中国拥有丰富的地方鸭品种资源,据国家畜禽遗传资源委员会统计(2010年),我国现有地方鸭品种32个(蛋用型13个、肉用型2个、兼用型17个),培育鸭品种(配套系)4个[1],这些独特的地方鸭品种是我国乃至世界品种资源开发和利用的宝贵财富[2]。正确认识和了解各种中国地方鸭品种的种质特性,是合理、高效开发和利用地方鸭的前提。多年来,我国科研人员对地方鸭遗传资源进行了深入的发掘,对中国鸭遗传资源的生产性能、分子遗传信息进行了广泛而细致的研究,积累了大量、多方面、有价值的数据及文本资料。

中国鸭品种遗传资源文献数量急剧增长的同时,给人们带来的是海量文献中蕴含着丰富、前沿的中国鸭品种遗传资源知识,相关研究及从业人员可通过最新发表的文献了解本领域的研究动态,是重要信息和知识来源。然而,海量的数据信息纷繁复杂,采用人工查询和处理信息的效率较低,不能科学、高效、直观地统计分析、提取和呈现中国地方鸭品种资源的地理分布、群体大小、生产性能和分子遗传信息。而伴随着计算机网络的快速发展,现已发展成为各行各业不可缺少的工具[3]。信息管理技术与人工智能技术结合是信息管理技术的未来发展趋势[4],在鸭品种遗传资源研究领域中应用于计算机网络及信息管理将有利于提高信息管理的科学性和现代性,提高信息管理的效率[5]。基于此,本研究收集、整理我国鸭遗传资源测定领域多年来研究成果和试验数据为数据来源,集成中国鸭遗传资源表型数据和分子遗传信息的数据库,并利用HTML、CSS、JAVASCIPT语言研发功能完善、设计合理、操作简便的中国鸭遗传资源数据库信息查询系统v1.0,为中国鸭遗传资源的发掘、保存和开发利用及提高我国鸭产品在国内外市场的竞争力提供数据全面、查询功能丰富的信息查询平台。

1 系统总体设计

1.1 数据网络操作系统

服务器的操作系统选定为Windows 2003及其以上系统,含有信息服务器ⅡS6.0系统,负责Web站点的管理与信息发布。客户端可为Windows XP及其以上或Mac OS中的任意一种。浏览器可以是IE8及其以上或webkit内核浏览器(Google Chrome、Safari等)或其他主流浏览器的任意一种,且兼容苹果操作系统,支持跨平台浏览。数据库基于JSON的数据集,适合服务器端与客户端Javascript的交互。构建TBF全文信息库,将结构化数据库与非结构化全文信息库完美地结合在一起。

1.2 系统架构设计

1.2.1 系统的功能结构

图1 系统功能结构图Fig.1 The function structure diagram of system

遵循网站开发的高内聚、低耦合原则,将系统分割成不同的功能和服务,以此提升系统的处理和功能扩展能力[6]。中国鸭遗传资源数据库信息查询系统v1.0的功能结构设计如图1所示。系统设计主要包括3个不同功能和服务模块的内容。由于中国鸭遗传资源数据库信息查询系统的最终目标是提供给用户使用[7],因此本系统在设计时充分考虑了各用户群体,遵循各模块化设计的实用性[8]、可扩充性[9]、统一性与简单性原则[10]。

前台系统负责处理用户页面请求、用户登录;查询系统处理用户请求、数据信息的提取和传送;管理系统处理管理员的操作。同时本系统对系统管理员、数据管理员和普通用户的权限进行划分:普通用户具有用户登录、数据浏览和数据查询的权限,数据管理员具有更新和维护数据的权限,系统管理员具有用户管理、数据导入与导出及数据备份、恢复的权限。纵观整个系统的功能结构设计,不同的功能模块分别负责不同功能及处理权限,便于后续系统进行业务上扩展和弹性伸缩。

1.2.2 系统的物理和逻辑结构

图2 系统物理结构图Fig.2 The physical structure diagram of system

中国鸭遗传资源数据库信息查询系统v1.0的物理结构如图2所示。该系统采用客户端浏览器、Web服务器、数据库服务器的3层分布式结构[11],当客户端浏览器通过网络进入本系统时,Web服务器将根据客户端浏览器的查询请求,通过应用程序对数据库服务器端的数据进行处理,根据运算结果生成标准的HTML文件,再将相应的内容以网页的形式发送到客户端浏览器显示。

系统逻辑设计采用通用的3层结构的技术框架,自下而上可分为数据层、业务逻辑层和表现层。数据层主要用于存放系统的数据;业务逻辑层用于实现用户与系统的交互功能;表现层是提供给用户的界面层,用户通过表现层完成各种操作,不能直接操作系统的数据层,因此数据层的安全能得到保障。采用这种结构,可实现以数据库为基础、HTM、CSS、JAVASCIPT语言开发、Windows平台上运行的分布式动态负载均衡、多机并行检索、超大容量、多媒体、高可靠性的信息检索系统。在未来几年内,随着系统的拓展,十分方便地在必要的层面中添加相应的应用,实现系统功能的扩展、升级和维护,且成本比较低。