天天看點

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

這是Jerry 2020年的第69篇文章,也是汪子熙公衆号總共第251篇原創文章。

本文不含驚悚内容的圖檔,請大家放心閱讀。

醫學界的虛拟化技術挽救了Jerry的生命,是以有了這篇文章。

計算機世界的虛拟機和容器這些虛拟化技術,已經直接或間接地影響着我們相當一部分人的日常生活。普通人每日滑開手機,從BAT,TMDJ等國内網際網路巨頭的App上擷取海量資訊。普通人同時也是網際網路上海量資訊的生産者,即所謂的UGC(User Generated Content,使用者生成内容)場景。普通人早已習慣了這一切,比如在微信上發一個朋友圈,點選發送之後被其他微信好友看見,我們覺得這一切都是理所當然,天經地義的事情,殊不知像微信這種使用者數量用億作為機關來衡量的國民級移動應用,背後不知道凝聚了多少優秀程式員的心血。

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

國内網際網路巨頭的解決方案和産品,其背後的架構和基礎設施都離不開雲計算。而雲計算和虛拟化技術(Virtualization)更加密不可分。在Monolithic(單體式)架構的On-Premises時代,産品的部署是一件相對輕松愉快的事情,比如Jerry在做微信和SAP Commerce內建的時候,把Commerce的安裝包拷貝到一個目錄下,然後依次執行幾個腳本,再去咖啡機邊上轉一圈,回來就完成Commerce開發環境下的部署了。到了基于微服務架構的雲原生應用時代,雲産品架構的複雜性,使得通過人工方式去部署産品成為了一項不可能完成的任務,自動化部署勢在必行。而自動化部署,離開了虛拟化技術就隻是空談而已。

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

我的虛拟化技術學習之路

Jerry對于虛拟化技術隻學到了一些皮毛,最開始使用虛拟機的場景是,我想在Windows 7下重溫一些隻能運作在純DOS系統的經典軟體,比如光榮的**《三國志IV》和《三國志V》. 然後是因為工作需要,學習了容器技術,掌握了把常見的應用類型打成Docker鏡像并運作的方法。後來公司組織了容器編排系統,即Kubernetes的内部教育訓練,我也從三位教育訓練老師那裡,了解到了虛拟機和容器技術的差異。教育訓練老師告訴我們,虛拟機和容器的目的類似,都緻力于對應用程式及其關聯性進行隔離,進而建構起一套能夠不依賴于具體環境而運作的應用單元。虛拟機是在實體伺服器的上層用軟體來模拟特定的硬體系統,其技術核心是Hypervisor**,位于硬體和系統之間,是建立虛拟機必須的一個部分。虛拟機軟體使用Hypervisor作為中間層,當宿主作業系統啟動虛拟機時,通過Hypervisor給虛拟機配置設定記憶體,CPU,網絡和磁盤等資源,并加載虛拟的作業系統,因而需要消耗主控端大量的實體資源。

另一方面,一台主控端上運作的多個容器化應用共享這台主控端作業系統的核心,因而不需要虛拟機技術中的Hypervisor中間層。同虛拟機技術相比,容器更加輕量化,啟動速度更快。

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

沿着虛拟機->容器->Kubernetes->Kyma這條路線走過來,我的一些學習筆記:

站在巨人肩膀上的牛頓:Kubernetes和SAP Kyma

在Kubernetes上運作SAP UI5應用(上)

在Kubernetes上運作SAP UI5應用(下)

基于SAP Kyma的訂單編排增強介紹

高射炮打蚊子,殺雞用絕世好劍:在SAP Kyma上運作UI5應用

第三方應用如何在SAP Kyma上進行服務注冊

WordPress,SAP Kyma和微信三者的內建

從ABAP Netweaver的SICF到SAP Kyma的Lambda Function

周伯通的空明拳,米諾斯的星塵傀儡線,SAP Kyma的Serverless

在SAP雲平台上部署和運作Docker應用

Windows環境下,如何在Docker裡運作SAP UI5應用

SAP ABAP Netweaver容器化, 不可能完成的任務嗎?

國内程式員裡熟悉雲計算虛拟化技術的同仁數不勝數,然而熟悉顱内虛拟化技術的程式員想必不多,Jerry就是其中之一,隻因it’s online within my brain ever since this May!!!

雖然虛拟機和容器内都似乎能像實體伺服器一樣地運作應用程式,然而這一切都是鏡花水月:虛拟機和容器運作時均無法脫離主控端而單獨存在。一旦主控端出故障當機,運作在之上的虛拟機和容器也難逃厄運。

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

人工硬腦膜,和硬腦膜的差別,在于後者是我們每個人從親媽那裡繼承來的**原生(native)**腦膜,而前者是人工合成,作為原生硬腦膜的補充,無法脫離後者而單獨工作。

Jerry之前的文章 有感而發 - 日新月異的SAP開發技術和手術方式 曾經提到,硬腦膜是人類顱内組織的最後一道防線,然後向外依次是骨膜和頭皮。

科學家們為了測量成年人硬腦膜的面積,先将硬腦膜剪為12塊,即雙箍、雙頂、雙挽、雙額及小腦區等區域,再将其平攤在影印機上影印後,用定積分法計算結果,結論是成年男性硬腦膜的平均面積為0.08平方米,女性為0.076平方米,大約相當于體表皮膚面積的1/22. 硬腦膜的厚度并非一張紙那樣均勻,而是随着膜區位置不同而有所變化,平均厚度約為0.7到1毫米。

硬腦膜到底有多硬?每平方毫米的硬腦膜,能承受37千克左右的抗張力強度。人類通過漫長的進化史,得到了這道天然的保護大腦的堅實屏障。然而,如果顱内組織自身出了問題,這道保護屏障的堅固也會給神經外科醫生帶來一些麻煩。為了能夠進入顱内切除病變組織,神經外科醫生不得不借助各種器械,在堅實的硬腦膜上鑽孔。醫院用的開顱鑽頭們有國内生産的,也有國外進口的,都是大家夥:

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

愛迪生成功發明電燈之前,為了找到一種合适的燈絲材料而苦苦探索,一共嘗試過1600多種不同的耐熱材料,最後決定用炭絲來做燈絲。之後他集中全副精力,下功夫尋找合适的碳化材料,僅植物類的碳化試驗就做了6000多種。

研制人工硬腦膜的科學家們也是如此。在發現金屬,自體筋膜,同種異體組織等材質效果均不如人意後,科學家們把研究方向放到了生物材料上。近年來随着組織工程學的興起,科學家們緻力于将生物材料的複合物植入顱内病損部位,期望在生物材料逐漸被機體降解和吸收的過程中,形成在形态和功能方面與人工硬腦膜相一緻的組織,達到修複顱内創傷和重建功能的目的。

目前國内臨床上絕大多數病人使用的都是生物膜材料的人工硬腦膜,Jerry也不例外。我用的是這一款:規格為40毫米 × 30毫米,全自費,很貴。

之前Jerry文章 今天我拿到了醫院發的紙質版手術記錄… 提到的我手術記錄上标注的顱底重建術,做的事情就是把顱骨上鑽的窟窿用人工硬腦膜修補好。

下面是從密封包裝裡取出的人工硬腦膜:

計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜
計算機世界的虛拟機,容器和醫學界的人工硬腦膜

繼續閱讀