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

一(yī)、前言導讀(dú)

今天給大(dà)家(jiā)介紹一(yī)款開(k ​★↔āi)源的(de)專門(mén)管理(lǐ)生(shē‌€ ng)物(wù)學研究數(shù)據的(de)管®  理(lǐ)軟件(jiàn)openBIS，文ε☆✘(wén)章(zhāng)分(fēn)為(wèi)兩個(gè)部分(fו≈₹ēn)，前一(yī)部分(fēn)介紹軟件(jiàn)的(de)一(yī)些(↑←xiē)基本特性和(hé)概念，後一(yīπλ§₹)部分(fēn)介紹軟件(jiàn)在一(★≠¶yī)些(xiē)領域中的(de)具體(t↑×γǐ)應用(yòng)。

OpenBIS當前已經在多(duō)個(gè)SystemX.ch 和(hé≤σ₩)歐盟項目（應用(yòng)質譜技(jì)術(sh≠♣ε'ù)研究代謝(xiè)物(wù)和(hé)蛋白(bái₩×)質，高(gāo)內(nèi)涵篩選，下(xià)一(yī)代的(§₩δ€de)基因測序技(jì)術(shù)。）得""Ω×(de)到(dào)了(le)非常成功的(de)應用(yòng)。對€σβε(duì)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(sh∑σ‌ì)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(nénΩ∏÷g)夠處理(lǐ)幾乎任何種類的(de)生(shēng)物(wù)學數π ε(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(≈σ☆>hái)是(shì)組學，随著(zhe)儀器(qì)技(jì)術(shù)'®的(de)進步，這(zhè)些(xiē)新興學科&$↔(kē)的(de)研究方式與方法都(dōu)對(duπ€ ♥ì)生(shēng)物(wù)實驗數(shù)據的(de)管理(l©εǐ)和(hé)高(gāo)性能(néng)計(jì)算(suà∑↔↑n)提出了(le)前所未有(yǒu)的(de)挑戰。γφ系統生(shēng)物(wù)學，基因組學、蛋白(bái)質組學、代謝(♦ >$xiè)組學等大(dà)科(kē)學工(gōng)程往往意味著(zhe)項目的₹↓$(de)長(cháng)期持續，參與單位和(hé)人(r×♠én)員(yuán)衆多(duō)，産生(shēng)的(de)σ ™✘數(shù)據量十分(fēn)龐大(dà)和(hé)複雜(zá)，并且要(y₩"¥≤ào)綜合生(shēng)物(wù)信息學、計(jì×λ•)算(suàn)機(jī)科(kē)學、數(shù)學等多(du≠♣ō)學科(kē)的(de)力量協作(zuò)完成。大δ< (dà)科(kē)學工(gōng)程的(de)長(cháng)期¥λ性與複雜(zá)性要(yào)求一(yī)套系統能('→>néng)應對(duì)種類繁多(duō)且體(tǐ)量龐大(dà)的(de)π←♣原始數(shù)據存儲，研究過程的(de)靈活多(duō)變，數(shù)據←•απ分(fēn)析工(gōng)具與算(suàn)法的(de)不(bù♠✔§λ)斷更新，研究團隊人(rén)員(yuán♦‍ ")變動等一(yī)系列問(wèn)題。 ‍↑∏→;   生(shēng)物(wù)實驗數(shù×↕)據管理(lǐ)系統需要(yào)提供一(yī)個(gè)堅‍₹>實的(de)基礎平台用(yòng)于存儲種類繁多•γ​(duō)且體(tǐ)量龐大(dà)的(d∑σe)分(fēn)析儀器(qì)數(shù)據并能(n↓∞​éng)快(kuài)速整合各種數(shù)εβ×據分(fēn)析流程，包括商業(yè)的(de)數(shù)據↔$ ♦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(deδ✔±π)數(shù)據分(fēn)析方法。不(bù)同品牌、不(b♦<¥÷ù)同型号的(de)儀器(qì)原始數(shù)據和♥•(hé)不(bù)同方式的(de)數(shù)據分(fēn)析方法所"δε産生(shēng)的(de)結果數(shù)據都(dōu)需要(yào)€≥ ♦長(cháng)久保存，以備将來(lái)再次引用(yòng)以及曆₹Ω∏≥史數(shù)據的(de)比較和(hé)整合。在這(zhè)期間(jiān✘λ₹↕)，數(shù)據的(de)格式與存儲方式也(yě)會(huì)随著(zδ÷he)數(shù)據分(fēn)析技(jì)術(shù)和( &©hé)相(xiàng)關标準的(de)發♠<展而逐步發生(shēng)變化(huà)。這(zhè)些(xiē)數(shù↕γ♠)據在相(xiàng)當長(cháng)的(de)一(y ππī)段時(shí)間(jiān)內(nèi)¶δ☆都(dōu)可(kě)能(néng)被各類數(shù)據'₹分(fēn)析人(rén)員(yuán)進行(xíng ≥&)分(fēn)析和(hé)重新分(fēn)析。作(zu♥€ò)為(wèi)儀器(qì)分(fēn)析原始數β∞±φ(shù)據和(hé)數(shù)據分(fēn)析所産生(shēn•¶g)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(jiφ₹←àn)提供數(shù)據來(lái)源以及作(zu✘♠✘ò)為(wèi)不(bù)同階段不(bù)同數(shù)據處理↕♦↕(lǐ)工(gōng)作(zuò)流之間(jiān)溝±&♣通(tōng)的(de)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(d≥✘₹e)，松散耦合的(de)，這(zhè)些<λ↔(xiē)模塊分(fēn)别實現(xiàn)某個(gè)特定的(de)功♦&≈能(néng)或者提供特定的(de)服務，而不(bù)苛求單一(yī)模♠>塊或服務滿足所有(yǒu)需求。同硬件(jiàn)一(yī)¥<樣，這(zhè)些(xiē)模塊應該是(shì)即插即用(yòng≤£)型的(de)，能(néng)很(hěn)方便地(dσ✔‍ ì)整合進體(tǐ)系中。模塊之間(jiān)也(yě)能‍σε"(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Ω©★(hé)框架松散耦合的(de)特點，我們很(hěn)難設定一(yī)σ"個(gè)标準的(de)組件(jiàn)模型，因此"ε£組件(jiàn)的(de)開(kāi)發應該著(zhe)重于整合的(de)Ω↔$§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(shē≤✘' ng)物(wù)學和(hé)各種組學（蛋白(bái®$)質組學、基因組學、代謝(xiè)組學）研究的÷←↓(de)數(shù)據的(de)工(gōng)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(lǐ)，并從(cóng)™λ儀器(qì)原始數(shù)據中提取基礎數(shù)據和(héδ≤ )元數(shù)據，與數(shù)據流程化(huà)•×處理(lǐ)工(gōng)具以及各種可(kě)視(shì)化(huà)​∑↑×工(gōng)具、數(shù)據分(fēn)析工≈♣♦≤(gōng)具整合，對(duì)數(shù)據進行(xíng)分(f>‌ēn)階段的(de)以及多(duō)樣化(↕ε huà)的(de)後處理(lǐ)。在開(kāi)放(fàng♦≤→σ)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)交互方式訪問(wèn)©↑₩↔原始數(shù)據和(hé)後處理(lǐ)的(de)數δ'(shù)據，追溯數(shù)據的(de)起源，而不£™(bù)依賴于原有(yǒu)的(de)儀器(qì)≤β •和(hé)軟件(jiàn)供應商。系統可(kě)擴展性強，存儲和(h₩  é)訪問(wèn)大(dà)容量數(shù)據，并可(kě)配置為(wèi)分><(fēn)布式存儲。

 二、系統的(de)數(shù)據存儲結構    

openBIS 采用(yòng)£↔邏輯層級式結構存儲數(shù)據。其管理(lǐ)的(de)層級單↑→↔元從(cóng)上(shàng)至下(xià)依次α✘$₹為(wèi)：

 •  數(shù)據空(kō$♥Ω ng)間(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(shà€‍™ng)，也(yě)就(jiù)是(shì)數(shù)據空(k§'ε←ōng)間(jiān)。可(kě)以配置訪問(w'←èn)規則：各終端用(yòng)于能(néng)看(kàn≥α£)什(shén)麽，以及能(néng)夠執行(xíng)何種操作(zuò)。₩λ 

層級單元之間(jiān)的(de)邏輯關系如(rúεσ€)下(xià)：數(shù)據空(kōng)間(λ'jiān)包含一(yī)個(gè)或多(duō¥♦)個(gè)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(duō)個(↓∑gè)樣品，一(yī)個(gè)樣品可(kě)以包 δ≠←含一(yī)個(gè)或多(duō)個(gè)數(shù)據集。這(×✔♦zhè)裡(lǐ)的(de)數(shù)據集是(shì)指一σ<(yī)組包含實際分(fēn)析數(shù)據和(hé)其衍生(shēng)δ≥數(shù)據的(de)多(duō)個(gè)文(wé♦✘₹n)件(jiàn)。例如(rú)一(yī)個(β∏¶gè)樣品在微(wēi)量滴定闆上(shàng)被顯微(wēi)鏡讀($™dú)取了(le)兩次，那(nà)麽就(jiù)會(huì)産生(↑≥shēng)兩個(gè)數(shù)據集，↑÷‌→這(zhè)兩個(gè)數(shù)據集都(dōu)π♠屬于該樣品。采用(yòng)這(zhè)種邏輯結構十分(fēn)符合生(shē‌φng)物(wù)學研究中的(de)實際情況。

采用(yòng)層級結構能(néng)夠為(wèi)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(xià→↕₽£ng)互關系提供了(le)便利。例如(rú)，原始數(shù)據和(h₹​★é)處理(lǐ)後數(shù)據可(kě)以分(fēn)别存儲為(wèi)兩™₹∏¶個(gè)獨立的(de)數(shù)據集，這(zhè)β≠Ω兩者之間(jiān)還(hái)能(néng)建立聯系（某結果數(shù)據δΩ≥δ集來(lái)源于某個(gè)原始數(shù)據集），并同時(s÷σδ$hí)指向一(yī)個(gè)樣品或一(yī)個(gè)實驗。層級關系進一(y↕≥₹∏ī)步衍生(shēng)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(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☆♠∞σ(shù)據，為(wèi)了(le)描述α멧數(shù)據在背景環境中的(de)結構和(hé)意義，便于查÷✘找和(hé)使用(yòng)采集的(de)數(shù)據失去(q♣≤ε♣ù)了(le)元數(shù)據的(de)數(shù)©≠據沒有(yǒu)什(shén)麽意義。對(duì)元數(sh ♥ £ù)據的(de)管理(lǐ)是(shì)openBIS 十分(f≠®εēn)重要(yào)的(de)功能(néng)之一(yī)。&δ•♣ nbsp;

openBIS提供了(le)十分(fēn)靈活的(de)元數(εφ±shù)據定義功能(néng)，可(kě)以在數(shù)據​≤集、樣品、實驗等多(duō)層次上(shàng)定義結構化(hu≤≠✔Ωà)、半結構化(huà)、以及非結構化(h¶≥uà)的(de)元數(shù)據，為(wèi)靈活的(de)檢索提供β∞♥保證。為(wèi)了(le)組織這(zhè)些(xiē)元數(sh™>§ù)據，系統定義了(le)元數(shù)據類型這σδ≈(zhè)個(gè)标識，用(yòng)于将創建的(de)β↕₽元數(shù)據歸屬到(dào)具體(tǐ)的(de)系統對(duì♣Ω♥β)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，γδ×&或者叫屬性（或者注釋），屬性就(jiù)是(shì)一(​φ♣yī)個(gè)數(shù)據庫中的(de)字段，包括名稱，标簽，描述©₩和(hé)值類型（整數(shù)型，浮點‌‍型，日(rì)期型，邏輯型，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σπ∏✔半結構化(huà)的(de)元數(shù)據而言可(kě)以采γβ用(yòng)XML結構文(wén)件(jiàn₩ε)作(zuò)為(wèi)存儲值）。系統允許對(du‍ ↓ì)實驗，樣品，數(shù)據集自(zì)定義屬性，并通(tōn∞€‌★g)過屬性類型歸屬到(dào)具體(tǐ)的(de)數(shù)據對(dα↑•uì)象上(shàng)，這(zhè)些(xiē)屬性類型透明(÷₩σmíng)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)以根據其他(tā)≥♠↕≈元數(shù)據通(tōng)過腳本進行(xíng)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δ€✔→，也(yě)就(jiù)是(shì)文(wén)件(jiàn)↕φ型的(de)附件(jiàn)，就(jiù)如(rú)同你(nǐ)在email中'λ→∏插入一(yī)個(gè)附件(jiàn)。

基于這(zhè)種靈活的(de)自(zì)定義元¶♥™數(shù)據的(de)機(jī)制(zhì)，<εopenBIS提供了(le)通(tōng)用(yòng)型的(de)方式為(☆σσ♥wèi)那(nà)些(xiē)創新的(de)具備開(kāi)創性的(d'ε★↑e)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(sh‌≠✔γēng)物(wù)學研究中産生(shēng)的(de)海(hǎ✘✘§&i)量數(shù)據，并能(néng)兼容不(bù)同的★±(de)分(fēn)析測試技(jì)術(shù)，op↑$®↕enBIS采用(yòng)混合式的(de)數(shù)據存儲方法。索引數(✔&shù)據，實驗相(xiàng)關的(d βe)元數(shù)據，選擇性的(de)結果數(shù)據采用(yòng)'α÷$關系數(shù)據庫存儲（當然，文(wén)件(jiàn)型的(d€₹±e)元數(shù)據也(yě)可(kě)選擇存儲到(dào)關系數(shù)λε據庫中），大(dà)體(tǐ)積數(shù)據則采用(yòng)扁平化(☆Ω±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)據存儲在數(shù)據存儲區(qū)中（data β₽↑•store)，這(zhè)是(shì)一♠β∏(yī)個(gè)由單個(gè)文(wén)件(jiàn)系統δ£​✔或多(duō)文(wén)件(jiàn)系統（©₹"采用(yòng)分(fēn)段存儲模式）組成的(de)扁平的(d€λe)文(wén)件(jiàn)型數(sh₩δ‍ ù)據存儲體(tǐ)系。

混合式的(de)數(shù)據存儲為(wèi)openBIS÷↓帶來(lái)了(le)靈活性和(hé)✔γ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(shēn)就(jiù)是(s∞ →'hì)系統數(shù)據的(de)一(yī)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(sh→Ω★εù)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(shù‌"↑)據文(wén)件(jiàn)的(de)上(shàng)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←$φ(de)要(yào)求。

系統永遠(yuǎn)保持其核心數(shù)據庫的(de)數(shù$φ&)據量在一(yī)個(gè)合理(lǐ)的(de)盡可(kě)能(n•↕éng)小(xiǎo)的(de)規模，并将其置于快(kuài)速存儲設備上γδ₽(shàng)。系統對(duì)于會(huì)引發∑☆÷<大(dà)量數(shù)據列表顯示的(de)查詢盡量進行(xíng)優化(≠↕π>huà)，在存儲大(dà)批量數(shù)據時(shí)則會(h‌&αδuì)采用(yòng)分(fēn)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(shù)據存儲服務器(≥πqì)組成。

應用(yòng)服務器(qì)（applicat'★ion server 簡稱AS）：管理(lǐ↕φπ↓)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•→☆λi)管理(lǐ)用(yòng)戶，用(yòng)戶λ£身(shēn)份認證信息，系統實體(tǐ)對(duì)象如(rú)數(shù)‌∞¥↔據空(kōng)間(jiān)，實驗和(hé)樣品的(de)元數(shùε∑>)據以及所有(yǒu)數(shù)據集的(de<★)索引信息。數(shù)據存儲服務器(q€ ì)DSS管理(lǐ)存在數(shù)據存儲區(q♣→ū)中的(de)數(shù)據集。該存儲區(qū)隻能(néng)Ω↑ 由DSS負責寫入，不(bù)能(néng)被系統其他λδ$(tā)部分(fēn)所操作(zuò)。不(bù)同類型的'≈©×(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(§α☆néng)夠通(tōng)過AS和(hé)DSS訪問(wè♠≤ >n)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(duō)個(gè‍ε)DSS。這(zhè)一(yī)特性對(duì)于β€φ≈大(dà)科(kē)學工(gōng)程非常重要(<×βδyào)，系統生(shēng)物(wù)學γ¥≠，組學這(zhè)些(xiē)科(kē)學工(gōng)程往&φσ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(xíng)自(zì)有(yǒu)知(zhī)識産權γπλσ保護是(shì)有(yǒu)雙重作(zuò)用(yòng)的(de)。op​'★enBIS 的(de)分(fēn)布式DS‌>&S特性允許各個(gè)實驗室使用(yòng)本地(dì∑&)的(de)數(shù)據存儲服務器(qì)（DSS）存儲本地(dì)儀器♠÷(qì)産生(shēng)的(de)數(sα★↓hù)據。這(zhè)裡(lǐ)DSS命名為(w✔ ≤φèi)數(shù)據存儲服務器(qì)而不(bù)是(☆∑↔↔shì)簡單的(de)稱之為(wèi)數(shù)據庫服務器(qì)是(shìε★βλ)自(zì)有(yǒu)其道(dào)理(lǐ)的(φ∏π←de)，openBIS采用(yòng)混合數(s↑πhù)據存儲模式，即數(shù)據庫存儲和(hé)$®♥ε文(wén)件(jiàn)存儲相(xià>✔ng)結合，而不(bù)是(shì)單一(yī)的(de)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(wén)件(jiàn)服務器(qì)。它能™​♣(néng)以其自(zì)身(shēn)存儲的(∞←de)數(shù)據為(wèi)基礎進行(xí∞αng)各種自(zì)定義的(de)查詢，并啓用→✔Ωσ(yòng)其自(zì)身(shēn)的(de)關系數(shù)據庫去(qβ™ù)存儲結果型數(shù)據。這(zhè)些(x✘₩®↑iē)結果數(shù)據寫入數(shù)據庫的(de)操作(zuò)↓ε♥可(kě)以在數(shù)據載入時(shí)自(zì)動進行(xíng)。在下<ε★(xià)圖中，用(yòng)戶通(tōng)過命令行(xíng)工(§≈gōng)具和(hé)MatLab客戶端可(kě)¥↑β以通(tōng)過openBIS提供的(de)API訪問(wèn)DS↕≈φS提供的(de)服務。進一(yī)步，在現(xiàn)有('≥★∑yǒu)基礎上(shàng)還(hái)可'★✘σ(kě)以為(wèi)DSS添加協處理(lǐ)服務器(qì)用γ ₹←(yòng)于數(shù)據的(de)傳輸，"→" 例如(rú)Datamover和(hé)CIFEX等組件(jiàn)用(y£​↕€òng)于數(shù)據的(de)導入和(✔πhé)導出。

AS和(hé)DSS各司其職，AS專門(ménσ® φ)處理(lǐ)元數(shù)據并指向原始的(de)來(lái)源，分(fēn) →布式的(de)多(duō)個(gè)DSS負責處理(lǐ∞★≠₩)大(dà)規模數(shù)據。龐大(dà)的(de)原始數(shù)據和(∞εΩhé)精簡的(de)元數(shù)據得(de)以分(fēn)離(lí↓< π)，從(cóng)而避免了(le)查詢和(hφφ♠λé)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(yòng)，I×™πO和(hé)帶寬的(de)占用(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(x•©íng)工(gōng)具和(hé)一(yī)些(xiē)KNIME數(shù)Ω±據分(fēn)析管道(dào)節點。為(wèi)了(l≠♣'€e)方便專業(yè)用(yòng)戶通(tō÷↔×↔ng)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(yòng)的(φα₹→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，用(yòng♣¶β<)于管理(lǐ)和(hé)存儲關于樣品，實↔λ驗，數(shù)據集的(de)元數(shù)據；實際的(de)數(shù)<≥δ據由DSS存儲和(hé)管理(lǐ)，AS引導訪問(wèn)一(yī)個(gè←∏)或多(duō)個(gè)DSS。

AS自(zì)身(shēn)分(fēn)解成幾個(gè)層級：₩✔ >

展示層（Presentation layer）：÷"ε₩HTML和(hé)Java Script 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，實驗ε>←δ）進行(xíng)交互的(de)用(yòng)戶提供服務←←₩ 

數(shù)據訪問(wèn)層（Data acess‌₽δ layer）：用(yòng)于AS與DSS之間(jiān↔σ€←)的(de)訪問(wèn)，由AS所私有(yǒu)，不(bù)由≠☆外(wài)部調用(yòng)

前三個(gè)服務不(bù)僅為(wèi)γ±Web客戶端所使用(yòng)，還(hái)能(néng)由命令行(xíng§π)工(gōng)具程序和(hé)DSS所調用(yòng)。典型的(®ε"←de)服務如(rú)樣品查詢，對(duì)象在φ÷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§ε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(xiē)數(shù)據都(dōu≈₹)放(fàng)在數(shù)據存儲系統中。DSS負責對(d↔λuì)這(zhè)些(xiē)數(shù)據查詢，基于§←數(shù)據集的(de)報(bào)告以♥ →及可(kě)視(shì)化(huà)。

在扁平的(de)文(wén)件(jiàn)存δ≥∞儲模式下(xià)，數(shù)據存儲由單份組成（一(yī)般由一(y€‍∏ī)個(gè)文(wén)件(jiàn)服務器(qì)提供），分(∞↔↑ fēn)段存儲模式下(xià)，一(yī)個(g​↔"✘è)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)展示層（presentation αδ &layer），域層(domain laye×δr)，數(shù)據訪問(wèn)層(data acces✔±™♠s layer) 

展示層（presentation layer）™α，負責數(shù)據的(de)展示,一(yī)般而言，不π α★(bù)外(wài)乎類似于為(wèi)某張圖片用(yò∑•ng)于HTML顯示而提供URL地(dì)址之類的(∞§™∞de)事(shì)物(wù)。更複雜(zá)一(yī)點的(de)将以Tab✔€☆↓鍵為(wèi)分(fēn)隔符的(de)文(wén)件(jiàn)在網頁上₽δ♣(shàng)以表格的(de)形式展示，₽ "更深層次的(de)展示需要(yào)用(yòng)戶對(du→λ★≤ì)對(duì)數(shù)據有(yǒu)更深入的(de)↔<理(lǐ)解，例如(rú)數(shù)據可(kě)視(shì)化(huà)§♦€中的(de)熱(rè)點圖，或将代表不(bù)同通₹<(tōng)道(dào)數(shù)據的(de)圖進πελ行(xíng)組合。這(zhè)些(xiēσ♠)功能(néng)我們将在openBIS的(de)第二篇文(wén)章(zhā≠§♥ng)中做(zuò)簡單的(de)介紹。數(shù∏≥€)據集上(shàng)載器(qì)（Data Set Upload¥ε↓er）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(shàng)載工(gōn ₹g)具。為(wèi)避免浏覽器(qì)對(duì)上(shàng)載文(wβ σγén)件(jiàn)2GB大(dà)小(xiǎo)的(de)限制∞¶‌∞(zhì)，該工(gōng)具通(tōng)過Java WebSta✔≥γrt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(shù)據格式和(hé)語義關系ε☆。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(shù)據集。舉∏β一(yī)個(gè)DSS的(de)典型的(de)應用←>αλ(yòng)的(de)例子(zǐ)，ETL線程監控某個(gè)文¥<α(wén)件(jiàn)夾中的(de)事(shì)件(ji↕★¥≈àn)發生(shēng)情況，如(rú)果該文(wén)件(jiàn)"∏€σ夾中新創建了(le)文(wén)件(jiàn)或文(wén)件(jiàn)夾，‌>Ω♠ETL将執行(xíng)相(xiàng)關的(de)≈‍σ£操作(zuò)。

數(shù)據訪問(wèn)層（data ☆ &εaccess layer），用(yòng)于生(shēng)"±≥σ成DSS中文(wén)件(jiàn)存儲系統的(de)γ♦摘要(yào)。該摘要(yào)使得(de)D§"✘SS能(néng)夠利用(yòng)RDBMS中的(de)文(w₽δδén)件(jiàn)元數(shù)據從(cóng)而加速> 檢索和(hé)列表顯示，透明(míng)地(dì€Ω)訪問(wèn)容器(qì)文(wén)件(jiàσα"πn)（HDF5容器(qì)以目錄的(de)形式顯示），并将同一(yī)★ ε 個(gè)數(shù)據集容器(qì)中的(de)多(du∏♦$γō)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(d$≤±e)輔助工(gōng)具，全稱叫CISD文(wén≈♠✔)件(jiàn)交換工(gōng)具（CISD ≠≥δExchanger）.CIFEX 是(shì)一(yī)個(gè)基于Web≠≠的(de)應用(yòng)程序,用(yòng)于傳送>γ和(hé)交換大(dà)的(de)數(shù≤‍≠)據文(wén)件(jiàn)。由于浏覽器(qì)對(du✘≠ì)于上(shàng)傳容量有(yǒu)2GB的(de↔π)限制(zhì)，CIFEX采用(yòng)基于Java W​πebstart 圖形化(huà)工(gōng)具，支持斷點✘<續傳并進行(xíng)校(xiào)驗和γ♠(hé)檢查以保證文(wén)件(jiàn)完σσ​¥整性。CIFEX主要(yào)用(yònβ•g)于下(xià)載openBIS中存儲的(de)超大(dà)的(de)數♥✔>★(shù)據集。如(rú)果用(yòng)戶能(néng)夠直接訪問(wèn)©÷Ω♣DSS數(shù)據存儲的(de)文(wén)件(ji ↕✔♣àn)系統，則CIFEX并非是(shì)必須的©¥ε€(de)。但(dàn)大(dà)多(duō)數(s ' <hù)用(yòng)戶是(shì)無法直接訪問(wèn)DSS文(wén)件('€±jiàn)系統的(de)，而如(rú)果有(yǒu)∏​♦>人(rén)想把一(yī)些(xiē)數(shù)‍'據分(fēn)享給沒有(yǒu)openBIS ♥←賬号的(de)人(rén)，那(nà)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)，系統生(shēng)物(wù'±✔Ω)學和(hé)相(xiàng)關的(de)組學的(¶↓λ§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(rén)員(yuán ★)通(tōng)過郵件(jiàn)發送這(zhè<♦)些(xiē)數(shù)據集不(bù)太現(xiε§àn)實。在這(zhè)種應用(yòng)下(xià)，CIFEX成為¥ ∞β(wèi)了(le)數(shù)據與openBIS系統之間(jiān₹π)雙向流通(tōng)的(de)通(tōng)道(dà₹↓o)。CIFEX系統同樣也(yě)是(shì)開(kāδ×±i)源的(de)，并可(kě)提供下(xià)載。

3.5、Datamover

顧名思義，Datamover是(shì)用(yòng)于數(sφφ≤↔hù)據從(cóng)一(yī)個(gè)地(dì)點傳輸到(dàα✔o)另一(yī)個(gè)地(dì)點。其可(kě)使用(y♦αòng)本地(dì)發起的(de)文(wén)件(jiàn$αδ★)共享或是(shì)通(tōng)過SSH通(tōngλ↕♠)道(dào)（建立在應用(yòng)層和(hé)傳輸層基礎λ≤ 上(shàng)的(de)安全協議(yì)）或遠(yuǎn)程主機(jī)✘↑ <同步進行(xíng)數(shù)據的(de)傳輸。該工(gō<">ng)具主要(yào)是(shì)用(yòng)于将儀器(qì)直接連接的(☆φ‍₹de)計(jì)算(suàn)機(jī)上(shàng)的(de)數(shù)π×γ↕據轉移到(dào)一(yī)個(gè)過渡性的(de)中間(jiān)存儲設備©♠上(shàng)。組學研究的(de)數(shù♦®✔δ)據往往十分(fēn)龐大(dà)，與儀器(qì)相(xiσ™àng)連的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)÷ ♣的(de)磁盤很(hěn)快(kuài)就(jiù)會(huì)超✔±σΩ過容量。将儀器(qì)相(xiàng)連計(jì)算(suàn)機(jī™←★)上(shàng)的(de)文(wén)件(jiàn)夾直接對(du®&★≠ì)應到(dào)DSS的(de)存儲區(q£×ū)往往又(yòu)會(huì)受制(z¶¶ ★hì)于網絡的(de)好(hǎo)壞。要<×(yào)知(zhī)道(dào)，網絡往往不(bù)太≈'♦穩定。此時(shí)就(jiù)需要(yào‍©$ )在DSS存儲區(qū)與分(fēn)析儀器(qì)計(jì)算(suàn♥"↕)機(jī)之間(jiān)建立一(yī)個(gè)中間(jiān)過渡區( ✘₩₹qū)，例如(rú)數(shù)據中心或者計(jì)算(suàn)集群，↑γα由Datamover不(bù)斷地(dì)将數(s♠σ≤hù)據遷移過去(qù)。Datamover≈©在傳遞過程中解決遇到(dào)的(de)一(yī)&λ切大(dà)小(xiǎo)故障，諸如(rú)網絡中斷，存儲設備達到(d♦" •ào)上(shàng)限等問(wèn)題。

3.6、驗證與授權

openBIS采用(yòng)基于插件(ji& ★àn)的(de)機(jī)制(zhì)用(y<πòng)于用(yòng)戶驗證，可(kě)與LDAP（如(rú)微(wēi)軟 ₽±Active Dicrectory），Crowd等身(shēn)份≠γ識别系統以及簡單的(de)文(wén)件(jiàn)方法進行(xín÷♣₩g)集成。系統采用(yòng)分(fēn)組和(hé)角色的(de)授權機±™∏₩(jī)制(zhì)，解決特地(dì)用(yòng)戶能(néng)夠×$看(kàn)到(dào)哪些(xiē)數(shù)據以及能(©♠néng)夠進行(xíng)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₹€¶φ(hé)元數(shù)據的(de)管理(lǐ)，數(shù)據×'β檢索，數(shù)據共享，數(shù)據導入導§₩出，與其他(tā)系統的(de)接口。這(zhè)些(xi÷↑ē)基礎功能(néng)都(dōu)已經♦♠★‍相(xiàng)當穩定，并可(kě)供下(xià)載，對(duΩ§ì)于生(shēng)物(wù)學家(jiā)來(lái)說(shuō&↔)可(kě)謂是(shì)開(kāi)箱即>>用(yòng)。如(rú)果想要(yào)把openBIS作(zuò)∞•φ為(wèi)一(yī)個(gè)新的(dε&e)系統整合到(dào)現(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(kāi)發，并可(kě)在此基礎之上(shàng)添加額外>∏→(wài)的(de)功能(néng)，如(rú)可(kě)視(shì↔π)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♦α§​)員(yuán)，包括生(shēng)物(wù)信息學研究人(r↑<πén)員(yuán)，加上(shàng)與實驗研究人(rén)員₽≠(yuán)相(xiàng)互配合，我們可(kě)以将自(zì)∏δ己開(kāi)發的(de)一(yī)些(xiē)特色化(huà)的(de×≤€±)程序與openBIS進行(xíng)無縫♠✘Ω整合從(cóng)而開(kāi)發出十分(fēn)強大(dà)的(∑δ₹εde)應用(yòng)。這(zhè)樣就(jiù)能(néng)€λ更加緊密地(dì)貼合用(yòng)戶的(de)實際需求。畢竟系統是(shì)©‌開(kāi)源的(de)， 我們甚至可(kě)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(lǐΩ÷)

如(rú)前文(wén)所述，系統采用(yòn€↓​g)層級式結構組織數(shù)據和(hé)↔∞λ¥元數(shù)據。以數(shù)據空(kō₽>ng)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(xiǎoγ£ ÷)組創建不(bù)同的(de)數(shù)據空(k÷₹→ōng)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(Ω​"$shù)據。系統可(kě)以基于訪問(wèn)的(de)需要(y♣πào)設置觀察人(rén)員(yuán)（<φ對(duì)數(shù)據隻讀(dú)），一(y←≈ī)般用(yòng)戶（添加或編輯對(duì)象）、并"® 能(néng)以組和(hé)角色進行(xíng)統一(yī)授權。在數(shù​‌☆)據發布環節上(shàng)，研究人(réεγσn)員(yuán)可(kě)以非常方便地(" dì)改變其所擁有(yǒu)數(shù)據的(de)權限設置，從(cóng)而≤©>​使其對(duì)外(wài)公布。openBIS為(wèi)分(f₩±ēn)析結果提供優良的(de)溯源性。一(yī)個(gè)新↑ λ的(de)數(shù)據集創建會(huì)分(fēn)配一(yī)個(gè)唯✘€一(yī)的(de)标識号并且不(bù)能(néng)再作(zuò)改αλ<β變。如(rú)果數(shù)據由一(yī)個(g>¥‌è)或多(duō)個(gè)數(shù)據集衍生(shēng)而來(lái)， φ←系統會(huì)創建一(yī)個(gè)新的(de)子(zǐ)€&φ∞數(shù)據集，并将該數(shù)據集歸屬到(dào)其來(lái)σδ源數(shù)據集。

獨立于某種專門(mén)的(de)數(shù)據格式和(h♥εé)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(de)數(shù)據結果，都(dōuσ→φ®)可(kě)以直接存儲在openBIS 中而不(bù)需要 λ→ (yào)對(duì)格式進行(xíng)轉✘≈ ®化(huà)或其他(tā)改變。如(rú)果需要(yào)其‍•ε¶他(tā)的(de)數(shù)據格式和(↓ε↑hé)存儲方式，也(yě)可(kě)以通(tōng)過數(shù)據轉換工($÷£gōng)具自(zì)動完成。一(yī)般建議(yì)用(yòng)戶為(wè<☆i)數(shù)據的(de)新格式單獨創建一(yī)個(gè)新的(de)數€λ(shù)據集，并将同樣一(yī)份數(shù)據的↔ε↔(de)不(bù)同格式放(fàng)在一(yī)個(gè)數(shù)±'據集容器(qì)中。為(wèi)了(le)使得(§ •"de)數(shù)據集容器(qì)對(duì)用(yòng)戶透明​×β(míng)，openBIS會(huì)顯示其文(w‌$én)件(jiàn)系統視(shì)圖，顯示包含在該數(shù)據容✔α÷‍器(qì)中的(de)所有(yǒu)文(wén↑≠φ)件(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≠ φòng)CIFEX。數(shù)據集檢索基于數(s$§λhù)據集識别碼、數(shù)據集類型（如(₹↔←rú)原始數(shù)據，蛋白(bái)結果數(shù)據）、文"££(wén)件(jiàn)類型（mzXML♠←♣λ，protXML）以及其他(tā)與數(s≤γhù)據集、樣品、實驗相(xiàng)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(s←'∏hù)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(de)比較，數(s§ ♥★hù)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(z₩׶ ǐ)表格導出。如(rú)果查詢結果涉及大(d♦₹à)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(h<Ω✔∑uì)自(zì)動重定向到(dào)CIFEX進行(xγ∞ íng)導出，openBIS通(tōng₹α)過這(zhè)種方法能(néng)夠用(yòng)來₩Ω÷→(lái)分(fēn)享數(shù)據，例如(r±✘λú)為(wèi)下(xià)遊的(de)數(s→↓ ₩hù)學建模人(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(•→✘dà)小(xiǎo)的(de)蛋白(bái)質質譜★☆ 數(shù)據來(lái)說(shuō)，數‍<≈ (shù)據如(rú)何進入系統中集中管理(lǐ)是(sh&™ì)個(gè)比較關鍵的(de)問(wèn)題。♥©₹根據不(bù)同的(de)使用(yòng)需要(yào)，數'£φ÷(shù)據上(shàng)傳到(dào)openBI↓≈≠ S中采用(yòng)三種不(bù)同的(de)方€∞β式：Dropbox,網頁上(shàng)直接上(shàng)↔‍←∏傳，通(tōng)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(d©γγì)文(wén)件(jiàn)系統或文(wén≤&♥)件(jiàn)服務器(qì)上(shàng)的↕∏≤(de)文(wén)件(jiàn)存放(f₽®àng)目錄。DSS監視(shì)該目錄中的(de)寫入情況。如(rú)果發☆£現(xiàn)新的(de)數(shù)據，例如(rú)新建了(le)某個(gε è)文(wén)件(jiàn)或文(wén)件(jiàn)夾，系統就(j"™iù)會(huì)啓用(yòng)為(w☆♣èi)該dropbox配置的(de)ETL（提♠♠©取、轉換、上(shàng)載）流程，使得(de)該新産生(shēng)的(de§<)數(shù)據集能(néng)為(wèi)openBIS系統所接☆♠$¶受，在此過程中并将其與适當的(de)對(du™÷©↓ì)象關聯（例如(rú)某個(gè)樣品），提↓♥取相(xiàng)關元數(shù)據用(yòng)于檢索，并将這(zhè)些(‍♣φ xiē)數(shù)據集轉換為(wèi)預定義的(de→€↔¥)格式，以便與諸如(rú)計(jì)算(suàn)模拟之類♠ 的(de)其他(tā)工(gōng)具集成。ETL過程在openBIS  φ系統中并非是(shì)固定的(de)，而是(shì'♠×)設計(jì)為(wèi)一(yī)組可(kě)配置的(de)插件(jiàφ$& n)，在對(duì)新産生(shēng)的(de)§•λ•數(shù)據如(rú)何處理(lǐ)的(de≠¶$)問(wèn)題上(shàng)具有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的(deλ ®)可(kě)配置性和(hé)自(zì)由度。一(yī)般而言Ωφ♥₩，在數(shù)據存儲容量夠大(dà)的(d​ <e)前提下(xià)，建議(yì)ETL處理(lǐ)的←☆(de)同時(shí)保留未經處理(lǐ)的(de)±>原始數(shù)據。如(rú)果使用(yòng)Datamoδ×←¶ver作(zuò)為(wèi)協處理(lǐ)服務器(qì)，drop↔♥∞∏box可(kě)擴展為(wèi)連接各個(gèλ )不(bù)同實驗室的(de)橋梁，從(cóng)而實現(xiàn)跨單位合作¶​✘(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>γ↕散耦合”的(de)接口。

第二種方式采用(yòng)網頁直接上(shàng)傳，基于web的(d​↔ e)上(shàng)傳工(gōng)具可(kě)以從(cóng)↕β←web上(shàng)觸發。對(duì)于實際的(de)數(shù)據上(≥₹shàng)傳步驟，會(huì)将用(yòng)戶重定向到(dào)Data¶•§↕ set uploader或者重定向到(dào)CIEΩ×₹∑FX服務器(qì)。

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(yī)組J ≈&ava類，提供基于流的(de)編程模式用(yòngλ ♦)于上(shàng)傳任何構成數(shù)據集的(d→≈€e)文(wén)件(jiàn)集合。與drop✔∏♦box相(xiàng)比，其允許與使用(yòng)它的(de)程序更緊密的∑π‍↕(de)集成，提供及時(shí)的(de)反饋，支持任何允許HTTPγφS傳輸的(de)WAN網絡。由于使用(yò∏♦☆ng)Java作(zuò)為(wèi)編程環境在某些↔¶✘(xiē)情況下(xià)受到(dào)限制(zhì↓Ω§)，openBIS還(hái)包含了(le)命令行(xíng)工(gō₩®ε₩ng)具用(yòng)于調用(yòng)遠(yuǎn)端API調用∑↕≥<(yòng)實現(xiàn)數(shù)據的(de)上€≤(shàng)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openBIS 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，适用(↔ ​αyòng)于普通(tōng)用(yòng)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&$₩程環境中實現(xiàn)操作(zuò)的(de)自(×φzì)動化(huà)，方便與各種自(zì)動化(huà∑‌♣‍)的(de)數(shù)據處理(lǐ)管線整合，或者整合進定制(zhφ™ì)化(huà)的(de)用(yòng)戶界面，♣§★尤其是(shì)在API不(bù)能(néng)使用(y$βòng)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，Java service和(hé)JSON-PRS web Ser​<$vice。Java 服務為(wèi)開(kāi‍₹Ω)開(kāi)發者提供類和(hé)方法用(yòng)↕♣δ₹于将OpenBIS整合進其他(tā)應用(yòng)程序，通(tōng)≈πβ過使用(yòng)這(zhè)種API ,開(kāi)發者可(kě)以很(÷®✘hěn)方便無縫地(dì)将openBIS整≥δ合進其自(zì)己開(kāi)發的(de)應用(y∏≠òng)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(yòng)Java實現(xiàn)的(de)γ‌，但(dàn)并不(bù)僅限于用(yòng)在基于Java的Ω§↕(de)應用(yòng)程序。許多(duō)流行(xíng)的(''λde)數(shù)據處理(lǐ)環境，如(rú)Matlab，R都(dōu)>↓γ可(kě)以調用(yòng)Java API的(de)功能(n駮 ng)。事(shì)實上(shàng)系統專門(mén)為(w£§èi)MatLab提供了(le)其API的(de)變體(tǐ)-HCS-API，用(yòngδ↓)于支持Matlab的(de)語言特性。JSON-P★§σRC Web Service雖然沒有(yǒu)Java ★™Service那(nà)麽高(gāo)級，在所有(yǒu)的§‌£ (de)支持Web标準的(de)計(jì)算(suàn)機(jī)環境→σ 中也(yě)都(dōu)能(néng)應用(yòng)。特别是↕®≥(shì)任何的(de)WEB程序對(duì)openBIS 後端的♥β(de)使用(yòng)。

4.5、數(shù)據可(kě)視(shì)化(huà)與發布

openBIS中的(de)數(shù)據可(kě)₽γ¶視(shì)化(huà)往往要(yào)  借助整合其他(tā)的(de)軟件(jiàn)。一(yī)個÷↑™"(gè)簡單的(de)例子(zǐ)就(jiù)是(™₹Ω shì)采用(yòng)數(shù)據報(bào)告插件(j'σ♣iàn)用(yòng)于展示HTML文(wén)件(jiàn)，例如(®• rú)Illumina HiSeq2000測序↔α∞儀軟件(jiàn)産生(shēng)的(de)數(shù)據。更加複雜(z'δ‌á)的(de)展示工(gōng)具，如(rú)孔闆視(↔Ω"shì)圖顯示多(duō)位滴定闆，特征÷₽$φ向量的(de)圖形化(huà)展示，用(yòng)于←ε>¥高(gāo)內(nèi)涵篩選和(hé)蛋白(bái)質組學的(de)蛋白( ↔bái)質視(shì)圖（展示蛋白(bái)$≥的(de)定性和(hé)定量數(shù)₽≈₽$據）。或者整合現(xiàn)有(yǒu)的∞φ✘(de)視(shì)圖，如(rú)使用(yòng)API實現(xiàn)圖δ☆像強度-尺度再調節工(gōng)具。

就(jiù)數(shù)據的(de)終端發布Ω₹φ∑而言，系統中數(shù)據的(de)簡單視≤≥α✘(shì)圖可(kě)以通(tōng)過Web界面的(de)‍∏£配置快(kuài)速實現(xiàn)。從(cóng)©∑系統的(de)應用(yòng)經驗來(lái)看(kàn)，基于openBIS&λβ$框架可(kě)以實現(xiàn)滿足各種需要(yào)的(de)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(♠αde)，基于Web的(de)用(yòng)于管理(lǐ)大÷♦✘→(dà)規模生(shēng)物(wù)學研究數★∞(shù)據的(de)軟件(jiàn)，其具有(yǒ✘γφu)異構、松散耦合、分(fēn)布式等多(duōβΩ)重特性，易于與各種軟件(jiàn)工(gōng)具進行(xí ‌ng)整合。系統采用(yòng)項目化(h₩≤→uà)的(de)結構用(yòng)于管理(✔₩lǐ)實驗數(shù)據，處理(lǐ)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)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(yòng)。