摘耍 _ 二十一世紀(jì)是生物信息科學(xué)繁榮的世紀(jì)。試驗(yàn)是生物信息獲取的途徑之一，隨著生物技術(shù)的 發(fā)展，各種生物試驗(yàn)規(guī)模越來(lái)越龐人，將多人試驗(yàn)生成人量的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理和綜合分析，已成為 當(dāng)今生物信息處理的重要環(huán)節(jié)和必要手段。 針對(duì)在動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理過(guò)程中遇到的問(wèn)題，本研究通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理分 析系統(tǒng)并進(jìn)行實(shí)際調(diào)研，研究多種可以用于解決動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析相結(jié) 合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，根據(jù)動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)，以在n e t 平臺(tái)上建立動(dòng)物腸道試驗(yàn) 信息管理分析系統(tǒng)為目標(biāo)，重點(diǎn)研究了實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的相關(guān)技術(shù)完成了系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能模 塊設(shè)計(jì)。解決了在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的多種對(duì)象調(diào)用和異種數(shù)據(jù)格式問(wèn)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題：將s p s s 統(tǒng)計(jì) 分析軟仲包集成到本系統(tǒng)軟件中，解決了數(shù)據(jù)管理與統(tǒng)計(jì)分析集成的問(wèn)題。 在本系統(tǒng)研究中，我主要完成了試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理，試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，試驗(yàn)結(jié)論管理等二個(gè)功 能模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。 n e t 平臺(tái)下開發(fā)的動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)，具有廣泛的適j j 性：為研究人員提 供了友好的、一體化的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。 關(guān)鍵詞；信息管理，數(shù)據(jù)分析，集成，n e t a b s t r a c t 2 1c e n t u r yi st h ec e n t u r yo fb i o s c i e n e ep r o s p e r i t y e x p e r i m e n ti saw a yt og e ti n f o r m a t i o no f b i o l o g y w i t ht h ed e v e l o p m e n to fb i o t e c h n o l o g y , t h es c a l eo fb i o - e x p e r i m e n t a t i o ni sg e t t i n gm o r ea n d l a r g e r t r a d i t i o n a lm e t h o do nd a t am a n a g i n ga n da n a l y z i n gh a v en o ta d a p t e dt oi t f o rt h ep r o b l e m sw h i c hb r o u g h ti nt h ei n t e s t i n a le x p e r i m e n td a t ad i s p o s a l ，f i r s t l y , i te m p h a s i z e so n t h ea c t u a l i t yo f e x p e r i m e n td a t am a n a g e m e n ts y s t e m so f f o r e i g na n dd o m e s t i c t h em e t h o dw h i c hr e f e r s t oi n t e g r a t ee x p e r i m e n td e s i g n i n g ，d a t am a n a g e m e n ta n da n a l y z i n gi nt h es a m es y s t e ma r es t u d i e do n t h e n t h ea i m t h a t i m p l e m e n t sas y s t e mo f i n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t a n da n a l y z i n g w h i c hb a s e do nn e t i se s t a b l i s h e d f h m l l y , s c v e r u lt e c h n o l o g yw a gs t u d i e dw h i c hs o l v et h ep r o b l e m o fc o m p o n e n t i n t e g r a t i o n sa n dd a t af l o wi nt h es y s t e m t h ef r a m e w o r ka n dt h ed e s i g no f f u n c t i o nm o d u l e sa g ed e v e l o p e db ys t u d y i n go nt h ec h a r a c t e r i s t i c o f e x p e r i m e n td a t a t h r e em o d u l e sw h i c hw e r ee x p e r i m e n td a t am a n a g e m e n t ，e x p e r i m e n td a t as t a t i s t i c a l a n a l y z i n ga n de x p e r i m e n tr e s u l t sm a n a g e m e n ta m f i n i s h e d t h es y s t e mi m p r o v e dt h ed a t am a n a g e m e n ta n dt h ee f f i c i e n c yo f a n a l y s i s k e y w o r d s ：i n f o r m a t i o nm a n a g es y s t e m ，d a t aa n a l y z e ，i n t e g r a t i o n ，n e t 1 i 圖表目錄 圖i 技術(shù)路線5 圖2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理分析流程6 圖3 系統(tǒng)模塊圖，7 幽4c s 模式圖8 圖5b s 三層結(jié)構(gòu)模式9 圖6 系統(tǒng)層次調(diào)用關(guān)系9 圖7 n e tf r a m e w o r k 結(jié)構(gòu)圖1 2 圖8a d o n e t 結(jié)構(gòu)1 3 圖9 a s p n e t 的結(jié)構(gòu)1 4 圈1 0s p s s 對(duì)象的樹形結(jié)構(gòu)1 6 圖l lc o m 組件、c o m 對(duì)象和c o m 接口之間的關(guān)系1 7 圖1 2s p s s 二次開發(fā)流程1 8 圖1 3s p s s 二次開發(fā)示意圖1 9 l 璺i1 4 分析數(shù)據(jù)集生成過(guò)程2 0 圈1 5e x c e l 對(duì)象層次關(guān)系2 3 幽1 6e x c e l 組件調(diào)用填充數(shù)據(jù)2 4 圖17 在進(jìn)程池中請(qǐng)求e x c e l 進(jìn)程2 4 圖1 8s p s s 二次開發(fā)過(guò)程的數(shù)據(jù)流2 6 圖1 9 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 7 圖2 0 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程，2 8 圖2 1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理模塊劃分3 3 圖2 2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入處理流程3 5 圖2 3 統(tǒng)計(jì)分析模塊劃分3 5 圖“試驗(yàn)選擇界面3 6 圈2 5 活曲指標(biāo)設(shè)定界面3 7 圖2 6 數(shù)據(jù)錄入，修改界面3 7 圖2 7 統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)生成界面3 8 酗2 8 統(tǒng)計(jì)分析界面3 8 l 璽j2 9 統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果界面3 9 l ! i3 0 分析結(jié)論列表3 9 表1 試驗(yàn)信息表( e x p e d m e n t l n f o ) 2 8 表2 試驗(yàn)權(quán)限表( e x p e r i m e n t r i g h t ) 2 9 表3 用戶表( u s e r ) 一2 9 表4 j 戶權(quán)限表2 9 1 1 1 表5 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)表 表6 實(shí)測(cè)指標(biāo)表 表7 指標(biāo)數(shù)據(jù)表 表8 試驗(yàn)結(jié)論表 ( p a r k i n d s t a n ) 3 0 ( p a r k i n d e x p ) 3 0 ( p a r d a t a ) ： ( ( a n a l y z e r e s u l t ) 3 1 - i v 獨(dú)創(chuàng)性聲明 y9 3 9 2 7 2 本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成 果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā) 表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書 而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明 確的說(shuō)明并表示了謂 意。 研究生簽名 和。；馬 j 時(shí)間：力b f ) 年6 月c 口日 關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明 本人完全了解中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留 送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù) 制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、 傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議) 研究生簽名： 喜陲褊 時(shí)間：汐田6年占月 p f i 導(dǎo)師虢秀趙 刪：弘如年。同 中周農(nóng)業(yè)大學(xué)碩f j 學(xué)位論文 第一申端論 皇量皇鼻曼曼! ! 曼皇璺i i l l 鼉蘭曼曼曼皇皇曼皇魯曼曼曼曼曼曼皇曼舅曼苧曼! ! ! ! 曼 i 1 問(wèn)題的提出 第一章緒論 展近十余年以來(lái)，生命科學(xué)與生物技術(shù)迅猛發(fā)展，生物學(xué)數(shù)據(jù)資源的積累速度人人超出了人 們的想象。當(dāng)今的生物學(xué)試驗(yàn)，試驗(yàn)樣本量人、周期長(zhǎng)、同一個(gè)試驗(yàn)需要多人協(xié)作共同完成。目 前對(duì)多人試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理方法通常是每個(gè)試驗(yàn)人員分別建立數(shù)據(jù)文件，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)試驗(yàn)數(shù) 據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、綜合分析和前期的數(shù)據(jù)處理( 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)- - * n 標(biāo)準(zhǔn)化處理) 。這 種數(shù)據(jù)處理方法往往需要耗費(fèi)人量的時(shí)間和精力；數(shù)據(jù)的精度、準(zhǔn)確性、一致性很難保證數(shù)據(jù) 的重用和匯總十分困難。 大量多樣化的生物學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含著一定的生物學(xué)規(guī)律，這些規(guī)律是我們解決許多生命 之謎的關(guān)鍵所在，然而由于生物專業(yè)人員的統(tǒng)計(jì)知識(shí)和計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)的缺乏，有時(shí)雖然得劍了 大量的數(shù)據(jù)，但不能順利的得到試驗(yàn)的結(jié)論。 于是如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化統(tǒng)一管理，并整合統(tǒng)計(jì)分析功能的試驗(yàn)數(shù)據(jù) 管理分析系統(tǒng)是十分必要的。在本章中，主要對(duì)課題的研究背景進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。 1 2 研究現(xiàn)狀 生物信息學(xué)是一門交叉科學(xué)，它包龠了生物信息的獲取、加。1 i 、存儲(chǔ)、分配、分析、解釋等 在內(nèi)的所有方面，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種。l ：具，來(lái)闡明和理解人量數(shù)據(jù)所 包含的生物學(xué)意義i lj 。 生物信息技術(shù)所要處理的對(duì)象是數(shù)據(jù)，生物信息學(xué)所要研究的對(duì)象也是數(shù)據(jù)，即從人量數(shù)據(jù) 中提取信息、從大量信息中獲取知識(shí)、將大量知識(shí)轉(zhuǎn)化為技術(shù)，將大量知識(shí)上升為理論?！皵?shù)據(jù) 一信息一知識(shí)一技術(shù)”是生物信息技術(shù)開發(fā)的基本過(guò)程；“數(shù)據(jù)一信息一知識(shí)一理論”，是生 物信息學(xué)研究的基本模式塒。 我們要從大量的生物試驗(yàn)數(shù)據(jù)中通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)挖掘得到知識(shí)形成理論，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn) 行有效的管理，下面分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際的需求完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的 管理。 1 2 1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是伴隨著試驗(yàn)信息的急劇膨脹、數(shù)據(jù)保存繁亂而產(chǎn)生的。在科學(xué)研究領(lǐng)域， 艮明的設(shè)計(jì)分析、試驗(yàn)己產(chǎn)生并積累了丈量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以往這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)多以數(shù)據(jù)文什或印刷文 檔方式保存和管理的，對(duì)于缺乏結(jié)構(gòu)化的、格式不統(tǒng)一的文件資料，管理人員往往難以使，【 j 更 談不上對(duì)信息進(jìn)行二次處理。隨著研究的深入，要求能夠從試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的人量試驗(yàn)數(shù)據(jù)中 分析、挖捌出一些隱藏在數(shù)據(jù)中的規(guī)律，并利用這些信息來(lái)指導(dǎo)進(jìn)一步的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和知識(shí)獲取。 r 是就產(chǎn)生了集成數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析挖掘的集成系統(tǒng)，方便的從海每不規(guī)則的數(shù)據(jù)中得到知 1 中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)傾士學(xué)位論文 第一章緒論 識(shí)。 目前國(guó)內(nèi)在試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理方面的研究有： 南京航空航犬人學(xué)沈國(guó)華、黃忠球等人針對(duì)l 稃試驗(yàn)產(chǎn)生的編織分散、模式復(fù)雜而多變的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)構(gòu)建一個(gè)面向領(lǐng)域的統(tǒng)一的、集成的數(shù)據(jù)平臺(tái)，并且建立分析主題，利心 o l ap 技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)據(jù)分析模型，展后通過(guò)終端用戶i ：具來(lái)獲取信息，井利h 報(bào)表和圖形等數(shù)據(jù) 展現(xiàn)方式來(lái)發(fā)布分析結(jié)果。完成了個(gè)面向工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)，并將其應(yīng) 用在試飛試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理中圳。 中園地質(zhì)大學(xué)劉羽等人，利用d e l p h i 和s q ls e r v e r 設(shè)計(jì)完成原棉及化纖質(zhì)鼙檢驗(yàn)管理信息 系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了原棉、化纖質(zhì)檢數(shù)據(jù)的規(guī)范化輸入、存儲(chǔ)、計(jì)算、 統(tǒng)計(jì)、快速查詢和各種復(fù)雜報(bào)表的生成打印等一系列功能，提高了原棉、化纖質(zhì)檢的j ：作效率及 計(jì)算精度與速度 4 1 。 國(guó)內(nèi)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理軟件有：海泰藥物臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”j ，在j 2 e e 平臺(tái) 開發(fā)，實(shí) 現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采榘、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)導(dǎo)出的功能，主要對(duì)藥物試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。 n e w t e r a 優(yōu)必得試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng) 6 1 ，采用元數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的軟件架構(gòu)，用面向1 i 稃數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)庫(kù)模型，將試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，從而使工程技術(shù)人員更容易，更方便。更有效和更安全 地管理及使用數(shù)據(jù)，提高t 程技術(shù)人員的l 作效率。 國(guó)外有關(guān)生物試驗(yàn)信息管理的研究很多，主要研究生物數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)和數(shù)據(jù)的分析方法，人 多研究都和生物信息挖掘、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析緊密聯(lián)系岬】。 生物領(lǐng)域研究中所產(chǎn)生的大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有其自身的特點(diǎn)，但耳前嗣內(nèi)對(duì)生物試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理 的系統(tǒng)比較少見，并且目前的生物數(shù)據(jù)管理軟件對(duì)數(shù)據(jù)后期的分析沒有很好的支持。 這些研究成果為本文的研究帶來(lái)了很多的啟發(fā)，借鑒這些研究的成果，對(duì)動(dòng)物腸道試驗(yàn)數(shù)據(jù) 管理系統(tǒng)進(jìn)行需求分析和設(shè)計(jì)，進(jìn)行了深入的研究，并取得了一定的研究進(jìn)展。 1 2 2 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的產(chǎn)生及現(xiàn)狀 生物統(tǒng)計(jì)( b i o s t a t i g i c s ) 是指應(yīng)用于生物學(xué)中的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。即用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法， 分析羽l 解釋生物界的種種現(xiàn)象莆l 數(shù)據(jù)資料，以求把握其本質(zhì)和規(guī)律性 g j o 。 最早提山生物統(tǒng)計(jì)思想的是比利時(shí)數(shù)學(xué)家l a j 凱特萊。1 8 6 6 年，g j 孟德爾的豌顯雜交試 驗(yàn)是最早運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)于生物試驗(yàn)的一個(gè)成功的范例。1 8 8 9 年，f 1 高爾頓指出，子代的身高不僅 與親代的身高相關(guān)，而且有向平均值“圊歸”的趨勢(shì)，提出了“回歸”和“相關(guān)”的概念幣l 算法 奠定了生物統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)。k 皮爾遜進(jìn)一步提出了實(shí)際測(cè)定數(shù)與理論預(yù)期數(shù)之間的偏離度指數(shù)。即 方籌，在屬性的統(tǒng)計(jì)分析上起了重要作用。1 8 9 9 年，他創(chuàng)辦了 生物統(tǒng)計(jì)雜志建立了一所 數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)校。他的學(xué)生w s 戈塞特對(duì)樣本標(biāo)準(zhǔn)著作了許多研究，他于1 9 0 8 年提出的t 檢驗(yàn)法 成了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)中的基本f 具之一。英國(guó)數(shù)學(xué)家r a 費(fèi)歇爾指出。只注意事后的數(shù)據(jù)分析是不夠 的，鈀使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成了生物統(tǒng)計(jì)的個(gè)分支。g w 矯奈迪格提出方差分析法。這些方法對(duì)丁- 農(nóng)業(yè) 科學(xué)、生物學(xué)特別是遺傳學(xué)的研究，起了重大的推動(dòng)作_ j ，2 0 世紀(jì)2 0 年代以后，各種數(shù)理統(tǒng)計(jì) 方法陸續(xù)創(chuàng)立，它們?cè)谵r(nóng)學(xué)和醫(yī)學(xué)中得到廣泛戍用并擴(kuò)人到一1 ：業(yè)界。7 0 年代，隨著計(jì)算機(jī)的 1 牛及， 使本米由丁計(jì)算簧過(guò)人而不得不放棄的統(tǒng)計(jì)方法義獲得了新的生命力，麻州更為j 泛pj 。 中罔農(nóng)業(yè)人學(xué)壩：l 學(xué)位論文 第一葶緒論 曼喜篁鼉曼曼皇! 曼! 量一i 鼉鼻詈曼曼烹! ! 皇皇曼曼蔓基詈量曼曼曼皇皇曼曼曹量量! 曼鼉鼉蘭皇皇邕曼鼉! 曼! 苧邕皇曼皇皇魯鼉! ! ! 皇皇皇蔓曼篁 生物學(xué)科i ：作者在科研i ：作中，戍用所掌握的知識(shí)進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)或解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，首先遇 到的一個(gè)難題就是，如何用最少的試驗(yàn)次數(shù)獲得鼴多的信息，得到攝多有用的結(jié)論，如何從試驗(yàn) 所得數(shù)據(jù)中找山內(nèi)在規(guī)律，如何由實(shí)踐上升到理論。這中間需要有一個(gè)溝通的橋梁一一生物統(tǒng)計(jì) 學(xué)。 生物統(tǒng)計(jì)學(xué)產(chǎn)生于1 9 世紀(jì)，它是數(shù)理統(tǒng)計(jì)與其他應(yīng)用學(xué)科交義產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)科學(xué)，涉及生物 學(xué)、生態(tài)學(xué)、醫(yī)學(xué)和金融學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域【l ”。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)以統(tǒng)計(jì)模型為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為研究對(duì)象， 應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算和模擬為特點(diǎn)，著重理論研究與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合i l “。生命現(xiàn)象 是各種各樣物質(zhì)活動(dòng)中最復(fù)雜的過(guò)程，哪怕是其中晟簡(jiǎn)單過(guò)程也往往牽涉到許多岡素的綜合作 用。從多因素分析中分解出各個(gè)因素的貢獻(xiàn)，這些分析過(guò)程只能利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的手段才能完成。 生物統(tǒng)計(jì)分析是生物科學(xué)研究的基本手段和重要方法，它廣泛應(yīng)用于生物科學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域， 并己取得難以計(jì)數(shù)的成果。 由于計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)分析軟件的發(fā)展，對(duì)各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析已經(jīng)變的十分的簡(jiǎn)單原來(lái)通 過(guò)手二l ：計(jì)算需要幾小時(shí)甚至幾天完成的事情，現(xiàn)在幾秒鐘就可以完成，而且有許多統(tǒng)計(jì)方法，不 可能通過(guò)手工計(jì)算完成。目前流行各種統(tǒng)計(jì)分析軟件( 例如s a n ，s p s s ，e x c e l 等) 已經(jīng)發(fā)展的 十分成熟，可以完成強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)分析功能例如前面提到的回歸分析、相關(guān)分析、方著分析、t - 檢驗(yàn)等i l l l 0 2 】1 1 3 】。這些統(tǒng)計(jì)分析軟件已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué) 等研究領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析處理中。 文獻(xiàn)f 1 4 】中介紹了利用e x c e l 和s a s 對(duì)生物試驗(yàn)數(shù)據(jù)的進(jìn)行相關(guān)分析，得到了酵母培養(yǎng)物對(duì) 蛋雛雞腸壁結(jié)構(gòu)、免疫機(jī)能及生產(chǎn)性能的影響程度。 在文獻(xiàn)【1 5 】中介紹了采用統(tǒng)計(jì)分析軟件s a s 的方差分析( a n o v a ) 過(guò)程和最小二乘分析( g l m ) 過(guò)程并用d u n c a n 氏法進(jìn)行最小二二乘均數(shù)的多重比較分析，得到出生年份、性別、出生類型、 母親年齡、群等環(huán)境因素對(duì)絨山羊的出生重、斷乳重和日增重影響程度數(shù)據(jù)。 統(tǒng)計(jì)分析軟件的戍用，減少了在試驗(yàn)完成后的復(fù)雜計(jì)算，便捷的從數(shù)據(jù)中得到結(jié)論。研究在 系統(tǒng)中集成統(tǒng)計(jì)分析軟件完成統(tǒng)計(jì)分析功能，可以實(shí)現(xiàn)各種統(tǒng)計(jì)分析功能，顯著的提高開發(fā)的速 度，得到有說(shuō)服力的分析數(shù)據(jù)。 1 3 研究目的與意義 i 3 i 研究目的 建立動(dòng)物腸胃道信息管理分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)人員試驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入到試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的一體化作 業(yè)，使試驗(yàn)人員便捷的從試驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到結(jié)論。 1 3 2 研究意義 ( 1 )人量不規(guī)范，多樣化的試驗(yàn)數(shù)據(jù)亟需借勘計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。 近年來(lái)，生物技術(shù)的快速發(fā)展，生物學(xué)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)急劇膨脹，h j 計(jì)算機(jī)管理不同的試驗(yàn)設(shè)計(jì) 方案和試驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)十分必要。針對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的現(xiàn)狀，列多人參 3 中周農(nóng)業(yè)人學(xué)碩i ：學(xué)位論文 第一章緒論 與的動(dòng)物腸胃道的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分散錄入、集中管理。解次數(shù)據(jù)管理中數(shù)據(jù)格式混亂，不易匯總 的問(wèn)題。 ( 2 )將試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)分析功能集為一體，提高對(duì)所研究數(shù)據(jù)的匯總和分析效率。 在對(duì)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)上完成統(tǒng)計(jì)分析的功能使原來(lái)分散的數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)分析的過(guò)程一體 化，提高數(shù)據(jù)匯總、分析的效率，對(duì)分析結(jié)果有斂的管理，方便的完成多敞數(shù)據(jù)分析的比較，快 速?gòu)脑囼?yàn)數(shù)據(jù)中的得到深層的結(jié)論。 1 4 課題來(lái)源及研究?jī)?nèi)容 本課題是國(guó)家9 7 3 重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃肉仔雞腸胃道微生物與飼料營(yíng)養(yǎng)的相互作用及其 對(duì)肉品質(zhì)的調(diào)控機(jī)理項(xiàng)目子課蹶。 該課題旨在對(duì)內(nèi)仔雞腸道段位不同生境內(nèi)的微生物進(jìn)行定性、定量和定位研究，確定微生物 的種類和數(shù)量伴隨肉仔雞生長(zhǎng)的演替規(guī)律，建立肉仔雞腸胃道微生物的信息庫(kù)。并研究確定雞腸 道微生物生物菌群變化或存在與否與飼料養(yǎng)分利用、腸道后段內(nèi)容物化學(xué)成分的齬變規(guī)律以及肉 品質(zhì)的影響程度。為研究腸胃道微生物與飼料營(yíng)養(yǎng)和宿主的生理狀態(tài)奠定理論和科學(xué)基礎(chǔ)。 該課題中多人參與試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)測(cè)定，通過(guò)試驗(yàn)得到大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式格式多樣，用 傳統(tǒng)的方式管理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)多人試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)匯總、分析困難，結(jié)論獲得過(guò)程復(fù)雜。 于是考慮用計(jì)算機(jī)完成對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理、統(tǒng)一分析。 根據(jù)實(shí)際的調(diào)研和對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究，我們對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)的模日4 進(jìn)行抽 象，確定系統(tǒng)不僅要完成對(duì)本課題試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理，同時(shí)耍完成多種類型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理，并實(shí) 現(xiàn)對(duì)多種不同試驗(yàn)設(shè)計(jì)方寨的數(shù)據(jù)的管理，使系統(tǒng)具有很好的適用性。在系統(tǒng)中集成統(tǒng)計(jì)分析的 功能將多人的試驗(yàn)數(shù)據(jù)壹按篩選，并指定統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行遠(yuǎn)程的統(tǒng)計(jì)分析。 最終確定本課題的研究?jī)?nèi)容： 1 根據(jù)動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)范化，標(biāo)準(zhǔn)化處理，將不同類型的試 驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化管理； 2 研究系統(tǒng)集成解決方案，集成s p s s 統(tǒng)計(jì)分析功能，完成對(duì)數(shù)據(jù)的匯總及統(tǒng)計(jì)分析功能； 3 設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效管理。 1 5 技術(shù)路線 根據(jù)實(shí)際的需求，進(jìn)行對(duì)動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的研究，確定了以f 的技術(shù)路線 見嘲l(fā) 。 4 中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)碗 二學(xué)位論文 第一章緒論 _ - i | | 曼曼曼曼舅蔓! ! 皇曼嘗量量曼曼曼曼量皇曼曼皇蔓皇蔓曼_ 詈曼曼曼寡! ! 蔓曼曼皇曼皇皇! 皇 研究當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)據(jù)管刪 分析的方法 研究當(dāng)前的生物數(shù)據(jù)管 理系統(tǒng) 欄_ l i ；囂求 關(guān)鍵技術(shù)研究，進(jìn)行概要設(shè)計(jì) 選撣開發(fā)模式和工具 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和模塊設(shè) 計(jì) 解決難點(diǎn)，系統(tǒng)編碼實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)測(cè)試 翻1 技術(shù)路線 1 通過(guò)對(duì)動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方式的實(shí)地調(diào)研與資料搜集，了解研究人員對(duì)數(shù)據(jù)管理信息化 的理解、要求與期望：分析現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，研究其實(shí)現(xiàn)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)；在綜合分析 的基礎(chǔ)上完成系統(tǒng)的需求分析。 2 在需求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究。選擇合適的開發(fā)技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)， 并選擇系統(tǒng)的運(yùn)行模式和開發(fā)工具。 3 根據(jù)需求及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出靈活、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)袁，滿足用戶對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 和試驗(yàn)數(shù)據(jù)靈活管理的錯(cuò)求。完成對(duì)系統(tǒng)總體框架的設(shè)計(jì)，劃分系統(tǒng)運(yùn)行的層次確定各層之間 的相互調(diào)用關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行劃分和設(shè)計(jì)。 4 系統(tǒng)集成和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，解決數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)分析功能集成的問(wèn)題，對(duì)s p s s 統(tǒng)計(jì)軟件包 進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析模塊的調(diào)用及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的發(fā)布；研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)安全的策 略，保證數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的安全，完成系統(tǒng)各個(gè)模塊的編碼r 作。 5 系統(tǒng)測(cè)試。完成各項(xiàng)開發(fā)文檔。 1 6 本章小結(jié) 本章概述了建立動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的必要性，并對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的研究狀況進(jìn) 行了總結(jié)，明確了本文的研究目的、意義和研究?jī)?nèi)容，確定了系統(tǒng)研究的技術(shù)路線，為系統(tǒng)芙鍵 技術(shù)和架構(gòu)的研究奠定基礎(chǔ)。 5 一 中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)碩i ：學(xué)位論文第一二章系統(tǒng)分析 2 1 需求分析 第二章系統(tǒng)分析 構(gòu)建動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)，首先要對(duì)動(dòng)物試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理和分析的方法和特點(diǎn)有 深入的認(rèn)識(shí)，才能在當(dāng)前信息化現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上發(fā)展功能合理、使用方便的信息管理分析系統(tǒng)。 。f 面從試驗(yàn)信息管理、試驗(yàn)結(jié)論獲取的方法上把握系統(tǒng)的功能。目前針對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理通 常采用分散管理、統(tǒng)一分析的方式。下圖簡(jiǎn)單的描述了試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法的流程，可見傳統(tǒng) 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法中存在明顯的不足和缺陷。 圈2 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理分析流程 從圖2 可以看出分析過(guò)程主要存在以下缺點(diǎn)： 數(shù)據(jù)管理不統(tǒng)一：從試驗(yàn)的設(shè)計(jì)開始，各種數(shù)據(jù)就以單個(gè)文件的形式保存，每組試驗(yàn)人員分 別管理自己的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，格式不統(tǒng)一，不利于數(shù)據(jù)的匯總和數(shù)據(jù)的查詢。 數(shù)據(jù)的組合篩選容易出錯(cuò)，而且浪費(fèi)時(shí)間：多個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)不能直接進(jìn)行分析，耍 淘汰異常和無(wú)用的數(shù)據(jù)，這個(gè)過(guò)程用手工操作，十分容易出錯(cuò)。 數(shù)據(jù)分析過(guò)程復(fù)雜；統(tǒng)計(jì)軟件提供的分析方法紛繁蕪雜，要選擇合適的統(tǒng)計(jì)分析方法，并對(duì) 分析結(jié)果進(jìn)行處理，這對(duì)非統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的試驗(yàn)人員來(lái)說(shuō)十分困難。 結(jié)論管理混亂；試驗(yàn)人員往往要進(jìn)行多次的分析才能得到合理的結(jié)論，而每次的結(jié)論必須要 雨1 分析的數(shù)據(jù)和方法相對(duì)應(yīng)，目前采用文檔紀(jì)錄或文件形式保存方式，很容易出錯(cuò)。 對(duì)目前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方式的需求調(diào)研表明，對(duì)動(dòng)物腸道試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理的需求土要集中在 試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理( 包括試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案管理) 、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、試驗(yàn)人員管理，試驗(yàn)結(jié)論管理等兒 個(gè)方面，由此確定了動(dòng)物試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的實(shí)際需求： 1 隨著動(dòng)物試驗(yàn)的規(guī)模的擴(kuò)大試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散管理的方式已經(jīng)不再適合人規(guī)模數(shù)據(jù)管理的 需要，必須川數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的、規(guī)范化的管理。 2 針對(duì)目前及今后研究項(xiàng)目的復(fù)雜，一個(gè)項(xiàng)目需多人參與、共同完成的現(xiàn)狀，有必要建立 - 6 + 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)頓 ：學(xué)位論文第二章系統(tǒng)分析 i ii i 一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)以保存多個(gè)研究人員構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 3 考慮劍非數(shù)埋專業(yè)的研究人員統(tǒng)計(jì)知識(shí)基礎(chǔ)較弱，開發(fā)一個(gè)集數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)分析u r 體的腸道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)，為該專業(yè)研究人員提供方便數(shù)據(jù)匯總和統(tǒng)計(jì)分析服務(wù)。 4 系統(tǒng)提供對(duì)分析結(jié)論的管理，便于進(jìn)行多方面的分析結(jié)論比較。 此外，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還要滿足以下的要求： 1 易于使用，維護(hù)最小化，降低對(duì)試驗(yàn)人員與維護(hù)人員的技術(shù)要求；由丁本系統(tǒng)針對(duì)的對(duì) 象士要是生物研究人員，系統(tǒng)設(shè)計(jì)席盡顰符合絕人多數(shù)使用人員的思維習(xí)慣平使用方式。 2 ，提高軟件的通用性、可重用性，使得系統(tǒng)有r 泛的適麻性系統(tǒng)應(yīng)該完成對(duì)多次不同的 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的數(shù)據(jù)管理； 3 系統(tǒng)應(yīng)盡可能健壯，減少維護(hù)，即使系統(tǒng)崩潰也能迅速的恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行并能恢復(fù)數(shù)據(jù) 庫(kù)。系統(tǒng)盡可能的模塊化開發(fā)減少各個(gè)功能之間的耦合，方便添加新的模塊。 4 確保信息系統(tǒng)的信息安全性試驗(yàn)數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)生物研究人員精心的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和辛苦的試 驗(yàn)過(guò)程所得到的，所以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的安全性的保證十分的重要，數(shù)據(jù)的丟火或者對(duì)數(shù)據(jù)的保密程 度控靠4 不嚴(yán)格，都可能造成巨大的損失。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，一方面數(shù)據(jù)傳輸加密另一方面數(shù) 據(jù)庫(kù)操作應(yīng)該確保系統(tǒng)的完整性。 5 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性用戶可能有新的需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)具有模塊化的特點(diǎn)，使 維護(hù)人員即能快速對(duì)產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行處理，也可以方便的添加新的功能。 2 2 概要設(shè)計(jì) 在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)研和考察以及對(duì)現(xiàn)有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的分析，并結(jié)合實(shí)際的需求進(jìn)行深 入的思考后，動(dòng)物腸道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的功能如圖3 所示。 圈3 系統(tǒng)模塊圈 下面對(duì)動(dòng)物腸胃道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的具體功能進(jìn)行詳細(xì)的介紹系統(tǒng)的基本功能有用 戶管理、試驗(yàn)信息管理、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、分析結(jié)論管理。 1 用戶管理：為了滿足多人參與同一個(gè)試驗(yàn)的需求，對(duì)系統(tǒng)的用戶試驗(yàn)人員進(jìn)行管理， 不同的用戶由管理員指定不同的權(quán)限。 2 試驗(yàn)信息管理：為了滿足靈活的試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理方式，試驗(yàn)人員可以根據(jù) ；： 求創(chuàng)建新的試 驗(yàn)，指定試驗(yàn)的測(cè)試指標(biāo)以及每類指標(biāo)的重復(fù)次數(shù)等信息；在指定測(cè)試指標(biāo)的基礎(chǔ)上，相應(yīng)的進(jìn) 行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的管理。 3試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：在完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的錄入后，試驗(yàn)人員可以選抒合適的統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì) 從數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選山數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分折。 ， 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)碩一l j 學(xué)位論文第一二章系統(tǒng)分析 4 分析結(jié)論管理：對(duì)試驗(yàn)人員數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)和分析的結(jié)果進(jìn)行管理并可以撤據(jù)對(duì)分析 結(jié)果的分析添加結(jié)論。 2 3 系統(tǒng)的運(yùn)行模式與開發(fā)環(huán)境 2 3 1 系統(tǒng)軟件運(yùn)行模式選擇 當(dāng)前系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式主要有三種：?jiǎn)螜C(jī)模式、 器月r 務(wù)器( 簡(jiǎn)稱b s ，b r o w e r s e r v e r ) 模式。 傳統(tǒng)c s 結(jié)構(gòu)模式是一種典酗的_ 二層結(jié)構(gòu)， 客戶用務(wù)器( 簡(jiǎn)稱c s ，c l i e n t s e r v e r ) 模式和瀏覽 按照各自實(shí)現(xiàn)功能的不同，將應(yīng) i 程序分為兩大 部分：一部分是用于處理數(shù)據(jù)庫(kù)，稱為服務(wù)器部分，另一部分是用于處理應(yīng)用程序、請(qǐng)求服務(wù)， 稱為客戶部分?？蛻舨糠重?fù)責(zé)執(zhí)行前臺(tái)功能，如管理用戶接口、數(shù)據(jù)處理和報(bào)告請(qǐng)求等。而服務(wù) 器部分執(zhí)行后臺(tái)服務(wù)，如控制對(duì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)的操縱、接受并應(yīng)答客戶機(jī)的請(qǐng)求等，如圖4 所示。 圈4 c t s 模式圈 客戶端提供用戶界面、運(yùn)行邏輯處理應(yīng)用，服務(wù)器接受客戶端s q l 語(yǔ)句并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行夯 詢，然后返回查詢結(jié)果。在這種模式下，數(shù)據(jù)被集中存放在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，用戶通過(guò)客戶機(jī)上的 客戶程序存取服務(wù)器內(nèi)的數(shù)據(jù)。應(yīng)用此模式可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式管理，開發(fā)的客戶端軟件功能 強(qiáng)，執(zhí)行效率高，系統(tǒng)安全可靠，網(wǎng)絡(luò)通訊量低、速度快但缺點(diǎn)是增加客戶機(jī)負(fù)擔(dān)，擴(kuò)展性籌， 軟件維護(hù)工作量大，操作要求高且對(duì)用戶的素質(zhì)要求高。 三層結(jié)構(gòu)模式的基本思想是將用戶界面同業(yè)務(wù)邏輯分離，把系統(tǒng)按功能劃分為表示層、業(yè)務(wù) 邏輯層和數(shù)據(jù)層= 層，如圖5 所示： 1 客戶層( 襲示層) 是應(yīng)用的用戶接口部分，用于檢查用戶輸入的數(shù)據(jù)，顯示輸出的數(shù)據(jù)。一般在客戶層不存放 業(yè)務(wù)邏輯或存放很少。 2 業(yè)務(wù)邏輯層 通常由w e b 服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，提供業(yè)務(wù)邏輯、事務(wù)調(diào)度，并與數(shù)據(jù)庫(kù)有連接，它充當(dāng)客戶與數(shù)據(jù) 庫(kù)之間的橋梁。 3 數(shù)據(jù)庫(kù)層 負(fù)責(zé)管理對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的讀寫能迅速執(zhí)行人苗數(shù)據(jù)的更新和檢索。二層b s 結(jié)構(gòu)模式的基 本結(jié)構(gòu)如幽所示。 - 8 - 客 摹 數(shù) 戶1 _ j 叮 l _ j 據(jù) 端 r - 一1 服 、_ 廣1 庫(kù) 瀏 務(wù) 服 覽 器 務(wù) 器器 幽5 b s 三層結(jié)構(gòu)模式 三層結(jié)構(gòu)模式將原客戶端的數(shù)據(jù)處理功能、應(yīng)用子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)接口等功能從 兩層結(jié)構(gòu)的客戶端程序中分離出來(lái)。應(yīng)用此模式可減輕客戶端的負(fù)擔(dān)，備層相對(duì)獨(dú)立，可并行開 發(fā)，客戶端只關(guān)注用戶界面，與其他用戶共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)模塊，提高了系統(tǒng)的可維護(hù)性，加強(qiáng)了數(shù) 據(jù)的致性，隨著應(yīng)用的發(fā)展，系統(tǒng)可增加應(yīng)用服務(wù)器，使系統(tǒng)具有一定的可伸縮性。 動(dòng)物腸道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)的建構(gòu)必須考慮到試驗(yàn)人員的實(shí)際情況，要完成多人參與同 一個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)管理，而且要完成數(shù)據(jù)匯總和統(tǒng)計(jì)分析的功能，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和目標(biāo)，該 系統(tǒng)應(yīng)該具備良好的交互性、可維護(hù)性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。根據(jù)各種結(jié)構(gòu)模式的特點(diǎn)和實(shí)際的需 求，本系統(tǒng)整體采用b r o w se i _ 內(nèi)琵b s e f v e 加a t a b a s e n 豫r ( b w - d ) 二層模式設(shè)計(jì)。研究人員不必 安裝任何客戶端軟件，直接使用網(wǎng)絡(luò)瀏覽器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)系統(tǒng)，就可以完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)管理和分 析操作。 2 3 2 系統(tǒng)框架 經(jīng)過(guò)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并根據(jù)試驗(yàn)人員的實(shí)際需求，采用流行的b s 模式完成系統(tǒng)的開發(fā)， 系統(tǒng)可以分為瀏覽器層，應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層三層的體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用層內(nèi)又可以分為四個(gè)邏輯層： w e b 層，業(yè)務(wù)外觀層，業(yè)務(wù)規(guī)則層，數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。 客戶端瀏覽器首先調(diào)用的是w e b 層，然后w e b 層將請(qǐng)求發(fā)送給業(yè)務(wù)外觀層，業(yè)務(wù)外觀層 對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行初步的處理，判斷是否需要調(diào)用業(yè)務(wù)規(guī)則層，還是直接調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層獲取數(shù)據(jù)。最 后由數(shù)據(jù)訪問(wèn)層訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)并按照來(lái)時(shí)的步驟返回結(jié)果到瀏覽器。圈6 展示了在系統(tǒng)中各個(gè)層次 是如何交互的( 箭頭表示了調(diào)用關(guān)系) 。 業(yè)務(wù)外觀層各業(yè)務(wù)規(guī)則層，完 個(gè)功能模塊的成對(duì)組件的調(diào) s q ls e r v e r - _ 冪 公共入口點(diǎn)，備用，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分 2 0 0 0 種操作的入u 。析數(shù)據(jù)處理等 瀏 層 復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏 覽 一一# n e t 瑚 器 1 勺 z i | 數(shù)據(jù)庫(kù) 喇 - 一 a 數(shù)l 撂o 訪n 問(wèn)e t 層y 管理所有的數(shù)據(jù)責(zé)問(wèn)類+ 酗6 系統(tǒng)層次調(diào)用關(guān)系 - 9 中國(guó)農(nóng)業(yè)火學(xué)碩學(xué)位論義 第一章系統(tǒng)分析 2 3 3 系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境 1 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)采用了w i n d o w s2 0 0 3s e r v e r 。w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，高性能、 商可靠性稈l 高安全性是其必備耍索，w i n d o w ss e w e r2 0 0 3 依據(jù)n e t 架構(gòu)對(duì)n t 技術(shù)作了重要發(fā) 展和實(shí)質(zhì)性改進(jìn)。w i n d o w ss e r v e r2 0 0 3 內(nèi)置了i i s6 0 版，是全面支持n e t 架構(gòu)，提供了出色的 a s e n e t 運(yùn)行環(huán)境和w e b 應(yīng)用程序開發(fā)和運(yùn)行機(jī)制。 2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)采用s q ls e r v e r2 0 0 0 3 w e b 服務(wù)器 本系統(tǒng)采用了i i s6 0 作為w e b 服務(wù)器。i i s6 0 是允許在公共i n t r a n e t 域i n t e r n e t 上發(fā)布信 息的w e b 服務(wù)器，它通過(guò)使用超文本傳輸協(xié)議( r r r p ) 傳輸信息。i l s 是隨w i n d o w sn ts e r v e r4 0 起提供的文件和應(yīng)用程序服務(wù)器，是在w i n d o w sn ts e r v e r 上建立i n t e m e t 服務(wù)器的基本組什。 它與w i n d o w sn ts e r v e r 完全集成，允許使用w i n d o w sn ts e r v e r 內(nèi)置的安全性以及n t f s 文件 系統(tǒng)建立強(qiáng)大靈活的i n t e m e t a n t r a n e t 站點(diǎn)。 2 3 4 開發(fā)環(huán)境 采用m i c r o s o f t n e t 作為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，n e t 平臺(tái)提供了一些非常重要而且強(qiáng)人的應(yīng)用烈序 開發(fā)技術(shù)，該平臺(tái)包含一個(gè)范圍廣泛的類庫(kù)，可以為數(shù)據(jù)訪問(wèn)、目錄服務(wù)、消息隊(duì)列等提供j “泛 的支持，該平臺(tái)支持第三方使用c o m 、c o m + 或標(biāo)準(zhǔn)d l l 編寫的現(xiàn)有組件，提供了很好的互操 作性支持。 s p s s 提供了常見的統(tǒng)計(jì)分析功能，如樣本描述、探察、假設(shè)檢驗(yàn)、非參數(shù)檢驗(yàn)、方著汾祈、 回歸分析、相關(guān)分析、因子分析、聚類分析和判別分析等。并且提供了強(qiáng)大的組件對(duì)象，可以方 便的完成對(duì)其的二次開發(fā)因此在統(tǒng)計(jì)分析功能設(shè)計(jì)時(shí)采用s p s s 作為底層分析1 i 具。這樣既縮 短開發(fā)的時(shí)間，又提高了系統(tǒng)的可靠性和分析數(shù)據(jù)的權(quán)威性 岡為s p s s 并不支持對(duì)d a t a s e t 對(duì)象的直接訪問(wèn)只能對(duì)文本文件( t x t 文件) 、e x c e l 數(shù)據(jù)文 制：( x l s 文件) 和s p s s 數(shù)據(jù)文件( k a v 文件) 等數(shù)據(jù)格式進(jìn)行訪問(wèn)。因此我計(jì)j 采用e x c e l 對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行輔助處理，將d a t a s e t 對(duì)象轉(zhuǎn)換成e x c e l 數(shù)據(jù)文件，并將數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)導(dǎo)出到d a t a s e t 中。 2 4 本章小結(jié) 本章根據(jù)目前研究人員在數(shù)據(jù)處理過(guò)穩(wěn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行需求分析，確定了系統(tǒng)的功能模 塊，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定了系統(tǒng)的運(yùn)行模式和開發(fā)環(huán)境，使系統(tǒng)既方便開發(fā)，義使系統(tǒng)充 分滿足研究人員的需求和數(shù)據(jù)管理分析的習(xí)慣。 - l o 中國(guó)農(nóng)業(yè)人學(xué)刪l 學(xué)位論文第三章關(guān)鍵控術(shù)聊f 究 第三章關(guān)鍵技術(shù)研究 根據(jù)上一章的需求分析和概要設(shè)計(jì)，本章對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)需要的莢鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。動(dòng)物腸胃 道試驗(yàn)信息管理分析系統(tǒng)基于n e t 技術(shù)構(gòu)建，通過(guò)軟件復(fù)用技術(shù)調(diào)j js p s s 組什，實(shí)現(xiàn)了對(duì)s p s s 的二次開發(fā)，完成數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計(jì)分析功能的集成。下面詳細(xì)的介紹各種技術(shù)。 3 1 n e t 技術(shù) 目前企業(yè)應(yīng)用平臺(tái)市場(chǎng)有兩個(gè)最重要的應(yīng)用框架：m i c r o s o f t n e t 與j 2 e e 1 6 1 ，鑒丁 m i c r o s o r n e t 是目前最完善的支持x m l ，支持c o m d c o m 組件技術(shù)，我們選用v i s u a l s t u d i o j 旺玎來(lái)進(jìn)行開發(fā)。 n e t 開發(fā)平臺(tái)是從微軟w i n d o w sd n a ( d i s t r i b u t e dn e t w o r ka r c h i t e c t u r e ) 衍生而來(lái)的d n a 是微軟前幾年開發(fā)企業(yè)應(yīng)用程序的平臺(tái)。分布式應(yīng)用程序邏輯需要使用分布式的對(duì)象模型，請(qǐng)如 m i c r o s o f t 的分布式組件對(duì)象模型( d c o m ) 、對(duì)象管理組織的公用對(duì)象請(qǐng)求代理程序體系結(jié)構(gòu) ( c o r b a 減s u n 的遠(yuǎn)程方法調(diào)用承m i ) 1 7 1 。 n e t 框架( n e tf r a m e w o r k ) 一種新的計(jì)算平臺(tái)，它簡(jiǎn)化了在高度分布式i n t e r n e t 環(huán)境中的應(yīng) 用程序開發(fā)從底層開始，n e t 框架就融臺(tái)了各種l n l e r a e t 標(biāo)準(zhǔn)，包括對(duì)w e b 服務(wù)的支持，使 程序可以方便地從多個(gè)站點(diǎn)上獲取數(shù)據(jù)；廣泛運(yùn)用x m l 語(yǔ)言，使得不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù) 互換變得簡(jiǎn)單易行。n e t 還使開發(fā)人員能夠更容易地訪問(wèn)數(shù)據(jù)。更容易地編寫出能在眾多不同 瀏覽器和設(shè)備上良好運(yùn)行的w e b 應(yīng)用程序，而不用再為每種設(shè)備或?yàn)g覽囂分別編寫程序。展后， n e t 運(yùn)行時(shí)支持簡(jiǎn)化和可靠的安裝和升級(jí)，使用更簡(jiǎn)便，可靠性更好。它和n e t 框架的安全性 及版本營(yíng)理功能相結(jié)合，也提高了可靠性，并使軟件可以作為一種服務(wù)而不是功能產(chǎn)品來(lái)出售。 m i c r o s o f t 也陸續(xù)發(fā)布有關(guān)n e t 的平臺(tái)和工具，用于在i n t e r n c t 上開發(fā)w e b 服務(wù)：2 0 0 2 年3 月， 微軟在中國(guó)大陸發(fā)布了v i s u a l s t u d i o n e t 2 0 0 5 年1 1 月徽軟在中田大陸發(fā)布v i s u a ls t u d i o n e t 2 0 0 5 。 3 1 1m i c r o s o f t n e t 框架簡(jiǎn)介 n e tf r a m e w o r k 是用丁生成、部署和運(yùn)行x m l 和應(yīng)用程序盼多語(yǔ)言環(huán)境。它由三個(gè)主 要部分組成：公共語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)( c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ，c l r ) 、統(tǒng)一編程類、a s p n e t 。如圖 7 所示： 中離農(nóng)業(yè)大學(xué)碩上學(xué)位論文第_ 蘭葶關(guān)鍵投術(shù)研究 圈7n e tf r a m e w o r k 結(jié)構(gòu)銣 1 公共語(yǔ)吉運(yùn)行庫(kù)( c l r ) 公共語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)是n e t 框架的核心，運(yùn)行庫(kù)在組件的運(yùn)行時(shí)和開發(fā)時(shí)操作中都起到很人的 作用。在組件運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行庫(kù)除了負(fù)責(zé)滿足此組件在其他組件上可能具有的依賴項(xiàng)外，還負(fù)責(zé)管 理內(nèi)存分配、啟動(dòng)和停止線程和進(jìn)程，而且還強(qiáng)制實(shí)旅嚴(yán)格的類型安全以及可確保安全性和可靠 性的其他形式的代碼準(zhǔn)確性。c l r 有兩個(gè)主要的目標(biāo)：提高應(yīng)用程序的穩(wěn)定性和安全性和減少應(yīng) 用程序開發(fā)者所必須寫的冗長(zhǎng)而又易出錯(cuò)的底層代碼的容量。 2 統(tǒng)一編程類 j q e tf r a m e w o r k 類庫(kù)是一個(gè)與公共語(yǔ)言運(yùn)行庫(kù)緊密集成的可重用的類型集合。該類庫(kù)向程 序員提供所需要用來(lái)編寫在c l r 的控制下運(yùn)行的代碼的軟件組件。它們按照單一有序的分級(jí)組 織提供了一個(gè)龐大的功能集從文件系統(tǒng)到對(duì)x m l 功能的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的每樣功能。這不但 使n e tf r a m e w o r k 類型易于使用，而且還減少了學(xué)習(xí)n e tf r a m e w o r k 的新功能所需要的時(shí) 間。此外，第三方組件可與n e t f r a m e w o r k 中的類無(wú)縫集成。 3 a s p n e t a s p n e t 建立在n e tf r a m e w o r k 的編程類之上，它提供了一個(gè)w e b 廊用拌序模型，并 且包含使生成a s pw e b 應(yīng)用程序變得簡(jiǎn)單的控件集和結(jié)構(gòu)。a s r n e t 包含封裝公共h t m l 用 戶界面元素( 如文本框和下拉菜單) 的控件集。但這些控件在w e b 服務(wù)器上運(yùn)行，并以h t m l 的形式將它們的用戶界面推送到瀏覽器。在服務(wù)器上這些控件公開個(gè)面向?qū)ο蟮木幊棠Ｐ停?為w e b 開發(fā)人員提供了面向?qū)ο蟮木幊痰呢S富性。a s p n e t 還提供結(jié)構(gòu)服務(wù)(