[發明專利]一種基于容器技術的生物信息分析計算系統及方法

在審

• 申請號: 202110484623.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113326123A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 余育超;朱曉文
• 申請（專利權）人: 杭州繩武科技有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 束曉前

1.一種基于容器技術的生物信息分析計算系統，其特征在于，包括：

Web交互模塊：用戶輸入需要進行生物信息分析的原始數據以及提交分析任務；

調控模塊：根據用戶提交的任務信息，拆分成各個類型的分析子任務，并創建用于分析計算的節點容器，實時監控處理各個任務數據狀態，并對任務狀態進行實時更新反饋；

計算分析模塊：包括各種類型的生物信息分析計算容器，管理系統根據不同的分析子任務選擇對應的容器，快速的部署用于分析計算的節點容器；

數據共享模塊：用于保存各個任務節點容器運行所生成的數據；

數據存儲模塊：用于存儲用戶輸入的原始數據以及分析結果數據；

數據交付平臺：用于將分析結果形成報告交付給用戶。

2.根據權利要求1所述的基于容器技術的生物信息分析計算系統，其特征在于，所述分析計算容器利用docker技術根據不同的分析步驟時需求的系統環境和運行使用的軟件不同，進行特異性的鏡像構建封裝，再根據封裝后鏡像的各種軟件以及數據分析需求，配套相應的計算資源進行創建。

3.根據權利要求1所述的基于容器技術的生物信息分析計算系統，其特征在于，所述存儲模塊中包括用于數據長期存儲及數據拷貝的對象存儲服務器和用于接收拷貝數據并以此為中心，調用各類分析計算容器對數據進行分析處理的文件存儲服務器。

4.一種基于容器技術的生物信息分析計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：用戶在前端web的接口上傳用于進行生物信息分析所需的原始數據；

S2：創建常駐小型管控服務器用于支持前端web交互以及發送管控調解指令；

S3：在前端web提交分析任務，由常駐小型管控服務器發布指令利用預設的分析計算任務容器鏡像創建若干不同類型分析計算容器；

S4：基于基因原始數據和數據分析任務需要，利用各類分析計算容器以文件存儲服務器上的數據為中心進行流水線式分析計算；

S5：分析計算完成后將分析結果以及相關數據進行存儲，各類型分析計算容器分別執行對應的容器生命周期，有任務繼續分析其他任務，無任務后自動關閉，釋放資源；

S6：常駐小型管控服務器在接收到計算完成信息的同時接收到結果下載地址，并顯示于前端web，前端web用于根據下載地址來下載結果信息并交付給用戶。

5.根據權利要求4所述的基于容器技術的生物信息分析計算方法，其特征在于，所述分析計算任務容器鏡像的制作過程為：對各類生信分析步驟流程拆進行拆解，將相類似的硬件和軟件資源要求的軟件分析內容進行整合，并根據各類分析任務的不同配置要求，特異性構建系統軟件適配的容器鏡像，并在創建容器時為其分配適配的計算資源。

6.根據權利要求4所述的基于容器技術的生物信息分析計算方法，其特征在于，所述步驟S3中的分析計算容器根據分析任務的拆解數據來構建，所述分析任務的數據拆解過程包括：數據質控及清洗、參考基因組比對、比對后數據處理和注釋、數據篩選以及可視化展示；

所述數據質控及清洗：對CPU和內存的要求均不高，單線程居多，耗時；

所述參考基因組比對：對CPU和內存要求都很高，特別對內存的占用大；

所述比對后數據處理和注釋對內存要求高，且隨著數據量增加而增加；

所述數據篩選以及可視化展示對CPU和內存的要求均不高；

上述步驟中對系統軟件環境和計算資源的要求均不同，拆解時根據系統環境要求，基于的語言要求進行拆解，然后進行特異性的鏡像構建封裝，計算容器的的創建方案根據拆解的鏡像數據進行拆分。

7.根據權利要求4所述的基于容器技術的生物信息分析計算方法，其特征在于，所述分析計算完成后，采用對象存儲的存儲器服務來存儲分析結果，并由對象存儲將結果下載地址以及用于提取分析結果的賬號密碼發送至常駐小型管控服務器。

8.根據權利要求4所述的基于容器技術的生物信息分析計算方法，其特征在于，所述對象存儲的存儲服務采用帶AES加密的低頻存儲方式或者歸檔存儲的方式保存。