过去十年生物医学研究的蓬勃发展是由于对更好医疗保健和更深入理解导致多种疾病的生物分子机制的需求增加所致。推动医学领域许多科学进步的是计算处理能力和速度的相应发展。除了理解复杂的生物和生理过程所需的大规模数据收集和处理之外，我们在微观和宏观层面分析和建模医学现象的能力也依赖于用于这些计算密集型工作的系统。Linux 系统正被公认为执行许多这些任务的理想主力。

为了更好地理解 Linux 在生物医学领域新兴的应用，首先有必要考察许多生物医学研究中心的典型计算需求和资源。人们普遍认为生物学和医学是湿润且软性的科学，几乎不涉及或根本不涉及定量或数值分析。但事实上，这与事实相去甚远。科学家们正在共同努力将生物医学科学带入其他定量学科的领域。生物信息学和基因组序列数据库、生物分子建模和计算机辅助药物设计、诊断医学影像、流行病学和患者群体的生物统计分析，以及医学信息学和患者记录数据库等领域的最新兴起或日益突出，都说明了这种努力。

这些领域的研究人员使用的系统涵盖了各种不同的平台。人们通常会发现大量基于英特尔和 Power PC 的系统，运行 Windows 和 Mac 操作系统，用于执行诸如文本处理、例行数据分析、电子邮件和互联网访问等基本任务。此外，制造商最近的趋势是将各种生物医学研究设备与 PC 连接，以便于 GUI 仪器控制和数据收集。对于此类接口应采用哪个平台的选择通常由设备制造商而不是研究人员决定。

实验室可能还包含一些 Unix 工作站，用于处理大型作业、驱动复杂仪器或充当服务器。通常，这些机器专用于特定任务，不可用于一般用途。

这种异构情况的一个不幸方面是，它给系统管理员带来了麻烦。如此多种类的系统执行大量不同的任务，并由大量计算机能力各异的用户操作，往往意味着灾难。

Linux 是生物医学研究实验室的理想系统，这些实验室拥有大量的 PC、严格的科研经费分配限制，并且需要强大的处理能力以及直接且灵活的系统定制。Linux 的稳定性、成本效益和庞大的用户社区使其对受研究计算预算限制的初学者和经验丰富的系统管理员都具有吸引力。此外，各种 Linux 版本在各种平台上运行的能力为许多生物医学研究中心已存在的各种不同机器的混合提供了统一的操作系统和网络功能。

在哈佛医学院的生物分子结构组中，Linux 系统的应用正在兴起。最近，已实施运行红帽 Linux 的基于英特尔的系统，用于同时控制和从 X 射线衍射仪器收集数据（图 1）。使用这些仪器获得的单个数据集大小约为 100MB，用于理解生物分子的原子结构以及分子水平的药物设计研究。尽管用于驱动和收集 X 射线仪器数据的源代码必须为 Linux 重新编译，并且内核已重建，但结果是一个非常稳定的系统，可以执行这项专业而复杂的任务。在这种情况下，Linux 系统已成功取代了更昂贵的 Silicon Graphics 工作站。

图 1. X 射线衍射设备

诚然，上面 Linux 的应用相当具体，但 Linux 也在个人研究人员中获得更广泛的应用。在 PC 上安装 Linux 以及 Windows 或 Mac 操作系统，使用户可以在同一台机器上选择合适的系统来完成工作。例如，在拥有大量 Macintosh 电脑的实验室中，最近开发的适用于 Power PC 的 MkLinux 已被证明有利于提供对远程 Unix 系统和应用程序的更大访问权限。现在，更多的人能够使用流行的 GUI 来访问位于远程服务器上的基因组数据库、生物信息学应用程序和生物分子可视化软件，同时利用 Linux 的多任务处理能力（图 2）。此外，通过实施简单的 Tcl/Tk 脚本，普通用户只需单击一个按钮即可将机器重启回 Mac OS。在某些情况下，个人仅将 Linux 系统用作 X 终端。然而，仅此用途就很有价值，因为它提供了对位于有限数量服务器上的应用程序的更多访问权限，而无需购买额外的 X 终端或 X 终端仿真软件。

图 2. 使用 Linux 进行多任务处理

Linux 注定在未来生物医学研究计算中发挥更重要的作用。上面描述的最近安装的 Linux 系统已被公认为非常成功，甚至在价格和性能方面都优于其他系统。随着生物医学研究的计算需求增加，科学家、系统管理员、软件开发人员和仪器制造商都将考虑 Linux。