二、数据存储技术
随着数字媒体技术、大型数据库、网络、电子商务等迅猛发展,数据持续时间的增加、数据的多样性、地理的分散性、数据信息的安全性等都对数据存储管理提出了更高的要求。医院信息系统在医院运作的过程中不断地收集和存储数据,这些数据类型复杂多样,数据量巨大。如何存储海量的不断增长的数据是目前的研究热点。
(一)数据存储介质
(1)磁存储介质。磁存储介质包括软盘、硬盘和磁带等,是最常见的存储介质。硬盘是计算机上最主要的存储设备,具有体积小、容量大、速度快、使用方便等优点。
(2)光存储介质。以CD、DVD光盘为代表的光存储介质具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和擦除、信息的信噪比高、信息位的价格低等一系列优点,特别适用于大量信息的存储和交换。
(3)半导体存储介质。半导体存储介质是以半导体电路作为存储媒体的存储器,具有体积小、存储速度快、存储密度高、与逻辑电路接口容易等优点。例如,内存储器就是由称为存储器芯片的半导体集成电路组成的。闪存由于其便携性,成为近几年发展最快的半导体存储产品,其存储容量从最初的MB级已经发展到GB级,按种类可分为U盘、SD卡、TF卡等。
(二)海量数据存储技术
从存储服务的发展趋势来看,一方面,是对数据存储量的需求越来越大;另一方面,是对数据的有效管理提出了更高的要求。数据从GB、TB到PB量级急速增长,对海量数据的存储技术提出了更高的要求。
(1)磁带库。磁带库是基于磁带的备份系统,存储容量达到PB(1PB≈106GB)级,可实现连续备份、自动搜索磁带等功能,并可在管理软件的支持下实现智能恢复、实时监控和统计,是集中式网络数据备份的主要设备。
(2)磁盘阵列。磁盘阵列(redundant array of inexpensive disks,RAID)把多块独立的硬盘(物理硬盘)按不同的方式组合起来形成一个硬盘组(逻辑硬盘),从而提供比单个硬盘更高的存储性能和数据备份技术。对磁盘阵列的操作与单个硬盘一样。不同的是,磁盘阵列的存储速度要比单个硬盘高很多,而且可以提供自动数据备份。
(3)网络存储。通过网络连接各存储设备,实现存储设备之间、存储设备和服务器之间的数据在网络上的高性能传输,其存储容量可达TB级,用户可以通过浏览器进行访问和管理,是最具有发展潜力的存储技术方案。
(三)医疗卫生信息数据的存储管理
医疗卫生信息的数据量正在急剧增长,特别是PACS影像、B超、病理分析等业务所产生的非结构化数据。医院每天产生的数据可以达到GB级,年数据增量可达数十TB级。而患者的各种数据是现在及未来医院为患者服务的基础,统一访问、共享和管理数据可以转化为有利的竞争优势。数据的集中管理与备份已成为HIS和PACS的重要环节,保护数据并加以合理的利用已成为医院发展的关键因素之一。[4]
目前比较流行的解决方案是采用数据分级存储,将数据存放在不同级别的存储设备(磁盘、磁盘阵列、光盘库、磁带库)中,通过分级存储管理软件实现数据在存储设备之间的自动迁移。数据迁移的规则是可以人为控制的,通常是根据数据的访问频率、保留时间、容量、性能要求等因素确定的最佳存储策略。在分级数据存储结构中,磁带库等成本较低的存储资源用来存放访问频率较低的信息,而磁盘或磁盘阵列等成本高、速度快的设备,用来存储经常访问的重要信息。例如,对于医院历史数据,可进行三级管理机制:第一级当前数据库,可存储最近三个月的门诊业务数据和最近三个月内出院的住院业务数据;第二级在线历史数据库,可存储最近三年的门诊业务数据和最近三年内出院的住院业务数据;第三级离线历史数据库,可存储三年以前的门诊业务数据和三年前出院的住院业务数据。三级数据可根据业务需要在各级之间按一定规则进行数据流转。