【文章內(nèi)容簡介】 等數(shù)據(jù)庫。瀏覽器通過 Web Server 同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。 B/S 最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件。只要有一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零維護(hù)。系統(tǒng)的擴(kuò)展非常容易。 B/S 結(jié)構(gòu)的使用越來越多，特別是由需求推動(dòng)了 AJAX 技術(shù)的發(fā)展，它的程序也能在客戶端電腦上進(jìn)行部分處理，從而大大的減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)；并增加了交 互性，能進(jìn)行局部實(shí)時(shí)刷新。 (1).維護(hù)和升級方式簡單 目前，軟件系統(tǒng)的改進(jìn)和升級越來越頻繁， B/S 架構(gòu)的產(chǎn)品明顯體現(xiàn)著更為方便的特性。對一個(gè)稍微大一點(diǎn)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(gòu)的軟件只需要管理服務(wù)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(hù)。無論用戶的規(guī)模有多大，有多少分支機(jī)構(gòu)都不會(huì)增加 任何維護(hù)升級的工作量，所有的操作只需要針對服務(wù)器進(jìn)行；如果是異地，只需要把服務(wù)器連接專 8 網(wǎng)即可，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、升級和共享。所以客戶機(jī)越來越 ―瘦 ‖，而服務(wù)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(hù)會(huì)越來越容易，而使用起來會(huì)越來越簡單，這對用戶人力、物力、時(shí)間、費(fèi)用的節(jié)省是顯而易見的，驚人的。因此，維護(hù)和升級革命的方式是 ―瘦 ‖客戶機(jī)， ―胖 ‖服務(wù)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(biāo)準(zhǔn)配置，但在服務(wù)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(gòu)的應(yīng)用管理軟件，只需安裝在 Linux 服務(wù)器上即可，而且安全性高。所以服務(wù)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(fèi)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(fèi)的以外，連數(shù)據(jù)庫也是免費(fèi)的，這種選擇非常盛行。 (3).應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重 由于 B/S 架構(gòu)管理軟件只安裝在服務(wù)器端（ Server）上，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要管理服務(wù)器就行了，用戶界面主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器 （ Server）端完全通過 WWW 瀏覽器實(shí)現(xiàn)，極少部分事務(wù)邏輯在前端（ Browser）實(shí)現(xiàn)，所有的客戶端只有瀏覽器，網(wǎng)絡(luò)管理人員只需要做硬件維護(hù)。但是，應(yīng)用服務(wù)器運(yùn)行數(shù)據(jù)負(fù)荷較重，一旦發(fā)生服務(wù)器 ―崩潰 ‖等問題，后果不堪設(shè)想。因此，許多單位都備有數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)服務(wù)器，以防萬一。 鑒于 B/S 結(jié)構(gòu)模式在可擴(kuò)展性和開放性等諸多方面的優(yōu)勢， 此畢業(yè) 設(shè)計(jì)的基因信息管理系統(tǒng) 采用 B/S 模式進(jìn)行開發(fā)，這也為今后該系統(tǒng)與其它網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)集成提供了前期條件 [4]。 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)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(wù)的提交界面 等， ? .業(yè)務(wù)邏輯層 :業(yè)務(wù)邏輯層對應(yīng)應(yīng)用程序布局中的 BLL 類，處理系統(tǒng)內(nèi) 9 部模塊之間的交互，以及處理實(shí)際的業(yè)務(wù)規(guī)則，包括進(jìn)行邏輯判斷、執(zhí)行流程處理、計(jì)算或提供預(yù)定義的服務(wù)。 ? .數(shù)據(jù)訪問層 :專門處理業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層之間的數(shù)據(jù)交互操作，提供上層訪問所需數(shù)據(jù)的方法，包括數(shù)據(jù)添加、修改、刪除等操作。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)等發(fā)生改變時(shí)，只需要對數(shù)據(jù)訪問層的代碼進(jìn)行更新，而不必修改其它層的程序，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)良好的可擴(kuò)展性。 ? .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層 :就是數(shù)據(jù)庫層，它提供業(yè)務(wù)邏輯層所需的所有 信息和數(shù)據(jù)。 圖 系統(tǒng) B/S 結(jié)構(gòu)圖 (1)技術(shù)可行性 實(shí)際情況下，在高系統(tǒng)配置，高網(wǎng)絡(luò)帶寬服務(wù)，管理員很容易通過網(wǎng)站對其操作范圍內(nèi)的系統(tǒng)內(nèi)容信息進(jìn)行操作管理，完全滿足網(wǎng)站日常運(yùn)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(shè)網(wǎng)站 。作為 PHP 的黃金搭檔 MySQL 數(shù)據(jù)庫不僅存儲(chǔ)和管理功能強(qiáng)大，而且它是完全免費(fèi)提供的 。 PHP 中也提供了強(qiáng)大的支持 MySQL 數(shù)據(jù)庫的函數(shù)， “phpMyAdmin” 為MySQL 數(shù)據(jù)庫提供了圖形化界面 使用起來更加直觀 。 (2)經(jīng)濟(jì)可行性 網(wǎng)站的運(yùn)行主要用于學(xué)生對生物信息學(xué)的研究和學(xué)習(xí)，由學(xué)院架設(shè)主機(jī)，數(shù)據(jù)的錄入可由相關(guān)老師負(fù)責(zé)，可以用最低的花費(fèi)，為學(xué)生提供一個(gè)良好的系 10 統(tǒng) 服務(wù) 和實(shí)踐平臺(tái)。 (3) 操作 可行性 隨著 Inter 與生物信息學(xué)的緊密結(jié)合 的發(fā)展， 建立相應(yīng)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(xué)的研究和學(xué)習(xí)都有很大的幫助。該系統(tǒng)可以方便的進(jìn)行序列的錄入和查詢。 按上述三方面進(jìn)行可行性分析、研究后，我認(rèn)為該項(xiàng)目是可行的 ， PHP 結(jié)合 MYSQL 數(shù)據(jù)庫，可以很快速高效完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對于實(shí)際的學(xué)習(xí) 研究 和 管理也有很大的意義。 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的目的主要是為了有效地存儲(chǔ)和管理基因信息的數(shù)據(jù)庫。 根據(jù)生物信息學(xué)研究的要求， 系統(tǒng)主要 提供 DNA,RNA 和蛋白質(zhì)信息的錄入，查詢等功能，并可以提供序列轉(zhuǎn)換為 FASTA 格式的功能 ； 以簡單有效地方式 解決 研究中 產(chǎn)生 的大量 有待分析的基因組序列的有效存儲(chǔ)和管理問題 。 11 第三 章 系統(tǒng) 概要 設(shè)計(jì) 首先，用戶進(jìn)入登陸界面，輸入賬號(hào)、密碼，進(jìn)行身份驗(yàn)證，后臺(tái)驗(yàn)證成功后自動(dòng)轉(zhuǎn)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(wù) ，得到相應(yīng)的 服務(wù)。系統(tǒng)可提供的主要服務(wù)有錄入功能，查詢功能和序列格式轉(zhuǎn)換功能，其中錄入功能分別包括： DNA 錄入， RNA 錄入，蛋白質(zhì)錄入。 最后用戶 使用完畢可以注銷安全退出。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如 下所示 ： 圖 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖 流程 圖 12 系統(tǒng)在用戶身份驗(yàn)證后便 向用戶 提供管理基因信息的 權(quán)限。系統(tǒng)根據(jù)用戶提交的服務(wù)請求，進(jìn)行相應(yīng)的的操作，最后提交任務(wù)結(jié)果到 WEB 界面顯示。如用戶提交錄入，查詢請求，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)連接到后臺(tái) MySQL 服務(wù)器，進(jìn)行相關(guān)操作，并返回結(jié)果。系統(tǒng)流程圖如下 所示 ： 圖 系統(tǒng) 流程 圖 3. 數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)生物基因信息數(shù)據(jù)的分類和 屬性， 建立數(shù)據(jù)庫時(shí)， 主要 涉及到 的是DNA 信息數(shù)據(jù)庫， RNA 信息數(shù)據(jù)庫，蛋白 質(zhì) 信息數(shù)據(jù)庫。構(gòu)建之前首先要設(shè)計(jì)這三個(gè)數(shù)據(jù)庫表單的 ER 圖 [6]。 的 主 要 屬 性 有 GENE_ID ( 序 列 編 號(hào) ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據(jù)來源 ),REFERENCE(文獻(xiàn) ),SEQUNCE` (DNA 序列 ),KEYWORDS(關(guān)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(hào) ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據(jù)來源 ),REFERENCE(文獻(xiàn) ),SEQUNCE` (RNA 序列 ),KEYWORDS(關(guān)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(zhì) 的 主 要 屬 性 有 P_ID ( 序列編號(hào) ),NAME( 序 列 名字 ),DEFINITION(注釋 ),SOURCE(數(shù)據(jù)來源 ),REFERENCE(文獻(xiàn) ), ORIGIN (蛋白質(zhì) 序列 ),KEYWORDS(關(guān)鍵字 )。蛋白質(zhì) 序列信息 ER 圖 如下所示： DNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務(wù) SEQUNCE REFERENCE SOURCE別 蛋白質(zhì)序列 P_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務(wù) ORIGIN REFERENCE號(hào) SOURCE別 RNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION職務(wù) SEQUNCE REFERENCE號(hào) SOURCE別 14 圖 蛋白序列信息 ER 圖 15 第四章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 一．系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 該管理系統(tǒng)以 Dreamweaver 為框架構(gòu)建了基因數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)網(wǎng)站。以MySQL 作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，以 Apache 為服務(wù)器，用 PHP 語言構(gòu)建的基因信息的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以進(jìn)行 DNA,RNA，蛋白質(zhì)序列的錄入，查詢，查看相關(guān)注釋；并且具有序列格式轉(zhuǎn)換功能，轉(zhuǎn)化為標(biāo) 準(zhǔn)的 FAST 格式。 二 ．創(chuàng)建數(shù)據(jù)表 結(jié)合實(shí)際情況及對用戶需求的分析， GENEBASE 數(shù)據(jù)庫主要包含如下數(shù)據(jù)表，分別為 dna（ DNA 信息表） 、 rna（ RNA 信息表）、 protein（ 蛋白質(zhì) 表） [7]。 信息表的創(chuàng)建： （ 1） .相關(guān)代碼： CREATE TABLE `dna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。序列編號(hào) 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(jù)來源 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻(xiàn) 39。, `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。DNA 序列 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。關(guān)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(guān)代碼： CREATE TABLE `rna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。序列編號(hào) 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(jù)來源 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻(xiàn) 39。, `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。RNA 序列 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。關(guān)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(guān)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(hào) 39。, `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。蛋白質(zhì)名稱 39。, `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。注釋 39。, `SOURCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。數(shù)據(jù)來源 39。, `KEYWORDS` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。關(guān)鍵字 39。, `REFERENCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。文獻(xiàn) 39。, `ORIGIN` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。蛋白質(zhì)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(shè)計(jì) 19 圖 登陸界面 管理 界面