【文章內容簡介】 等數(shù)據庫。瀏覽器通過 Web Server 同數(shù)據庫進行數(shù)據交互。 B/S 最大的優(yōu)點就是可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺能上網的電腦就能使用，客戶端零維護。系統(tǒng)的擴展非常容易。 B/S 結構的使用越來越多，特別是由需求推動了 AJAX 技術的發(fā)展，它的程序也能在客戶端電腦上進行部分處理，從而大大的減輕了服務器的負擔；并增加了交 互性，能進行局部實時刷新。 (1).維護和升級方式簡單 目前，軟件系統(tǒng)的改進和升級越來越頻繁， B/S 架構的產品明顯體現(xiàn)著更為方便的特性。對一個稍微大一點單位來說，系統(tǒng)管理人員如果需要在幾百甚至上千部電腦之間來回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但 B/S 架構的軟件只需要管理服務器就行了，所有的客戶端只是瀏覽器，根本不需要做任何的維護。無論用戶的規(guī)模有多大，有多少分支機構都不會增加 任何維護升級的工作量，所有的操作只需要針對服務器進行；如果是異地，只需要把服務器連接專 8 網即可，實現(xiàn)遠程維護、升級和共享。所以客戶機越來越 ―瘦 ‖，而服務器越來越 ―胖 ‖是將來信息化發(fā)展的主流方向。今后，軟件升級和維護會越來越容易，而使用起來會越來越簡單，這對用戶人力、物力、時間、費用的節(jié)省是顯而易見的，驚人的。因此，維護和升級革命的方式是 ―瘦 ‖客戶機， ―胖 ‖服務器。 (2).成本降低，選擇更多 大家都知道 windows 在桌面電腦上幾乎一統(tǒng)天下，瀏覽器成為了標準配置，但在服務器操作系統(tǒng)上 windows 并不是處于絕 對的統(tǒng)治地位。 現(xiàn)在的趨勢是凡使用 B/S 架構的應用管理軟件，只需安裝在 Linux 服務器上即可，而且安全性高。所以服務器操作系統(tǒng)的選擇是很多的，不管選用那種操作系統(tǒng)都可以讓大部分人使用 windows 作為桌面操作系統(tǒng)電腦不受影響，這就使的最流行免費的 Linux 操作系統(tǒng)快速發(fā)展起來， Linux 除了操作系統(tǒng)是免費的以外，連數(shù)據庫也是免費的，這種選擇非常盛行。 (3).應用服務器運行數(shù)據負荷較重 由于 B/S 架構管理軟件只安裝在服務器端（ Server）上，網絡管理人員只需要管理服務器就行了，用戶界面主要事務邏輯在服務器 （ Server）端完全通過 WWW 瀏覽器實現(xiàn)，極少部分事務邏輯在前端（ Browser）實現(xiàn)，所有的客戶端只有瀏覽器，網絡管理人員只需要做硬件維護。但是，應用服務器運行數(shù)據負荷較重，一旦發(fā)生服務器 ―崩潰 ‖等問題，后果不堪設想。因此，許多單位都備有數(shù)據庫存儲服務器，以防萬一。 鑒于 B/S 結構模式在可擴展性和開放性等諸多方面的優(yōu)勢， 此畢業(yè) 設計的基因信息管理系統(tǒng) 采用 B/S 模式進行開發(fā)，這也為今后該系統(tǒng)與其它網絡平臺集成提供了前期條件 [4]。 系統(tǒng)的體系結構主要如下： ? 界面表示層 :處理系統(tǒng)與用戶的交 互。主要包括 Web 頁面 的登錄和用戶任務的提交界面 等， ? .業(yè)務邏輯層 :業(yè)務邏輯層對應應用程序布局中的 BLL 類，處理系統(tǒng)內 9 部模塊之間的交互，以及處理實際的業(yè)務規(guī)則，包括進行邏輯判斷、執(zhí)行流程處理、計算或提供預定義的服務。 ? .數(shù)據訪問層 :專門處理業(yè)務邏輯層與數(shù)據存儲層之間的數(shù)據交互操作，提供上層訪問所需數(shù)據的方法，包括數(shù)據添加、修改、刪除等操作。當數(shù)據庫的結構等發(fā)生改變時，只需要對數(shù)據訪問層的代碼進行更新，而不必修改其它層的程序，從而實現(xiàn)系統(tǒng)良好的可擴展性。 ? .數(shù)據存儲層 :就是數(shù)據庫層，它提供業(yè)務邏輯層所需的所有 信息和數(shù)據。 圖 系統(tǒng) B/S 結構圖 (1)技術可行性 實際情況下，在高系統(tǒng)配置，高網絡帶寬服務，管理員很容易通過網站對其操作范圍內的系統(tǒng)內容信息進行操作管理，完全滿足網站日常運行的要求[5]。 本文所使用的 PHP+MYSQL+Apache 的搭配，可以方便快捷的建設網站 。作為 PHP 的黃金搭檔 MySQL 數(shù)據庫不僅存儲和管理功能強大，而且它是完全免費提供的 。 PHP 中也提供了強大的支持 MySQL 數(shù)據庫的函數(shù)， “phpMyAdmin” 為MySQL 數(shù)據庫提供了圖形化界面 使用起來更加直觀 。 (2)經濟可行性 網站的運行主要用于學生對生物信息學的研究和學習，由學院架設主機，數(shù)據的錄入可由相關老師負責，可以用最低的花費，為學生提供一個良好的系 10 統(tǒng) 服務 和實踐平臺。 (3) 操作 可行性 隨著 Inter 與生物信息學的緊密結合 的發(fā)展， 建立相應的基因系統(tǒng)管理系統(tǒng)是非常有必要的，對于生物信息學的研究和學習都有很大的幫助。該系統(tǒng)可以方便的進行序列的錄入和查詢。 按上述三方面進行可行性分析、研究后，我認為該項目是可行的 ， PHP 結合 MYSQL 數(shù)據庫，可以很快速高效完成項目的設計；系統(tǒng)的實現(xiàn)對于實際的學習 研究 和 管理也有很大的意義。 系統(tǒng)的設計的目的主要是為了有效地存儲和管理基因信息的數(shù)據庫。 根據生物信息學研究的要求， 系統(tǒng)主要 提供 DNA,RNA 和蛋白質信息的錄入，查詢等功能，并可以提供序列轉換為 FASTA 格式的功能 ； 以簡單有效地方式 解決 研究中 產生 的大量 有待分析的基因組序列的有效存儲和管理問題 。 11 第三 章 系統(tǒng) 概要 設計 首先，用戶進入登陸界面，輸入賬號、密碼，進行身份驗證，后臺驗證成功后自動轉到基因綜合管理系統(tǒng)界面。然后用戶在管理系統(tǒng)可向系統(tǒng)提交任務 ，得到相應的 服務。系統(tǒng)可提供的主要服務有錄入功能，查詢功能和序列格式轉換功能，其中錄入功能分別包括： DNA 錄入， RNA 錄入，蛋白質錄入。 最后用戶 使用完畢可以注銷安全退出。系統(tǒng)的結構圖如 下所示 ： 圖 系統(tǒng) 結構圖 流程 圖 12 系統(tǒng)在用戶身份驗證后便 向用戶 提供管理基因信息的 權限。系統(tǒng)根據用戶提交的服務請求，進行相應的的操作，最后提交任務結果到 WEB 界面顯示。如用戶提交錄入，查詢請求，系統(tǒng)就會自動連接到后臺 MySQL 服務器，進行相關操作，并返回結果。系統(tǒng)流程圖如下 所示 ： 圖 系統(tǒng) 流程 圖 3. 數(shù)據庫概念結構設計 根據生物基因信息數(shù)據的分類和 屬性， 建立數(shù)據庫時， 主要 涉及到 的是DNA 信息數(shù)據庫， RNA 信息數(shù)據庫，蛋白 質 信息數(shù)據庫。構建之前首先要設計這三個數(shù)據庫表單的 ER 圖 [6]。 的 主 要 屬 性 有 GENE_ID ( 序 列 編 號 ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據來源 ),REFERENCE(文獻 ),SEQUNCE` (DNA 序列 ),KEYWORDS(關鍵字 )。 DNA 序列信息 ER 圖 如下所示： 13 圖 DNA 序列信息 ER 圖 的 主 要 屬 性 有 GENE_ID ( 序 列 編 號 ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據來源 ),REFERENCE(文獻 ),SEQUNCE` (RNA 序列 ),KEYWORDS(關鍵字 )。 RNA 序列信息 ER 圖 如下所示： 圖 DNA 序列信息 ER 圖 3. 蛋 白 質 的 主 要 屬 性 有 P_ID ( 序列編號 ),NAME( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據來源 ),REFERENCE(文獻 ), ORIGIN (蛋白質 序列 ),KEYWORDS(關鍵字 )。蛋白質 序列信息 ER 圖 如下所示： DNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務 SEQUNCE REFERENCE SOURCE別 蛋白質序列 P_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務 ORIGIN REFERENCE號 SOURCE別 RNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務 SEQUNCE REFERENCE號 SOURCE別 14 圖 蛋白序列信息 ER 圖 15 第四章 系統(tǒng)詳細設計 一．系統(tǒng)設計方案 該管理系統(tǒng)以 Dreamweaver 為框架構建了基因數(shù)據庫管理系統(tǒng)網站。以MySQL 作為后臺數(shù)據庫，以 Apache 為服務器，用 PHP 語言構建的基因信息的數(shù)據庫系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以進行 DNA,RNA，蛋白質序列的錄入，查詢，查看相關注釋；并且具有序列格式轉換功能，轉化為標 準的 FAST 格式。 二 ．創(chuàng)建數(shù)據表 結合實際情況及對用戶需求的分析， GENEBASE 數(shù)據庫主要包含如下數(shù)據表，分別為 dna（ DNA 信息表） 、 rna（ RNA 信息表）、 protein（ 蛋白質 表） [7]。 信息表的創(chuàng)建： （ 1） .相關代碼： CREATE TABLE `dna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。序列編號 39。, `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。序列名字 39。, `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。注釋 39。, `SOURCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。數(shù)據來源 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻 39。, `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。DNA 序列 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。關鍵字 39。 ) ENGINE = MYISAM 。 （ 2） .MySQL 表的建立如圖所示： 16 圖 DNA 信息表 信息表的創(chuàng)建： （ 1） 相關代碼： CREATE TABLE `rna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。序列編號 39。, `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。序列名字 39。, `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。注釋 39。, `SOURCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。數(shù)據來源 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻 39。, `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。RNA 序列 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。關鍵字 39。, PRIMARY KEY ( `GENE_ID` ) ) ENGINE = MYISAM 。 （ 2） .MySQL 表的建立如圖所示： 17 圖 RNA 信息表 信息表的創(chuàng)建： （ 1）相關代碼： CREATE TABLE `protein` ( `P_ID` `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT39。蛋白序列 編 號 39。, `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。蛋白質名稱 39。, `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。注釋 39。, `SOURCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。數(shù)據來源 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。關鍵字 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻 39。, `ORIGIN` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。蛋白質序列 39。, PRIMARY KEY ( `P_ID` ) ) ENGINE = MYISAM 。 （ 2） .MySQL 表的建立如圖所示： 18 圖 PROTEIN 信息表 三．主要模塊設計 19 圖 登陸界面 管理 界面