基于php和mysql的基因数据库综合管理系统的设计与开发

基于php和mysql的基因数据库综合管理系统的设计与开发内容摘要：

等数据库。 浏览器通过 Web Server 同数据库进行数据交互。 B/S 最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件。 只要有一台能上网的电脑就能使用，客户端零维护。 系统的扩展非常容易。 B/S 结构的使用越来越多，特别是由需求推动了 AJAX 技术的发展，它的程序也能在客户端电脑上进行部分处理，从而大大的减轻了服务器的负担；并增加了交 互性，能进行局部实时刷新。 (1).维护和升级方式简单 目前，软件系统的改进和升级越来越频繁， B/S 架构的产品明显体现着更为方便的特性。 对一个稍微大一点单位来说，系统管理人员如果需要在几百甚至上千部电脑之间来回奔跑，效率和工作量是可想而知的，但 B/S 架构的软件只需要管理服务器就行了，所有的客户端只是浏览器，根本不需要做任何的维护。 无论用户的规模有多大，有多少分支机构都不会增加 任何维护升级的工作量，所有的操作只需要针对服务器进行；如果是异地，只需要把服务器连接专 8 网即可，实现远程维护、升级和共享。 所以客户机越来越 ―瘦 ‖，而服务器越来越 ―胖 ‖是将来信息化发展的主流方向。 今后，软件升级和维护会越来越容易，而使用起来会越来越简单，这对用户人力、物力、时间、费用的节省是显而易见的，惊人的。 因此，维护和升级革命的方式是 ―瘦 ‖客户机， ―胖 ‖服务器。 (2).成本降低，选择更多 大家都知道 windows 在桌面电脑上几乎一统天下，浏览器成为了标准配置，但在服务器操作系统上 windows 并不是处于绝 对的统治地位。 现在的趋势是凡使用 B/S 架构的应用管理软件，只需安装在 Linux 服务器上即可，而且安全性高。 所以服务器操作系统的选择是很多的，不管选用那种操作系统都可以让大部分人使用 windows 作为桌面操作系统电脑不受影响，这就使的最流行免费的 Linux 操作系统快速发展起来， Linux 除了操作系统是免费的以外，连数据库也是免费的，这种选择非常盛行。 (3).应用服务器运行数据负荷较重 由于 B/S 架构管理软件只安装在服务器端（ Server）上，网络管理人员只需要管理服务器就行了，用户界面主要事务逻辑在服务器 （ Server）端完全通过 WWW 浏览器实现，极少部分事务逻辑在前端（ Browser）实现，所有的客户端只有浏览器，网络管理人员只需要做硬件维护。 但是，应用服务器运行数据负荷较重，一旦发生服务器 ―崩溃 ‖等问题，后果不堪设想。 因此，许多单位都备有数据库存储服务器，以防万一。 鉴于 B/S 结构模式在可扩展性和开放性等诸多方面的优势， 此毕业 设计的基因信息管理系统 采用 B/S 模式进行开发，这也为今后该系统与其它网络平台集成提供了前期条件 [4]。 系统的体系结构主要如下：  界面表示层 :处理系统与用户的交 互。 主要包括 Web 页面 的登录和用户任务的提交界面 等，  .业务逻辑层 :业务逻辑层对应应用程序布局中的 BLL 类，处理系统内 9 部模块之间的交互，以及处理实际的业务规则，包括进行逻辑判断、执行流程处理、计算或提供预定义的服务。  .数据访问层 :专门处理业务逻辑层与数据存储层之间的数据交互操作，提供上层访问所需数据的方法，包括数据添加、修改、删除等操作。 当数据库的结构等发生改变时，只需要对数据访问层的代码进行更新，而不必修改其它层的程序，从而实现系统良好的可扩展性。  .数据存储层 :就是数据库层，它提供业务逻辑层所需的所有 信息和数据。 图 系统 B/S 结构图 (1)技术可行性 实际情况下，在高系统配置，高网络带宽服务，管理员很容易通过网站对其操作范围内的系统内容信息进行操作管理，完全满足网站日常运行的要求[5]。 本文所使用的 PHP+MYSQL+Apache 的搭配，可以方便快捷的建设网站。 作为 PHP 的黄金搭档 MySQL 数据库不仅存储和管理功能强大，而且它是完全免费提供的。 PHP 中也提供了强大的支持 MySQL 数据库的函数， “phpMyAdmin” 为MySQL 数据库提供了图形化界面 使用起来更加直观。 (2)经济可行性 网站的运行主要用于学生对生物信息学的研究和学习，由学院架设主机，数据的录入可由相关老师负责，可以用最低的花费，为学生提供一个良好的系 10 统 服务 和实践平台。 (3) 操作 可行性 随着 Inter 与生物信息学的紧密结合 的发展， 建立相应的基因系统管理系统是非常有必要的，对于生物信息学的研究和学习都有很大的帮助。 该系统可以方便的进行序列的录入和查询。 按上述三方面进行可行性分析、研究后，我认为该项目是可行的 ， PHP 结合 MYSQL 数据库，可以很快速高效完成项目的设计；系统的实现对于实际的学习 研究 和 管理也有很大的意义。 系统的设计的目的主要是为了有效地存储和管理基因信息的数据库。 根据生物信息学研究的要求， 系统主要 提供 DNA,RNA 和蛋白质信息的录入，查询等功能，并可以提供序列转换为 FASTA 格式的功能 ； 以简单有效地方式 解决 研究中 产生 的大量 有待分析的基因组序列的有效存储和管理问题。 11 第三 章 系统 概要 设计 首先，用户进入登陆界面，输入账号、密码，进行身份验证，后台验证成功后自动转到基因综合管理系统界面。 然后用户在管理系统可向系统提交任务 ，得到相应的 服务。 系统可提供的主要服务有录入功能，查询功能和序列格式转换功能，其中录入功能分别包括： DNA 录入， RNA 录入，蛋白质录入。 最后用户 使用完毕可以注销安全退出。 系统的结构图如 下所示 ： 图 系统 结构图 流程 图 12 系统在用户身份验证后便 向用户 提供管理基因信息的 权限。 系统根据用户提交的服务请求，进行相应的的操作，最后提交任务结果到 WEB 界面显示。 如用户提交录入，查询请求，系统就会自动连接到后台 MySQL 服务器，进行相关操作，并返回结果。 系统流程图如下 所示 ： 图 系统 流程 图 3. 数据库概念结构设计 根据生物基因信息数据的分类和 属性， 建立数据库时， 主要 涉及到 的是DNA 信息数据库， RNA 信息数据库，蛋白 质 信息数据库。 构建之前首先要设计这三个数据库表单的 ER 图 [6]。 的 主 要 属 性 有 GENE_ID ( 序 列 编 号 ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注释 ),SOURCE(数据来源 ),REFERENCE(文献 ),SEQUNCE` (DNA 序列 ),KEYWORDS(关键字 )。 DNA 序列信息 ER 图 如下所示： 13 图 DNA 序列信息 ER 图 的 主 要 属 性 有 GENE_ID ( 序 列 编 号 ),NAME`( 序 列 名字 ),DEFINITION(注释 ),SOURCE(数据来源 ),REFERENCE(文献 ),SEQUNCE` (RNA 序列 ),KEYWORDS(关键字 )。 RNA 序列信息 ER 图 如下所示： 图 DNA 序列信息 ER 图 3. 蛋 白 质 的 主 要 属 性 有 P_ID ( 序列编号 ),NAME( 序 列 名字 ),DEFINITION(注释 ),SOURCE(数据来源 ),REFERENCE(文献 ), ORIGIN (蛋白质 序列 ),KEYWORDS(关键字 )。 蛋白质 序列信息 ER 图 如下所示： DNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION职务 SEQUNCE REFERENCE SOURCE别 蛋白质序列 P_ID NAME KEYWORDS DEFINITION职务 ORIGIN REFERENCE号 SOURCE别 RNA GENE_ID NAME KEYWORDS DEFINITION职务 SEQUNCE REFERENCE号 SOURCE别 14 图 蛋白序列信息 ER 图 15 第四章 系统详细设计 一．系统设计方案 该管理系统以 Dreamweaver 为框架构建了基因数据库管理系统网站。 以MySQL 作为后台数据库，以 Apache 为服务器，用 PHP 语言构建的基因信息的数据库系统。 本系统可以进行 DNA,RNA，蛋白质序列的录入，查询，查看相关注释；并且具有序列格式转换功能，转化为标 准的 FAST 格式。 二 ．创建数据表 结合实际情况及对用户需求的分析， GENEBASE 数据库主要包含如下数据表，分别为 dna（ DNA 信息表） 、 rna（ RNA 信息表）、 protein（ 蛋白质 表） [7]。 信息表的创建： （ 1） .相关代码： CREATE TABLE `dna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。 序列编号 39。 , `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。 序列名字 39。 , `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 注释 39。 , `SOURCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 数据来源 39。 , `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 文献 39。 , `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。 DNA 序列 39。 , `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 关键字 39。 ) ENGINE = MYISAM。 （ 2） .MySQL 表的建立如图所示： 16 图 DNA 信息表 信息表的创建： （ 1） 相关代码： CREATE TABLE `rna` ( `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT 39。 序列编号 39。 , `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。 序列名字 39。 , `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 注释 39。 , `SOURCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 数据来源 39。 , `REFERENCE` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 文献 39。 , `SEQUNCE` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。 RNA 序列 39。 , `KEYWORDS` VARCHAR( 50 ) NOT NULL COMMENT 39。 关键字 39。 , PRIMARY KEY ( `GENE_ID` ) ) ENGINE = MYISAM。 （ 2） .MySQL 表的建立如图所示： 17 图 RNA 信息表 信息表的创建： （ 1）相关代码： CREATE TABLE `protein` ( `P_ID` `GENE_ID` TINYINT( 100 ) UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT39。 蛋白序列 编 号 39。 , `NAME` VARCHAR( 10 ) NOT NULL COMMENT 39。 蛋白质名称 39。 , `DEFINITION` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 注释 39。 , `SOURCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 数据来源 39。 , `KEYWORDS` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 关键字 39。 , `REFERENCE` VARCHAR( 100 ) NOT NULL COMMENT 39。 文献 39。 , `ORIGIN` VARCHAR( 2020 ) NOT NULL COMMENT 39。 蛋白质序列 39。 , PRIMARY KEY ( `P_ID` ) ) ENGINE = MYISAM。 （ 2） .MySQL 表的建立如图所示： 18 图 PROTEIN 信息表 三．主要模块设计 19 图 登陆界面 管理 界面。