数据库sequence的缺陷及应对措施 (数据库sequence 缺点)

随着网络和数字化技术的快速发展，数据库技术在企业和组织中的应用越来越广泛。而作为数据库中常用的自增长序列，sequence扮演着重要的角色。但是，在使用sequence的过程中，我们也发现了一些它的缺陷，本文将探讨这些缺陷及相应的应对措施。

缺陷一：单点故障

每个sequence对象在数据库中都有一个独立的ID起始值，因此它的生成需要一定的时间，加之sequence采用的是单线程的方式生成，当并发量较高时，就会出现序列号等待的问题，导致性能下降。同时，在某些情况下，由于一些不可预测的原因，生产序列的过程停止或崩溃，这意味着操作员需要花费大量的时间定位并解决问题，从而降低工作效率。

应对措施一：分段预生成

为了避免过于频繁的单点调用，可以实现分段预生成。即程序首先申请一段序列区间，然后用这个区间中的序列号生成ID，当使用的序列号用尽时，再重新申请一段，这样就大大减少了单点故障对整个系统的影响，从而提高了并发效率。

缺陷二：容易产生“悬挂”问题

当某些操作（如数据回滚）未能成功执行时，sequence所生成的ID未被使用，但已经被消耗，这样就会产生“悬挂”问题。所谓“悬挂”，是指由于某个过程中断导致的一个ID被浪费的问题，这意味着这个ID将永远不会用到，最终会造成资源浪费和性能下降。

应对措施二：基于数据库事务的处理

为了避免悬挂问题，可以采用基于数据库事务的处理方式。具体而言，将每个sequence的生成过程封装在一个数据库事务中，这样当操作失败时，将自动回滚sequence的使用，避免“悬挂”现象的发生。

缺陷三：容易产生主键冲突问题

当多个线程同时将数据插入到相同的数据表中时，容易造成主键冲突。如果在这种情况下使用sequence时，将会发生一些不可预测的错误，从而影响数据的完整性和准确性。

应对措施三：使用带有序列的主键

为了解决主键冲突问题，可以考虑使用带有序列的主键。如果使用这种方式，递增的id会成为新记录的主键，从而避免了主键冲突的问题。

综上所述，尽管sequence在数据库领域中一直扮演着重要的角色，但它仍然存在一些缺陷，如单点故障、悬挂问题、主键冲突等。针对这些问题，本文提出了一些应对措施，如分段预生成、基于数据库事务的处理以及使用带有序列的主键。只要合理地运用这些措施，就能够克服sequence的缺陷，更加高效地运用它的优势。

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GenBank EMBL优缺点

GenBank数据库结构

完整的GenBank数据库包括序列文件，索引文件以及其它有关文件。索引文件是根据数据库中作者、参考文献等建立的，用于数据库查询。GenPept是由GenBank中的核酸序列翻译而得到的蛋白质序列数据库，其数据格式为FastA。

GenBank中最常用的是序列文件。序列文件的基本单位是序列条目，包括核苷酸碱基排列顺序和注释两部分。目前，许多生物信息资源中心通过计算机网络提供该数据库文件。下面，我们岁卜介绍序列文件的结构。

GenBank序列文件由单个的序列条目组成。序列条目由字段组成，乎中穗每个字段由关键字起始，后面为该字段的具体说明。有些字段又分若干次子字段，以次关键字或特性表说明符开始。每个序列条目以双斜杠“//”作结束标记。序列条目的格式非常重要，关键字从之一列开始，次关键字从第三列开始，特性表说明符从第五列开始。每个字段可以占一行，也可以占若干行。若一行中写不下时，继续行以空格开始。

序列条目的关键字包括LOCUS (代码)，DEFINITION (说明)，ACCESSION (编号)，NID符(核酸标识)，KEYWORDS (关键词)，SOURCE (数据来源)，REFERENCE (文献)，FEATURES (特性表)，BASE COUNT (碱基组成)及ORIGIN (碱基排列顺序)。先版的核酸序列数据库将引入新的关键词SV (序列版本号)，用“编号.版本号”表示，并取代关键词NID。

LOCUS (代码)：是该序列条目的标记，或者说标识符，蕴涵这个序列的功能。例如，图4.1中所示的HUMCYCLOX表示人的环氧化酶cyclooxygenase。该字段还包括其它相关内容，如序列长度、类型、种属来源以及录入日期等。说明字段是有关这一序列的简单描述，如本例为人环氧化酶-2的mRNA全序列。

ACCESSION (编号)：具有唯一性和永久性，如本例中代码M90100用来表示上述人环氧化酶-2的mRNA序列，在文献中引用这个序列时，应该以此编号为准。

KEYWORDS (关键词)字段：由该序列的提交者提供，包括该序列的基因产物以及其它相关信息，如本例中环氧化酶-2 (cyclooxygenase-2)，前列腺素合成酶(prostaglandin synthase)。

SOURCE (数据来源)字段：说明该序列是从什么生物体、什么组培岁织得到的，如本例中人脐带血(umbilical vein)。次关键字ORGANI (种属)指出该生物体的分类学地位，如本例人、真核生物等等(详见图4.1)。

REFERENCE (文献)字段：说明该序列中的相关文献，包括AUTHORS (作者)，TITLE (题目)及JOURNAL (杂志名)等，以次关键词列出。该字段中还列出医学文献摘要数据库MEDLINE的代码。该代码实际上是个超文本链接，点击它可以直接调用上述文献摘要。一个序列可以有多篇文献，以不同序号表示，并给出该序列中的哪一部分与文献有关。

FEATURES (特性表)：具有特定的格式，用来详细描述序列特性。特性表中带有‘/db-xref/’标志的字符可以连接到其它数据库，如本例中的分类数据库（taxon 9606），以及蛋白质序列数据库（PID：g181254）。序列中各部分的位置都在表中标明，5’非编码区(1-97)，编码区()，3’非编码区()，多聚腺苷酸重复区域()，等等。翻译所得信号肽以及最终蛋白质产物也都有所说明。当然，这个例子只是特性表的部分注释信息，但已经足以说明其详细程度。

接下来是碱基含量字段，给出序列中的碱组成，如本例中1010个A，712个C，633个G，1032个T。ORIGIN行是序列的引导行，接下来便是碱基序列，以双斜杠行“//”结束。

· EMBL数据库结构

EMBL数据库的基本单位也是序列条目，包括核甘酸碱基排列顺序和注释两部分。序列条目由字段组成，每个字段由标识字起始，后面为该字段的具体说明。有些字段又分若干次子字段，以次标识字或特性表说明符开始，最后以双斜杠“//”作本序列条目结束标记。

条目的关键字包括ID（序列名称），DE（序列简单说明），AC（序列编号），SV（序列版本号），KW（与序列相关的关键词），OS（序列来源的物种名），OC（序列来源的物种学名和分类学位置），RN（相关文献编号或递交序列的注册信息），RA（相关文献作者或递交序列的作者），RT（相关文献题目），RL（相关文献杂志名或递交序列的作者单位），RX（相关文献　Mediline引文代码），RC（相关文献注释），RP（相关文献其他注释），CC（关于序列的注释信息），DR（相关数据库交叉引用号），FH（序列特征表起始），FT（序列特征表子项），SQ（碱基种类统计数）。

其它常用核酸序列数据库

· dbEST

dbEST数据库专门收集EST数据，该数据库有自己的格式，包括识别符、代码、序列数据以及dbEST的注释摘要，也按DNA的种类分成了若干子数据库。1998年5月8日版的dbEST共包括1.6ⅹ106条EST。其中有1百万条人的EST，30万条小鼠和大鼠的EST。

· GSDB

GSDB是基因组序列数据库（Genome Sequence Data Base），由美国新墨西哥州Santa Fe的国家基因组资源中心创建。GSDB收集、管理并且发布完整的DNA序列及其相关信息，以满足基因组测序中心需要。该数据库采用服务器-客户机关系数据库模式，大规模测序机构可以通过计算机网络向服务器提交数据，并在发送之前对数据进行检查，以确保数据的质量。

GSDB数据库中条目的格式与GenBank中的基本一致，主要区别是GSDB数据库中增加了GSDBID识别符。

GSDB数据库可以通过万维网查询，也可以使用服务器-客户机关系数据库方式查询。无论用哪种方法，熟悉数据库结构化查询语言SQL，对更好地使用GSDB数据库会有所帮助。

· UniGene

人类基因组计划的首要任务是对人类基因组进行全序列测定，整个基因组估计有30亿个碱基对，其中大约3%可以编码蛋白质，其余部分的生物学功能还不清楚。转录图谱可以把基因组中能够编码蛋白质的部分集中起来，因此是一种重要的数据资源。

UniGene试图通过计算机程序对GeneBank中的序列数据进行适当处理，剔除冗余部分，将同一基因的序列，包括EST序列片段搜集到一起，以便研究基因的转录图谱。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，而下一章将要介绍的HGI数据库只包括人的基因。该数据库的标题行（TITLE）给出基因的名称和简单说明，表达部位行（EXPRESS）指出该基因在什么组织中表达以及在基因图谱中的位置等。此外，列出该基因在核酸序列数据库GenBank或EMBL和蛋白质序列数据库SWISS-PROT中的编号的超文本链接。

UniGene中部分条目包括已知基因序列，而有些条目则仅有新测得的EST序列片段。这就意味着，这些EST序列所对应的基因尚未搞清，可以用来发现新基因。在描绘基因图谱及大规模基因表达分析等研究中，UniGene也可以帮助实验设计者选择试剂。

UniGene可以通过NCBI或SRS系统访问

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