數(shù)據查詢，基×<♥×于數(shù)據集的(de)報(bào)告¥σ以及可(kě)視(shì)化(huà)。

在扁平的(de)文(wén)件(jiàn)↕∏π←存儲模式下(xià)，數(shù)據存儲由單份組成（一(yī)般βφ₹≠由一(yī)個(gè)文(wén)件(jiàn)服πε務器(qì)提供），分(fēn)段存儲模式下(xià)，一(yī)個(gè•σ§€)數(shù)據存儲有(yǒu)多(duō)個(gè)數(shù)據份，每≠‌一(yī)個(gè)文(wén)件(jiàn)服✘€務器(qì)管理(lǐ)其中一(yī)份。

與AS類似，DSS也(yě)可(kě)分(fēn)為(wèi)展示φ™↓<層（presentation layer），域層(domain la₹φyer)，數(shù)據訪問(wèn)層(data access≤  layer) 

展示層（presentation layer）¶↔ ∞，負責數(shù)據的(de)展示,一(yī)'γ般而言，不(bù)外(wài)乎類似于為(wèi)某張圖片用(yòng)于H©≤₹TML顯示而提供URL地(dì)址之類的(de)事(shì)物₩™βπ(wù)。更複雜(zá)一(yī)點的(de)将以Tab¶γ¶∑鍵為(wèi)分(fēn)隔符的(de)文(wén)件(jiàn)在網≠™₹>頁上(shàng)以表格的(de)形式展‌★示，更深層次的(de)展示需要(yào)用(yò¶≈ng)戶對(duì)對(duì)數(shù)據有(yǒu)更深入的₩γ↑→(de)理(lǐ)解，例如(rú)數(shù)據可(kě)視(‍φshì)化(huà)中的(de)熱(rè)點圖，或将代表不(bù)同通(≥↔βtōng)道(dào)數(shù)據的(de)圖進行(xíng)組合。這(zh♠<è)些(xiē)功能(néng)我們将在openBIS的(de)第二篇文(wé<∏←n)章(zhāng)中做(zuò)簡單的(de)介紹。數(s'₹'hù)據集上(shàng)載器(qì)（Data Set Uplo​♥ ader）也(yě)屬于展示層的(de)一(∏₽©∞yī)部分(fēn)，其是(shì)基于網頁的(de)數(shù)據集批量上(α↓€♦shàng)載工(gōng)具。為(wèi)避免浏覽器(qì₽¥★)對(duì)上(shàng)載文(wén)件(j•®iàn)2GB大(dà)小(xiǎo)的(de)限制(zhì)，π 該工(gōng)具通(tōng)過Java Web ♠→Start執行(xíng)。

域層（Domain Layer），負責提供數(shù)據的(‌∞<de)訪問(wèn)，并能(néng)解析其數(shùφ≠♦)據格式和(hé)語義關系。ETL（提取，轉換，上(shàng)♠​∞傳）線程也(yě)屬于該層，其負責注冊新産生(shēng)的(de)數(♣γδ$shù)據集。舉一(yī)個(gè)DSS的®÷≈λ(de)典型的(de)應用(yòng)的(de)♦εφ'例子(zǐ)，ETL線程監控某個(gè)文(wén)件(∑ π₹jiàn)夾中的(de)事(shì)件(jiàn)發生(shēng)情況，如(±→rú)果該文(wén)件(jiàn)夾中新創建$ ≥了(le)文(wén)件(jiàn)或文(wén)件(jiàn)φ  夾，ETL将執行(xíng)相(xiàng)關的(de)操作(zuò)。

數(shù)據訪問(wèn)層（data access layer），用(y↑•'òng)于生(shēng)成DSS中文(wén)件(jiàn¥>≠)存儲系統的(de)摘要(yào)。該摘要(yà ≥≠♥o)使得(de)DSS能(néng)夠利用(yòng)RDBM∏ε±✔S中的(de)文(wén)件(jiàn)元數(shù)據從(→¶​cóng)而加速檢索和(hé)列表顯示，透明(mí$¶≥ng)地(dì)訪問(wèn)容器(qì)文(wén)件(jià÷₩n)（HDF5容器(qì)以目錄的(de)形式顯示），并将同一(yī)個(gβΩè)數(shù)據集容器(qì)中的(de)多(duō₹™♣β)個(gè)數(shù)據集的(de)目錄"↔✔☆列表彙總顯示。

3.4、CIFEX

CIFEX是(shì)openBIS系統的(de)輔助工✔>(gōng)具，全稱叫CISD文(wén)件(jiàn)交換工​¥δβ(gōng)具（CISD Exchanger）.CI§>"'FEX 是(shì)一(yī)個(gè) β₩基于Web的(de)應用(yòng)程序,用(yòng)于₩↑✘傳送和(hé)交換大(dà)的(de)數( ☆±shù)據文(wén)件(jiàn)。由于浏覽器 λ₽≥(qì)對(duì)于上(shàng)傳容量有(yǒu)2GB的(de)限π←<制(zhì)，CIFEX采用(yòng)基于Jaπ‍∏va Webstart 圖形化(huà)♥→$工(gōng)具，支持斷點續傳并進行(xíng)校(xiào)驗和(<♥∞÷hé)檢查以保證文(wén)件(jiàn)完整性。CIFσ↕§σEX主要(yào)用(yòng)于下(xià)載oσ☆penBIS中存儲的(de)超大(dà)的(de)∞§©數(shù)據集。如(rú)果用(yòng)戶能(né₹ ng)夠直接訪問(wèn)DSS數(shù)據存儲的(de)文(wén)£‌'件(jiàn)系統，則CIFEX并非是(shì)必須的(de)。但(dàn)$™大(dà)多(duō)數(shù)用(yòng)戶是(shì•πΩ")無法直接訪問(wèn)DSS文(wén)件(jiàn)系♥★✔₩統的(de)，而如(rú)果有(yǒu)人(rén)想×↓ε♦把一(yī)些(xiē)數(shù)據分(fēn)享給沒 €σ有(yǒu)openBIS 賬号的(de)人(rén)，那(nàβ✔>₩)麽CIFEX就(jiù)可(kě)以幫助實現(xiàn)這(zhè)☆≤¶∑一(yī)目的(de)。大(dà)家(jiā)知(zhī)道(dào)，系統×λ≈↓生(shēng)物(wù)學和(hé)相(xiàng ≈φ)關的(de)組學的(de)分(fēn)析數(shù)據都☆↑‌♠(dōu)是(shì)十分(fēn)龐大(dà)的(de)，多(duō)★•®≥達幾個(gè)G。此時(shí)研究人(r•×én)員(yuán)通(tōng)過郵件(jiàn)發§♣送這(zhè)些(xiē)數(shù)據集不(bù)太現(xiàn)實。在¶∞這(zhè)種應用(yòng)下(xià)，CIFEX成為(wèi)了(le ★)數(shù)據與openBIS系統之間(jiān)雙向流通(tōng)☆←§☆的(de)通(tōng)道(dào)。CIFEX系™δ÷φ統同樣也(yě)是(shì)開(kāi)源的​₹λ (de)，并可(kě)提供下(xià)載。

3.5、Datamover

顧名思義，Datamover是(shì)用(yòng♠ )于數(shù)據從(cóng)一(yī)♣​β個(gè)地(dì)點傳輸到(dào)另一(yī)個(♥β★<gè)地(dì)點。其可(kě)使用(y≈₹òng)本地(dì)發起的(de)文(wén•$↑γ)件(jiàn)共享或是(shì)通(tōng)過S ♠εδSH通(tōng)道(dào)（建立在應用(yòng)層和(hé)∞∏←♣傳輸層基礎上(shàng)的(de)安全協議(yì)）或遠(yuǎn∏♣♥)程主機(jī)同步進行(xíng)數(shù)據<≈® 的(de)傳輸。該工(gōng)具主要(yào)是(shì)用(y®‌òng)于将儀器(qì)直接連接的(de)計(jì)算(suàn)機(jδ™ī)上(shàng)的(de)數(shù)據轉移到(dào)一(yī)個(÷δgè)過渡性的(de)中間(jiān)存儲設備上(shàng)。組€♣→>學研究的(de)數(shù)據往往十分(€₽fēn)龐大(dà)，與儀器(qì)相(x♣λ•iàng)連的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)磁盤很(h∞←  ěn)快(kuài)就(jiù)會(huì)超過容量。将儀器(qì↕↓×)相(xiàng)連計(jì)算(suàn)機(jī)上(shàng)的λ×α↑(de)文(wén)件(jiàn)夾直接對(du✘ ↓$ì)應到(dào)DSS的(de)存儲區(q÷☆✔ ū)往往又(yòu)會(huì)受制(zhì)€>©于網絡的(de)好(hǎo)壞。要(yào)知(zhī)道(dào)，網絡¥α往往不(bù)太穩定。此時(shí)就(jiù)> ↑需要(yào)在DSS存儲區(qū)與分(fēn) ₹析儀器(qì)計(jì)算(suàn)機(jī)之間(α₽$¶jiān)建立一(yī)個(gè)中間(jiān)過渡區(qū)，例如(r​←₽←ú)數(shù)據中心或者計(jì)算(suàn)集群，由Datamoλ$ver不(bù)斷地(dì)将數(shù)據遷移過去(qù)®λ。Datamover在傳遞過程中解決遇到(dào)的(de)一 £☆<(yī)切大(dà)小(xiǎo)故障，諸如(r<&<♣ú)網絡中斷，存儲設備達到(dào)上(shàng)限等問(wèn)題∞♦。

3.6、驗證與授權

openBIS采用(yòng)基于插件(jiàn§™)的(de)機(jī)制(zhì)用(yòng)于用(yòng☆®±)戶驗證，可(kě)與LDAP（如(rú)微(wē✘§i)軟Active Dicrectory），Cr₩λowd等身(shēn)份識别系統以及簡單的(de)文(w¥≠‌én)件(jiàn)方法進行(xíng)集成。系統采用(yòng)分(fēn♠​)組和(hé)角色的(de)授權機(jī)制(zhì)，解決特σαβ地(dì)用(yòng)戶能(néng)夠看(kàn)到(dào)哪些δφ♠↑(xiē)數(shù)據以及能(néng)夠進行(xín←±σg)哪些(xiē)操作(zuò)的(de)問(wèn)題。

四、系統的(de)功能(néng)模塊

OpenBIS的(de)核心功能(néng)包括數(shù)據和✔π(hé)元數(shù)據的(de)管理(lǐ)，數(shù)據檢索，數(sh‌®£ù)據共享，數(shù)據導入導出，與其他(t♣ ā)系統的(de)接口。這(zhè)些(xi¥"ē)基礎功能(néng)都(dōu)已經相(xiàng)當γ∞穩定，并可(kě)供下(xià)載，對(duì)于生(s₩£hēng)物(wù)學家(jiā)來(lái¥©>★)說(shuō)可(kě)謂是(shì)開(kāi)箱即用(yòn♣±π₹g)。如(rú)果想要(yào)把openBIS作(zuò)為(wèi₽₽→)一(yī)個(gè)新的(de)系統整合到(dào)現÷✘α(xiàn)有(yǒu)的(de)工(gōng)作(zuò)&∞流程中則需要(yào)一(yī)定程度的(de)定制(zhì)化(huà)開(Ω±¶kāi)發，并可(kě)在此基礎之上(s×π↑hàng)添加額外(wài)的(de)功能(néng)，如(rú)可(kě)$‌視(shì)化(huà)，數(shù)據的(de)終端發布，定制‌↔(zhì)化(huà)的(de)查詢設計(jì)等等。‌☆✔$如(rú)果單位上(shàng)配備有(yǒu)經驗豐富的(de)開(kāi≥☆)發人(rén)員(yuán)，包括生(shēng)物(w ©©ù)信息學研究人(rén)員(yuán)，加上(shàng™Ω≥‍)與實驗研究人(rén)員(yuán)相(xiàng)互配合，我們可($γλ÷kě)以将自(zì)己開(kāi)發的(de)一(yī)些(xi‍Ωē)特色化(huà)的(de)程序與openBIS進行(xíngΩΩ>)無縫整合從(cóng)而開(kāi)發出十分(f↔≥ēn)強大(dà)的(de)應用(yòng)。這(zhè)≠∑樣就(jiù)能(néng)更加緊密地(dì)貼合用(yòng)戶的(de)實₽Ω★際需求。畢竟系統是(shì)開(kāi)源的(de)， 我們甚至可(kě≠₩δ)以直接修改源碼對(duì)系統進行(xíng)個(gè>♥•)性化(huà)的(de)改造。

4.1、數(shù)據與元數(shù)據管理(lǐ)

如(rú)前文(wén)所述，系統采用(yòng)層 "φ♦級式結構組織數(shù)據和(hé)元數(shù)據。" 以數(shù)據空(kōng)間(jiān)為(wèi)基礎進行(xíng$<™)授權。一(yī)般而言，在系統中會(huì)為(¥¥₹wèi)不(bù)同的(de)研究小(xiǎo)組創建不(bù)‌☆₹ 同的(de)數(shù)據空(kōng)間(jiān)。數(shù &‌)據空(kōng)間(jiān)下(xià)以項目，實驗，樣品、數(shù↕•​)據集組織數(shù)據。系統可(kě)以基于訪™₩>問(wèn)的(de)需要(yào)設置觀察人(rén)員(yu←≠>'án)（對(duì)數(shù)據隻讀(dú)），一(yī)般用(y€↕òng)戶（添加或編輯對(duì)象）、并能(néng)以組和(α →∏hé)角色進行(xíng)統一(yī)授權。在數(s∏¥★♦hù)據發布環節上(shàng)，研究人&Ω↑Ω(rén)員(yuán)可(kě)以非常方便地(dì)改變其所擁有(yǒuφ )數(shù)據的(de)權限設置，從(cóng)而使其對(duì)外(wà&φi)公布。openBIS為(wèi)分(fēn)析結果提供優良的(€•☆de)溯源性。一(yī)個(gè)新的(de)$↔>✘數(shù)據集創建會(huì)分(fēn)配一(yī)↔☆σ個(gè)唯一(yī)的(de)标識号并且不(bù)能(né§→ng)再作(zuò)改變。如(rú)果數(shù)據由一(yī)個(gè≠•±)或多(duō)個(gè)數(shù)據集衍生(shēng)而來(lái)‌Ω₩，系統會(huì)創建一(yī)個(gè)新的(de)子(zǐ)數(shù ε✘)據集，并将該數(shù)據集歸屬到(dào)其來(lái)源數(shù)₽±γ據集。

獨立于某種專門(mén)的(de)數(shù)據格式和(hé)存儲方♣♥式，無論是(shì)儀器(qì)原始數(shù•™)據還(hái)是(shì)數(shù)✔ ₹>據分(fēn)析管路(lù)所提交的(d¶γ<γe)數(shù)據結果，都(dōu)可(kě)以直接存儲在ope‍§≤nBIS 中而不(bù)需要(yào)對(duìε>≠™)格式進行(xíng)轉化(huà)或其他(tā)改變。如(rú≥'₩)果需要(yào)其他(tā)的(de)數(shù)據格式和 ←(hé)存儲方式，也(yě)可(kě)以通(tōφβng)過數(shù)據轉換工(gōng)φγ具自(zì)動完成。一(yī)般建議(yì)用(yòng)戶為(wèi)數•↕₩♦(shù)據的(de)新格式單獨創建一(yī)個(gè)新♦σ的(de)數(shù)據集，并将同樣一(yī)份數(shù≈₽'≥)據的(de)不(bù)同格式放(fàng)在一(yī)個(gλΩè)數(shù)據集容器(qì)中。為(wèi)了(le)使得(de)數(sh×♠≈ù)據集容器(qì)對(duì)用(yòng)戶透明(m×→∞íng)，openBIS會(huì)顯示其文₹>(wén)件(jiàn)系統視(shì)圖，顯示包含在該數(shù)據容器(‌×qì)中的(de)所有(yǒu)文(wén)件("π₽jiàn)。

4.2數(shù)據檢索、導出和(hé)分(fēn)享

大(dà)規模數(shù)據的(de)導出采用(yφ©òng)CIFEX。數(shù)據集檢索基于數(shε₩ù)據集識别碼、數(shù)據集類型（如(rú)原始數(shù)據，蛋白(bá ÷  i)結果數(shù)據）、文(wén)件(jiàn)類型（mzXML，prot<↓×XML）以及其他(tā)與數(shù)據集、樣品、實驗相(xiàn∏×g)關的(de)元數(shù)據（例如(rú)數(shù)據 ®♦₹轉換軟件(jiàn)的(de)名稱）。結合這(zhè)些(xiē)元數( δshù)據可(kě)以進行(xíng)常規的(€↔de)邏輯篩選操作(zuò)，例如(rú)字符串的(d₹¥e)比較，數(shù)值的(de)範圍限定等，最終選擇的(de)數(shù)​↔↔據可(kě)以方便地(dì)通(tōng)‍★過電(diàn)子(zǐ)表格導出。如(♥&rú)果查詢結果涉及大(dà)規模數(shù)據，這(zhè)在↑€§'組學研究中經常會(huì)碰到(dào)，<¶↑&此時(shí)系統将會(huì)自(zì)動重定向到(dào)CIF♥↑EX進行(xíng)導出，openBIS通(tōng)過這(zhè)種方€"€ 法能(néng)夠用(yòng)來(lái)分σ‍(fēn)享數(shù)據，例如(rú)為(wβ÷λ♦èi)下(xià)遊的(de)數(shù)學建模人∏≤α€(rén)員(yuán)提供數(shù)據。

4.3、數(shù)據導入方式

對(duì)于涉及數(shù)百M到(dào)數(shù)個(gè)G大(d↑↓à)小(xiǎo)的(de)蛋白(bái)質質譜數(shù)據來(lái)說(‍↓shuō)，數(shù)據如(rú)何進入φ★↔系統中集中管理(lǐ)是(shì)個(gè)比較關鍵的(×≈Ωde)問(wèn)題。根據不(bù)同的(de)使用(yòng)需要(yào"∞)，數(shù)據上(shàng)傳到(dào)opeδ♣÷nBIS中采用(yòng)三種不(bù)同的(de)方式：≈÷©δDropbox,網頁上(shàng)直接上(shàng)傳，通(tōn☆∞g)過遠(yuǎn)端API自(zì)定義程序§∞上(shàng)傳。

第一(yī)種方式是(shì)采用(yòng)所謂的(¶£'de)dropbox，所謂Dropbox實際上(shàng)是(shì)位于本地(dì)文(wén)φ¥件(jiàn)系統或文(wén)件(jiàn)服務器≤£(qì)上(shàng)的(de)文(wén)件(jiàn)存放(fàng★♦∑σ)目錄。DSS監視(shì)該目錄中的(de)寫入情況。如(rú)果✘γ§發現(xiàn)新的(de)數(shù)據，例如(rú)新建了(le)某個(←✘gè)文(wén)件(jiàn)或文(wén)件(jε↔♦iàn)夾，系統就(jiù)會(huì)啓用(≠₩✘‌yòng)為(wèi)該dropbox配置的(de)ETL↓®ε↔（提取、轉換、上(shàng)載）流程，使得(d"∞​¥e)該新産生(shēng)的(de)數(shù)據集能(nén£π≥₽g)為(wèi)openBIS系統所接受，在此過"₩程中并将其與适當的(de)對(duì)象關聯（例如(σ∞₽rú)某個(gè)樣品），提取相(xiàng)關元數(shù☆≤)據用(yòng)于檢索，并将這(zhè)些(xiē)數(s‍£hù)據集轉換為(wèi)預定義的(deλ♥÷↕)格式，以便與諸如(rú)計(jì)算(suà€"•n)模拟之類的(de)其他(tā)工(gōng↑£₽")具集成。ETL過程在openBIS系統中并非 "¥¶是(shì)固定的(de)，而是(shì)設計(j βì)為(wèi)一(yī)組可(kě)配置的(de)插件(jiàn)>ε，在對(duì)新産生(shēng)的(de)數£€(shù)據如(rú)何處理(lǐ)的(de)問(wèn)題上(shàng×γ÷★)具有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的(de)可(kě)配置性和(h×↑é)自(zì)由度。一(yī)般而言，在數(shù)據✘φ≤存儲容量夠大(dà)的(de)前提下(xià)，建議(yì¥>)ETL處理(lǐ)的(de)同時(shí)保留未經λ≠δ 處理(lǐ)的(de)原始數(shù)據。如(rú)果使用(yòng)Data₽‌‌mover作(zuò)為(wèi)協處理(lǐ)服務器(qì)，dropbo∏‌≈↓x可(kě)擴展為(wèi)連接各個(gè)不(bù)同實驗室的‍$ (de)橋梁，從(cóng)而實現(xiàn)跨單位↓Ωεσ合作(zuò)。在長(cháng)期需要(yào)大(dà)量交換數(shù∏×✘)據的(de)系統之間(jiān)，dropbox↓'可(kě)以充當一(yī)種非常有(yǒu)效的(≤≈≈±de)”松散耦合”的(de)接口。

第二種方式采用(yòng)網頁直接上(shà÷★←¥ng)傳，基于web的(de)上(shàng)傳工(gōng)具可(kě)✔'γ©以從(cóng)web上(shàng)觸發。對(duìφ★)于實際的(de)數(shù)據上(shàng)傳步驟，≤π會(huì)将用(yòng)戶重定向到(dào)Data set >↑≤↓uploader或者重定向到(dào)CIEFX服務器(☆☆εqì)。

第三種方式是(shì)API進行(xíng)定制(zhì)化(huà)∑♣₹程序開(kāi)發，系統提供的(de)遠(yuǎn)端API是(shì)一(εδ∏yī)組Java類，提供基于流的(de)編程模式用(yòng)于上(sh♥‌&àng)傳任何構成數(shù)據集的(de)文(wén)'£♦↑件(jiàn)集合。與dropbox相(↓σxiàng)比，其允許與使用(yòng)它的(de)程♠×☆♣序更緊密的(de)集成，提供及時(shí)的(de‌γ≈✘)反饋，支持任何允許HTTPS傳輸的(de)WAN網絡。由于☆♣>使用(yòng)Java作(zuò)為(wèi)編程環境在某些(xiē)情況 ™下(xià)受到(dào)限制(zhì)，openBIS還(₩♥§hái)包含了(le)命令行(xíng)工(gōng)具用(yòng)于φ§∏調用(yòng)遠(yuǎn)端API調用(yòn∑≠g)實現(xiàn)數(shù)據的(de)上(s$φ→hàng)傳。該工(gōng)具已經用(yòng)來(lái↔∞≤)實現(xiàn)LabView 和(hé)其他(tā)基于≈±腳本的(de)數(shù)據源與open'<×BIS 的(de)整合。

4.4、用(yòng)戶端接入

第一(yī)種方式是(shì)圖形化(huà)的(de)界面λ®✔，适用(yòng)于普通(tōng)用(y¶ òng)戶。 

第二種是(shì)命令行(xíng)界面，适用(yòng)于專家(jiā)級用↓€(yòng)戶，用(yòng)在腳本編程環境中實現(xiàn)操作(↓↔zuò)的(de)自(zì)動化(huà)，方便與各種自(zπ✔±✔ì)動化(huà)的(de)數(shù)據處理(lǐπ∞≤ )管線整合，或者整合進定制(zhì)化(huà)的(de)用(yòng)↑↔©σ戶界面，尤其是(shì)在API不(bù)↔≥≤能(néng)使用(yòng)的(de)情況下(xià♠$)。

第三種是(shì)API調用(yòng)。該方法提供了(le)兩種方式✔♣₹ε，Java service和(hé)JSON-π↔>★PRS web Service。Java 服務為(wèi)開(kāi)​←↑♥開(kāi)發者提供類和(hé)方法用(yòng)于将OpenBIS整≠♥合進其他(tā)應用(yòng)程序，通(tōn"™&♦g)過使用(yòng)這(zhè)種API ,開(kā∏≈∞i)發者可(kě)以很(hěn)方便無縫地(dì)将openBIS整合進其自(©↕zì)己開(kāi)發的(de)應用(yòng)程序，如(rú)工(gōng)作(zuò)流和(hé)可(kě)視(shì)化(↔↓huà)工(gōng)具。這(zhè)些(xiē)API盡管是(shì)用λ§δ(yòng)Java實現(xiàn)的(de)，但(dàn)并不(bù☆δ)僅限于用(yòng)在基于Java的(de)應用( ★yòng)程序。許多(duō)流行(xíng)的(de)數(shù)據處♣★ 理(lǐ)環境，如(rú)Matlab，R都(dōu)可(kě)以調用→₩(yòng)Java API的(de)功能£λ↕(néng)。事(shì)實上(shàng)系'™↕±統專門(mén)為(wèi)MatLab提供了(le)其API的(de)變體(tǐ)-™☆₹ HCS-API，用(yòng)于支持Matlab的(de)語言特性。↑‍‌JSON-PRC Web Service雖然沒有(y₩↑ǒu)Java Service那(nà)麽高(gāo)級，在所有(y→‌×ǒu)的(de)支持Web标準的(de)¥ ε計(jì)算(suàn)機(jī)環境中也(yě)都(dōu)能(néng)應©&用(yòng)。特别是(shì)任何的(de)WEB程序對(duì≤ε)openBIS 後端的(de)使用(yò↓φ♥✔ng)。

4.5、數(shù)據可(kě)視(shì)化(huà)與ελ發布

openBIS中的(de)數(shù)據‌≥ ₽可(kě)視(shì)化(huà)往往要(yào)借助整合其♥λ↓他(tā)的(de)軟件(jiàn)。一(yī)個(gè)§₽™↑簡單的(de)例子(zǐ)就(jiù)是(shì)采用(©λ∑♦yòng)數(shù)據報(bào)告插件(jiàn)用(yòng)✔↕γδ于展示HTML文(wén)件(jiàn)，例如(rú)Illumina HiS↕∑♥δeq2000測序儀軟件(jiàn)産生(shēn∞σ​↕g)的(de)數(shù)據。更加複雜(zá‌<•♠)的(de)展示工(gōng)具，如(rú)孔闆視(shì)圖顯示多(d₽Ωλuō)位滴定闆，特征向量的(de)圖形化(huà)展示，用(yòng)于÷×γ∏高(gāo)內(nèi)涵篩選和(hé)蛋白(bái)質組學的γε(de)蛋白(bái)質視(shì)圖（展示蛋白(bái)的(d♠♣e)定性和(hé)定量數(shù)據）。或者整合現(xiàn)有(yǒu)的₹•$'(de)視(shì)圖，如(rú)使用(yòng)API實現(₽↔ε↕xiàn)圖像強度-尺度再調節工(gōng)具。

就(jiù)數(shù)據的(de)終端發布而言，系統中數(shù)據φ‍€™的(de)簡單視(shì)圖可(kě)以通✔≤$≠(tōng)過Web界面的(de)配置快(kuà≤≤★≈i)速實現(xiàn)。從(cóng)系統的(de)應用(yòng)經"‍<驗來(lái)看(kàn)，基于openBIS框架可(kě®ε)以實現(xiàn)滿足各種需要(yào)的(d‍πe)任何數(shù)據類型的(de)視(shì)圖。

五、總結

openBIS是(shì)一(yī)款開(kāi)源的(de)，基于Web₹★≈‍的(de)用(yòng)于管理(lǐ)大(dà)規模生(shēng)物(w'<₩'ù)學研究數(shù)據的(de)軟件(jiàn)，其具有(yǒu©')異構、松散耦合、分(fēn)布式等多(duō¶&¥)重特性，易于與各種軟件(jiàn)工(gōng)具進行(xín★₹&g)整合。系統采用(yòng)項目化(huà)的Ωε←(de)結構用(yòng)于管理(lǐ)實驗數(shù)據，處理(l±€ ǐ)用(yòng)戶身(shēn)份認證和(₽ ✘hé)授權，以及數(shù)據的(de)導入和(hé)導 ↑₹∑出，數(shù)據溯源，支持數(shù)™♠ε↑據格式的(de)遷移和(hé)數(shù)據的(de)歸檔。

下(xià)一(yī)篇文(wén)章(zhāng≠≤)中，我們将介紹openBIS在下(xià)一(yī)代的≥>(de)基因測序，高(gāo)內(nèi)涵篩選，定↔±​量圖像，蛋白(bái)質組學，代謝(xiè)組學方面的(de)應用(y♠∞©☆òng)。