生物信息學(xué)Chapter2計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1、第二章 生物(shngw)信息學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)技術(shù)是生物信息工作的必備工具計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)(jsh)Internet與WWW計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與算法共二十七頁(yè)2.1 數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)(jsh)2.1.1 數(shù)據(jù)管理的3種形式及其特點(diǎn)手工管理：低等、不重視數(shù)據(jù)的保存文件系統(tǒng)：保存好，可重復(fù)使用，數(shù)據(jù)間缺乏聯(lián)系數(shù)據(jù)庫(kù)：面向整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和邏輯(lu j)結(jié)構(gòu)可以不同，數(shù)據(jù)可控性好共二十七頁(yè)2.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)（database, DB）: 統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（database management system, DBMS）: 對(duì)DB進(jìn)

2、行管理的系統(tǒng)軟件，提供DB的建立、查詢、更新以及(yj)各種數(shù)據(jù)控制功能共二十七頁(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：研究數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和應(yīng)用的一門(mén)軟件學(xué)科數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（database system, DBS）:采用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型（data model）：數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和語(yǔ)意的一種(y zhn)抽象描述。由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。共二十七頁(yè)2.1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)共二十七頁(yè)2.1.4 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)用非嵌套的表格結(jié)構(gòu)表達(dá)實(shí)體(sht)集和聯(lián)系集Seq No.(序列號(hào)）Species（物種）Group（類別）Gene（基因）Sequence（序列）102285

3、8N. luteaHigher plantcpDNA rbcLAAGA 1022859N. luteaHigher plantmrDNA ITSACCT 2057063E. colibacteriatRNA-TrpACCA 共二十七頁(yè)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理(gunl)系統(tǒng)軟件： Oracle、DB2、Sybase、SQL Server關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)使用結(jié)構(gòu)化的查詢語(yǔ)言（structured query language, SQL）查詢用SELECT命令實(shí)現(xiàn)： SELECT FROM WHERE 共二十七頁(yè)例2-2 創(chuàng)建(chungjin)關(guān)系表GenBaseCREATE TABLE GenBase(Se

4、quence_no CHAR(7) NOT NULL, species CHAR(10), group CHAR(15), gene CHAR(15), sequence BLOB);INSERT INTO GenBase VALUES (1022858, N. lutea, higher plant, cpDNA rbcL, AAGA);INSERT INTO GenBase VALUES (1022859, N. lutea, higher plant, nrDNA ITS, ACCT);INSERT INTO GenBase VALUES (2057063, E. coli, bacte

5、ria, tRNA-Trp, ACCA); 共二十七頁(yè)SELECT sequence_no FROM GenBase WHERE gene = cpDNA rbcL AND group = higher plants;共二十七頁(yè)安裝(nzhung)和使用MySQL安裝MySQL ()連接(linji)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器: C:mysqlbinmysql u root產(chǎn)生和使用數(shù)據(jù)庫(kù)：mysql CREATE DATABASE menagerie;mysql USE menageriemysql CREATE TABLE pet (name VARCHAR(20), owner VARCHAR(20)

6、, - species VARCHAR(20), sex CHAR(1), birth DATE, death DATE);共二十七頁(yè)mysql SHOW TABLES;mysql DESCRIBE pet;mysql LOAD DATA LOCAL INFILE pet.txt INTO TABLE pet LINES TERMINATED BY rn;mysql INSERT INTO pet - VALUES (Puffball,Diane,hamster,f,1999-03-30,NULL);mysql SELECT * FROM pet;mysql SELECT * FROM pet

7、 WHERE name = Bowser;共二十七頁(yè)mysql SELECT * FROM pet WHERE birth = 1998-1-1;mysql SELECT * FROM pet WHERE species = dog AND sex = f;mysql SELECT name, birth FROM pet;mysql SELECT name, birth, CURDATE(), - (YEAR(CURDATE()-YEAR(birth) - - (RIGHT(CURDATE(),5) AS age FROM pet;mysql SELECT * FROM pet WHERE

8、name LIKE b%;mysql SELECT * FROM pet WHERE name LIKE %fy“mysql SELECT * FROM pet WHERE name LIKE %w%;共二十七頁(yè)2.1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)的保護(hù)(boh)2.1.6 數(shù)據(jù)(shj)是高層應(yīng)用的基礎(chǔ)共二十七頁(yè)2.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與Internet2.1.1 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)局域網(wǎng)（local area network, LAN）是一種(y zhn)在小范圍內(nèi)各種計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備連在一起的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)共二十七頁(yè)廣域網(wǎng)（wide are network, WAN）在地理上跨域很大的距離，網(wǎng)絡(luò)之間通過(guò)特定的方式

9、進(jìn)行互連，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)資源共享與廣域資源共享相結(jié)合，形成地域廣大(gungd)的遠(yuǎn)程處理和局域處理相結(jié)合的網(wǎng)際網(wǎng)系統(tǒng)。BackboneISPISP共二十七頁(yè)2.2.2 客戶機(jī)/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)共二十七頁(yè)2.2.3 網(wǎng)絡(luò)中的常用(chn yn)組件服務(wù)器客戶機(jī)網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）網(wǎng)絡(luò)通信電纜網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)協(xié)議（TCP/IP）客戶軟件(run jin)和服務(wù)軟件(run jin)共二十七頁(yè)2.2.4 Internet及其發(fā)展(fzhn)2.2.5 TCP/IP協(xié)議TCP協(xié)議(xiy)把數(shù)據(jù)打包，并加上包頭；IP協(xié)議在包頭上加上接收端主機(jī)的地址；IP協(xié)議保證數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)輸，TCP保證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸?shù)?質(zhì)量；Inter

10、net上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)唯一的IP地址， 如 0TCP/IP協(xié)議包括上百個(gè)互為關(guān)聯(lián)的協(xié)議，如 Telnet, FTP, SMTP等共二十七頁(yè)2.2.6 IP地址和域名服務(wù)IP地址是32位，包括網(wǎng)絡(luò)(wnglu)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分202120224 5網(wǎng)絡(luò)號(hào)主機(jī)號(hào)A類地址(dzh)：第一部分的數(shù)值為1126, 第一部分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，第二、三、四部分作為主機(jī)號(hào)；B類地址：第一部分的數(shù)值為128191，第一、二部分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，第三、四部分作為主機(jī)號(hào)；C類地址：第一部分的數(shù)值為192223,第一、二、三部分為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，第四部分作為主機(jī)號(hào)。共二十七頁(yè)域名(y mn)系統(tǒng)（domain name system,

11、 DNS）域名末尾(mwi)部分為一級(jí)域，代表國(guó)家或機(jī)構(gòu)等節(jié)點(diǎn)；域名的倒數(shù)第二部分為二級(jí)域，代表部門(mén)或隸屬于一級(jí)域的下級(jí)機(jī)構(gòu)；如：, 其中cn為最高域，代表中國(guó)為第二級(jí)域，代表中國(guó)教育與科研網(wǎng)為第三級(jí)域，代表南京林業(yè)大學(xué)共二十七頁(yè)與Internet的連接(linji)方式用戶(yngh)終端遠(yuǎn)程服務(wù)器ModemModem電話線局域網(wǎng)遠(yuǎn)程服務(wù)器專用通信線路路由器撥號(hào)上網(wǎng)連接局域網(wǎng)直接連接共二十七頁(yè)2.2.8 Internet 提供(tgng)的服務(wù)WWW (world wide web) 用IIS、Aapache等軟件可以(ky)建立WWW站點(diǎn)網(wǎng)頁(yè) 制作網(wǎng)頁(yè)的軟件有Frontpage, Drea

12、mweaver等E-mailFTP (文件轉(zhuǎn)輸協(xié)議)安裝和使用Serv-U (Ftp服務(wù)器軟件)安裝和使用AbsoluteFtp （Ftp客戶端軟件）共二十七頁(yè)2.3 Internet 上的高級(jí)(goj)信息管理從WWW到XML (extensible markup language)XML類似于WWW,但有很大的不同(b tn)XML中的標(biāo)記（tag）不是預(yù)先定義的，使用者可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)創(chuàng)建一個(gè)XML文檔：XML文件：Inventory.txt Inventory01.txt Inventory02.txtCSS文件： Inventory01.css Inventory02.cssXML

13、學(xué)習(xí)資料: Part1 Part2 Part3 Part4共二十七頁(yè)2.4 Java 及移動(dòng)(ydng)計(jì)算Java安裝 j2sdk1.4.1.exe創(chuàng)建(chungjin)一個(gè)Java應(yīng)用程序：BioInformaticsApp.java編譯和運(yùn)行：1. Javac BioInformaticsApp.java 2. Java BioInformaticsApp創(chuàng)建一個(gè)Java小程序：BioInformaticsApplet.java用HTML文件 BioApplet.html 啟動(dòng)小應(yīng)用程序 BioInformaticsApplet.classJava學(xué)習(xí)資料: Your First Cup of Java共二十七頁(yè)2.5 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘共二十七頁(yè)2.6 其他(qt)的計(jì)算機(jī)知識(shí)2.6.1 算法和算法分析(fnx)2.6.2 相似性度量2.6.3 配對(duì)算法2.6.4 分類與聚類2.6.5 隱馬爾可夫模型2.6.6 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共二十七頁(yè)內(nèi)容摘要第二章 生物(shngw)信息學(xué)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。FROM 。CREATE TAB