КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

Выполнение медицинских задач с помощью компьютеров требует их особой классификации, несколько отличающейся от общепринятых группировок. Если исходить из максимально достигнутых компьютерных технологиях, то следует выделить, прежде всего, суперкомпьютер.

производительность суперкомпьютера достигла в 2011 г. 10,51 петафлопс (квадриллионов операций в секунду с плавающей запятой) - компьютер Kei Института физико-химических исследований (Япония). Число процессоров в нем впечатляюще огромно - 88128 (!), Рис.43. Суперкомпьютер которые расположены в 864

вычислительных стойках. Суперкомпьютер - очень дорогое и сложное вычислительное устройство (рис. 4.3). Основные его назначения - это моделирование природных процессов, ядерных реакций, прогнозирование стихийных бедствий, в частности, землетрясений, анализ процессов изменения климата, а также космические исследования. Применительно к медицине с помощью суперкомпьютера был разгадан геном человека, что, по понятным причинам, привело к большому числу важных решений в сфере науки и практического здравоохранения.

Второй вариант увеличение производительности компьютеров - создание кластеров. Кластер - это набор вычислительных узлов (самостоятельных компьютеров), связанных высокоскоростной сетью и программно объединенных в единое целое. Кластеры значительно дешевле суперкомпьютеров и проще в обслуживании. Их задача - выполнение высокоскоростных параллельных вычислений, которые используются в сетевых технологиях, в том числе в медицине.

Значительным прорывом в информационных технологиях, в том числе и в медицине, явился персональный компьютер (ПК). Впервые его создали в 1976 г. Стив Джобс и Стив Возняк (в буквальном смысле в гараже).

Роль персонального компьютера в медицине трудно переоценить. В настоящее время он повсеместно распространен практически во всех лечебных учреждениях. ПК стал основным индивидуальным инструментом для всей офисной работы медицинского работника, которая резко преобразилась. Она стала продуктивнее и более качественной. ПК явился основой для создания рабочих станций, локальных компьютерных сетей. Особенно широкую популярность приобрел ПК в связи с развитием Интернета, когда он стал основным инструментом выхода в Глобальную компьютерную сеть, средством общения людей на расстоянии и доступа к мировым достижениям культуры, науки, образования.

В принципе, независимо от конкретного предназначения, ПК имеет стандартные составные части: системный блок, клавиатура, монитор и мышь. В качестве дополнительных атрибутов к нему могут прилагаться динамики, сканер, принтер, видеокамера и некоторые другиевспомогательные устройств.

В зависимости от размеров и других форм-факторов различают настольные (desktop) (рис.4.4) и портативные ПК: ноутбуки (notebook) (рис.4.5), планшетные ПК и карманные ПК (palmtop).

Рис.4.4. Персональный компьютер

Рис.4.5. Ноутбук

По уровню специализации ПК делят на универсальные, т.е. предназначенные для широкого класса работ и специализированные. В медицинской практике широко используется оба этих

типа.

Общепринятой классификации ПК не существует. До последнего времени действует сертификационный стандарт РС99- РС2002, в соответствии с которым ПК делятся на следующие типы:

1.

2. Деловой ПК (Office PC).

3. Портативный ПК (Mobile PC).

4. Рабочая станция(Workstation PC).

5. Развлекательный ПК (Entertainment PC).

Конечно, подобное деление весьма условно и давно переросло свои рамки. Массовые (домашние) компьютеры теперь по производительности не уступают офисным (деловым), а портативные могут превосходить офисные. Все зависит от архитектуры компьютера и его микропроцессорной оснащенности. Современный ПК обладает исключительно высокой производительностью, обусловленной многоядерными процессорами и развитым программным обеспечением. Он имеет, как правило, разветвленную сеть приложений, включающих в себя системы поддержки муль- тимедия, «тяжелой» потоковой трехмерной графики, разнообразных офисных приложений, возможностью работать со сторонними пользователями через Wi-Fi. Нередко ПК служит терминалом при работе в Глобальной или локальной компьютерно сети.

Рабочие станции, которые используются в медицинской практике, представляют собою мощный ПК, оснащенный высокопроизводительной системой визуализации (видеоадаптер, медицинский монитор) и развитым программным обеспечением, предназначенным для обработки медицинских данных. Рабочими станциями комплектуются все современные сложные медицинские аппараты, предназначенные для визуализации внутренних органов - рентгеновские и магнитно-резонансные компьютерные томографы, ультразвуковые сканеры, гамма-камеры. В программное обеспечение некоторых современных рабочих станций встроены интеллектуальные механизмы решения медицинских диагностических задач и функции управления сбором информации online. Рабочие станции, как правило, замыкаются на высококачественные устройства создания твердых копий документов - обычно медицинских изображений органов.

Развлекательный компьютер приобрел черты мультимедийного аппарата с великолепной полифонией и визуальной системой представления данных. Следует учитывать, что многие развлекательные программы идут сейчас в режиме online (естественно, при широкополосном доступе в Интернет), и, кроме того, всегда имеют, трехмерную графику.

Значительную нишу в медицинских компьютерных технологиях занимают портативные ПК. Традиционно значительное место в них отводится ноутбукам. С их помощью врач имеет доступ через Всемирную сеть ко всем нуждающимся данным - медицинским, социальным, юридическим. Использую доступ Wi-Fi, медицинский работник может осуществлять свою офисную деятельности из любого места нахождения.

На смену ноутбуками постепенно приходит новое поколение компьютерных устройств - планшетный персональный компьютер (tablet PC). Он представляет собою полноразмерный ноутбук, оборудованный сенсорным экраном, который позволяет работать при помощи стилуса или пальцев. Одновременно возможна работа с помощью клавиатуры и мыши. Важная их отличительная особенность - совместимость с IBM PC-компьютерами. На них установлены полноценные операционные системы, используемые в настольных компьютерах, такие как семейство Microsoft Windows NT (Windows XP Tablet PC Edition, Windows 7, Windows 8); Apple Mac OS X; Linux. Это позволяет использовать без ограничений всю широту программного обеспечения, доступного на настольном компьютере. Пользователь может также вводить текст, используя встроенную программу распознавания рукописного ввода, экранную (виртуальную) клавиатуру, распознавание речи, либо физическую клавиатуру.

Рис.4.6. Планшетный персональный компьютер iPad фирмы Apple

Важной вехой в развитии планшетных ПК стал 2010 год, когда фирма Apple представила миру принципиально новый тип устройств - планшет iPad (рис. 4.6). Этот ПК является классическим примером интернет-планшетов и принципиально отличается от прежних ПК. Многие аналитики относят интернет-планшеты к устройствам посткомпьютерной эпохи, которые проще и понятнее привычных персональных компьютеров и со временем могут вытеснить прежние ПК с рынка информационных технологий. На презентации этого ПК 27 января 2010 г. в Сан-Франциско Стив Джобс сказал: «... Технологии неотделимы от гуманитарных наук — и это утверждение как никогда справедливо для устройств посткомпьютерной эпохи.

В последнее десятилетие возникло новое поколение переносных аппаратов, так называемых гаджетов - портативных устройств, сочетающих в себе набор разнообразных приспособлений для работы и связи - смартфона, портативного ПК, телефона, органайзера, телефона, фото- и видеокамеры. Типичным представителем такого устройства является iPhone (рис.

Рис.4.7. Карманный персональный компьютер (смартфон) iPhone 4 фирмы Apple

4.7) - четырехдиапазонный мультимедийный смартфон фирмы Apple. Он совмещает в себе функциональность плеера iPod, коммуникатора и интернет-планшета. Смартфоны последнего поколения имеют встроенную память 64 Гбайт, что обеспечивает комфортную работу с различными приложениями. В аппарате предусмотрено также возможность его управления голосом («голосовая помощница» - Siri). Аналогичные смартфоны выпускаются также другими корпорациями (Samsung, Google и др.).

Создание высокопроизводительных портативных компьютерных устройств открыло широкие возможности для их использования в телемедицине.

Рис.4.8. Ридер

В последние годы на рынке мобильных устройств появилась еще одно новинка - ридеры, или «читалки» (рис. 4.8). Они основаны на технологии электронных чернил (e-ink). Вместо кремниевой основы в них используются полимеры.

Ридеры работают в отраженном свете, поэтому текст на них выглядит столь же контрастно, как и на обычной бумаге. Благодаря отсутствию электронной подсветки экрана потребляемая мощность ридера чрезвычайно мала: заряда батареи хватает на одну-две недели работы устройства. Ридеры имеют низкую частоту смены кадров: всего 3-4 в 1 с. Поэтому воспроизводить на них потоковые файлы невозможно. Наличие модулей Wi-Fi и 3G позволяет пользователю загру-

жать в него электронные издания: книги (e-book), журналы (e-journal), различные документы из электронных библиотек и архивов. Сенсорный монохромный или, реже, цветной экран ридера имеет размер до 9,7 дюйма с разрешением 1280х825 пикселей.

Рис.4.9. Электронная бумага

Основное назначение ридеров в медицине - это замена бумажной документации, а также использование его в образовательном процессе в качестве электронных учебников. По существу, ридеры - это те же планшетные ПК, но с усеченными функциями. Привлекательной их чертой является низкая стоимость и простота пользования. Близко к ридерам по технологии изготовления и пользованию лежит электронная бумага (e-paper) (рис. 4.9).

4.3.