數(shù)據(jù)庫sequence的缺陷及應(yīng)對措施(數(shù)據(jù)庫sequence缺點(diǎn))
隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)在企業(yè)和組織中的應(yīng)用越來越廣泛。而作為數(shù)據(jù)庫中常用的自增長序列，sequence扮演著重要的角色。但是，在使用sequence的過程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些它的缺陷，本文將探討這些缺陷及相應(yīng)的應(yīng)對措施。
缺陷一：單點(diǎn)故障
每個(gè)sequence對象在數(shù)據(jù)庫中都有一個(gè)獨(dú)立的ID起始值，因此它的生成需要一定的時(shí)間，加之sequence采用的是單線程的方式生成，當(dāng)并發(fā)量較高時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)序列號等待的問題，導(dǎo)致性能下降。同時(shí)，在某些情況下，由于一些不可預(yù)測的原因，生產(chǎn)序列的過程停止或崩潰，這意味著操作員需要花費(fèi)大量的時(shí)間定位并解決問題，從而降低工作效率。
應(yīng)對措施一：分段預(yù)生成
為了避免過于頻繁的單點(diǎn)調(diào)用，可以實(shí)現(xiàn)分段預(yù)生成。即程序首先申請一段序列區(qū)間，然后用這個(gè)區(qū)間中的序列號生成ID，當(dāng)使用的序列號用盡時(shí)，再重新申請一段，這樣就大大減少了單點(diǎn)故障對整個(gè)系統(tǒng)的影響，從而提高了并發(fā)效率。
缺陷二：容易產(chǎn)生“懸掛”問題
當(dāng)某些操作（如數(shù)據(jù)回滾）未能成功執(zhí)行時(shí)，sequence所生成的ID未被使用，但已經(jīng)被消耗，這樣就會(huì)產(chǎn)生“懸掛”問題。所謂“懸掛”，是指由于某個(gè)過程中斷導(dǎo)致的一個(gè)ID被浪費(fèi)的問題，這意味著這個(gè)ID將永遠(yuǎn)不會(huì)用到，最終會(huì)造成資源浪費(fèi)和性能下降。
應(yīng)對措施二：基于數(shù)據(jù)庫事務(wù)的處理
為了避免懸掛問題，可以采用基于數(shù)據(jù)庫事務(wù)的處理方式。具體而言，將每個(gè)sequence的生成過程封裝在一個(gè)數(shù)據(jù)庫事務(wù)中，這樣當(dāng)操作失敗時(shí)，將自動(dòng)回滾sequence的使用，避免“懸掛”現(xiàn)象的發(fā)生。
缺陷三：容易產(chǎn)生主鍵沖突問題
當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)將數(shù)據(jù)插入到相同的數(shù)據(jù)表中時(shí)，容易造成主鍵沖突。如果在這種情況下使用sequence時(shí)，將會(huì)發(fā)生一些不可預(yù)測的錯(cuò)誤，從而影響數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。
應(yīng)對措施三：使用帶有序列的主鍵
為了解決主鍵沖突問題，可以考慮使用帶有序列的主鍵。如果使用這種方式，遞增的id會(huì)成為新記錄的主鍵，從而避免了主鍵沖突的問題。
綜上所述，盡管sequence在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中一直扮演著重要的角色，但它仍然存在一些缺陷，如單點(diǎn)故障、懸掛問題、主鍵沖突等。針對這些問題，本文提出了一些應(yīng)對措施，如分段預(yù)生成、基于數(shù)據(jù)庫事務(wù)的處理以及使用帶有序列的主鍵。只要合理地運(yùn)用這些措施，就能夠克服sequence的缺陷，更加高效地運(yùn)用它的優(yōu)勢。
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GenBank數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
完整的GenBank數(shù)據(jù)庫包括序列文件，索引文件以及其它有關(guān)文件。索引文件是根據(jù)數(shù)據(jù)庫中作者、參考文獻(xiàn)等建立的，用于數(shù)據(jù)庫查詢。GenPept是由GenBank中的核酸序列翻譯而得到的蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫，其數(shù)據(jù)格式為FastA。
GenBank中最常用的是序列文件。序列文件的基本單位是序列條目，包括核苷酸堿基排列順序和注釋兩部分。目前，許多生物信息資源中心通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提供該數(shù)據(jù)庫文件。下面，我們歲卜介紹序列文件的結(jié)構(gòu)。
GenBank序列文件由單個(gè)的序列條目組成。序列條目由字段組成，乎中穗每個(gè)字段由關(guān)鍵字起始，后面為該字段的具體說明。有些字段又分若干次子字段，以次關(guān)鍵字或特性表說明符開始。每個(gè)序列條目以雙斜杠“//”作結(jié)束標(biāo)記。序列條目的格式非常重要，關(guān)鍵字從之一列開始，次關(guān)鍵字從第三列開始，特性表說明符從第五列開始。每個(gè)字段可以占一行，也可以占若干行。若一行中寫不下時(shí)，繼續(xù)行以空格開始。
序列條目的關(guān)鍵字包括LOCUS (代碼)，DEFINITION (說明)，ACCESSION (編號)，NID符(核酸標(biāo)識)，KEYWORDS (關(guān)鍵詞)，SOURCE (數(shù)據(jù)來源)，REFERENCE (文獻(xiàn))，F(xiàn)EATURES (特性表)，BASE COUNT (堿基組成)及ORIGIN (堿基排列順序)。先版的核酸序列數(shù)據(jù)庫將引入新的關(guān)鍵詞SV (序列版本號)，用“編號.版本號”表示，并取代關(guān)鍵詞NID。
LOCUS (代碼)：是該序列條目的標(biāo)記，或者說標(biāo)識符，蘊(yùn)涵這個(gè)序列的功能。例如，圖4.1中所示的HUMCYCLOX表示人的環(huán)氧化酶cyclooxygenase。該字段還包括其它相關(guān)內(nèi)容，如序列長度、類型、種屬來源以及錄入日期等。說明字段是有關(guān)這一序列的簡單描述，如本例為人環(huán)氧化酶-2的mRNA全序列。
ACCESSION (編號)：具有唯一性和永久性，如本例中代碼M90100用來表示上述人環(huán)氧化酶-2的mRNA序列，在文獻(xiàn)中引用這個(gè)序列時(shí)，應(yīng)該以此編號為準(zhǔn)。
KEYWORDS (關(guān)鍵詞)字段：由該序列的提交者提供，包括該序列的基因產(chǎn)物以及其它相關(guān)信息，如本例中環(huán)氧化酶-2 (cyclooxygenase-2)，前列腺素合成酶(prostaglandin synthase)。
SOURCE (數(shù)據(jù)來源)字段：說明該序列是從什么生物體、什么組培歲織得到的，如本例中人臍帶血(umbilical vein)。次關(guān)鍵字ORGANI (種屬)指出該生物體的分類學(xué)地位，如本例人、真核生物等等(詳見圖4.1)。
REFERENCE (文獻(xiàn))字段：說明該序列中的相關(guān)文獻(xiàn)，包括AUTHORS (作者)，TITLE (題目)及JOURNAL (雜志名)等，以次關(guān)鍵詞列出。該字段中還列出醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)摘要數(shù)據(jù)庫MEDLINE的代碼。該代碼實(shí)際上是個(gè)超文本鏈接，點(diǎn)擊它可以直接調(diào)用上述文獻(xiàn)摘要。一個(gè)序列可以有多篇文獻(xiàn)，以不同序號表示，并給出該序列中的哪一部分與文獻(xiàn)有關(guān)。
FEATURES (特性表)：具有特定的格式，用來詳細(xì)描述序列特性。特性表中帶有‘/db-xref/’標(biāo)志的字符可以連接到其它數(shù)據(jù)庫，如本例中的分類數(shù)據(jù)庫（taxon 9606），以及蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫（PID：g181254）。序列中各部分的位置都在表中標(biāo)明，5’非編碼區(qū)(1-97)，編碼區(qū)()，3’非編碼區(qū)()，多聚腺苷酸重復(fù)區(qū)域()，等等。翻譯所得信號肽以及最終蛋白質(zhì)產(chǎn)物也都有所說明。當(dāng)然，這個(gè)例子只是特性表的部分注釋信息，但已經(jīng)足以說明其詳細(xì)程度。
接下來是堿基含量字段，給出序列中的堿組成，如本例中1010個(gè)A，712個(gè)C，633個(gè)G，1032個(gè)T。ORIGIN行是序列的引導(dǎo)行，接下來便是堿基序列，以雙斜杠行“//”結(jié)束。
· EMBL數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)
EMBL數(shù)據(jù)庫的基本單位也是序列條目，包括核甘酸堿基排列順序和注釋兩部分。序列條目由字段組成，每個(gè)字段由標(biāo)識字起始，后面為該字段的具體說明。有些字段又分若干次子字段，以次標(biāo)識字或特性表說明符開始，最后以雙斜杠“//”作本序列條目結(jié)束標(biāo)記。
條目的關(guān)鍵字包括ID（序列名稱），DE（序列簡單說明），AC（序列編號），SV（序列版本號），KW（與序列相關(guān)的關(guān)鍵詞），OS（序列來源的物種名），OC（序列來源的物種學(xué)名和分類學(xué)位置），RN（相關(guān)文獻(xiàn)編號或遞交序列的注冊信息），RA（相關(guān)文獻(xiàn)作者或遞交序列的作者），RT（相關(guān)文獻(xiàn)題目），RL（相關(guān)文獻(xiàn)雜志名或遞交序列的作者單位），RX（相關(guān)文獻(xiàn) Mediline引文代碼），RC（相關(guān)文獻(xiàn)注釋），RP（相關(guān)文獻(xiàn)其他注釋），CC（關(guān)于序列的注釋信息），DR（相關(guān)數(shù)據(jù)庫交叉引用號），F(xiàn)H（序列特征表起始），F(xiàn)T（序列特征表子項(xiàng)），SQ（堿基種類統(tǒng)計(jì)數(shù)）。
其它常用核酸序列數(shù)據(jù)庫
· dbEST
dbEST數(shù)據(jù)庫專門收集EST數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫有自己的格式，包括識別符、代碼、序列數(shù)據(jù)以及dbEST的注釋摘要，也按DNA的種類分成了若干子數(shù)據(jù)庫。1998年5月8日版的dbEST共包括1.6ⅹ106條EST。其中有1百萬條人的EST，30萬條小鼠和大鼠的EST。
· GSDB
GSDB是基因組序列數(shù)據(jù)庫（Genome Sequence Data Base），由美國新墨西哥州Santa Fe的國家基因組資源中心創(chuàng)建。GSDB收集、管理并且發(fā)布完整的DNA序列及其相關(guān)信息，以滿足基因組測序中心需要。該數(shù)據(jù)庫采用服務(wù)器-客戶機(jī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式，大規(guī)模測序機(jī)構(gòu)可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向服務(wù)器提交數(shù)據(jù)，并在發(fā)送之前對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，以確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
GSDB數(shù)據(jù)庫中條目的格式與GenBank中的基本一致，主要區(qū)別是GSDB數(shù)據(jù)庫中增加了GSDBID識別符。
GSDB數(shù)據(jù)庫可以通過萬維網(wǎng)查詢，也可以使用服務(wù)器-客戶機(jī)關(guān)系數(shù)據(jù)庫方式查詢。無論用哪種方法，熟悉數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL，對更好地使用GSDB數(shù)據(jù)庫會(huì)有所幫助。
· UniGene
人類基因組計(jì)劃的首要任務(wù)是對人類基因組進(jìn)行全序列測定，整個(gè)基因組估計(jì)有30億個(gè)堿基對，其中大約3%可以編碼蛋白質(zhì)，其余部分的生物學(xué)功能還不清楚。轉(zhuǎn)錄圖譜可以把基因組中能夠編碼蛋白質(zhì)的部分集中起來，因此是一種重要的數(shù)據(jù)資源。
UniGene試圖通過計(jì)算機(jī)程序?qū)eneBank中的序列數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理，剔除冗余部分，將同一基因的序列，包括EST序列片段搜集到一起，以便研究基因的轉(zhuǎn)錄圖譜。UniGene除了包括人的基因外，也包括小鼠、大鼠等其它模式生物的基因，而下一章將要介紹的HGI數(shù)據(jù)庫只包括人的基因。該數(shù)據(jù)庫的標(biāo)題行（TITLE）給出基因的名稱和簡單說明，表達(dá)部位行（EXPRESS）指出該基因在什么組織中表達(dá)以及在基因圖譜中的位置等。此外，列出該基因在核酸序列數(shù)據(jù)庫GenBank或EMBL和蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫SWISS-PROT中的編號的超文本鏈接。
UniGene中部分條目包括已知基因序列，而有些條目則僅有新測得的EST序列片段。這就意味著，這些EST序列所對應(yīng)的基因尚未搞清，可以用來發(fā)現(xiàn)新基因。在描繪基因圖譜及大規(guī)?；虮磉_(dá)分析等研究中，UniGene也可以幫助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者選擇試劑。
UniGene可以通過NCBI或SRS系統(tǒng)訪問
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當(dāng)前名稱：數(shù)據(jù)庫sequence的缺陷及應(yīng)對措施(數(shù)據(jù)庫sequence缺點(diǎn))
新聞來源：http://m.jiaotiyi.com/article/ccdsies.html