發(fā)布時間：2017-05-01 13:01

  本文關(guān)鍵詞：生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列綜合可視化集成框架研究與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物信息學(xué)是21世紀的自然科學(xué)的前沿核心學(xué)科之一,在食品,醫(yī)療等領(lǐng)域扮演著重要角色。隨著生物信息研究的不斷深入,對不同領(lǐng)域、不同層次的生物信息綜合研究日益增多,而傳統(tǒng)的可視化方法往往是面向某一個領(lǐng)域的,無法滿足研究需求。最近幾年,國際上的眾多生物信息領(lǐng)域?qū)＜?多次強調(diào)了生物信息學(xué)各個領(lǐng)域的綜合可視化是生物信息可視化的發(fā)展方向,研究人員迫切需求一款綜合可視化系統(tǒng),可以將生物的分子結(jié)構(gòu),基因組信息,細胞,組織器官等不同層次的生物數(shù)據(jù)聯(lián)系起來,進行綜合可視化。綜合可視化系統(tǒng)有很好的應(yīng)用前景,可以為科研人員發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,揭示生物信息的科學(xué)含義,提供有力支持。目前,結(jié)合各個層次的生物數(shù)據(jù)的綜合可視化系統(tǒng)還沒有實現(xiàn),這是一項艱巨,而又很有意義的任務(wù)。本文結(jié)合生物信息綜合可視化的發(fā)展方向,面向生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列兩類重要數(shù)據(jù)的綜合可視化應(yīng)用需求,研究探討生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列綜合可視化集成框架的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法。生物分子結(jié)構(gòu)和基因組序列兩個領(lǐng)域的可視化工具有很多種,一些主流的工具有大量的用戶,但是這些工具只能解決本領(lǐng)域數(shù)據(jù)的可視化,無法實現(xiàn)綜合可視化。綜合可視化集成框架的設(shè)計,是實現(xiàn)這兩個領(lǐng)域集成的關(guān)鍵問題。本文重點研究了生物分子結(jié)構(gòu)與基因序列可視化工具特點分析和接口設(shè)計,綜合可視化集成框架結(jié)構(gòu)設(shè)計,綜合可視化集成框架綜合控制方法,以及綜合可視化系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)等,完成的主要工作和取得的研究成果如下:1.在綜合分析基因組序列和生物分子結(jié)構(gòu)兩個領(lǐng)域的主流可視化工具特點基礎(chǔ)上,結(jié)合綜合可視化的應(yīng)用需求,設(shè)計了符合主流的生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列可視化工具特點的工具封裝接口及其通信管理機制,為實現(xiàn)兩個領(lǐng)域的可視化工具的綜合集成奠定基礎(chǔ)。2.面向構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)與基因序列綜合可視化系統(tǒng)需求,提出了一種綜合可視化集成框架結(jié)構(gòu)。該框架以綜合控制模塊為核心協(xié)調(diào)各功能模塊工作,實現(xiàn)了統(tǒng)一的可視化工具管理、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)管理、以及統(tǒng)一的多窗口用戶交互界面。既支持本地類,又支持web類生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列可視化工具集成。數(shù)據(jù)管理模塊提供了分子結(jié)構(gòu)與基因序列兩個領(lǐng)域關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)生成的支持。初步試用表明,基于該集成框架結(jié)構(gòu)可以方便、高效構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)與基因序列綜合可視化系統(tǒng)。3.結(jié)合綜合可視化應(yīng)用需求以及集成框架特點,提出了一種綜合可視化集成框架的綜合控制方法。根據(jù)系統(tǒng)的工作狀態(tài),設(shè)置了包含五個屬性的狀態(tài)記錄器。采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方式描述了系統(tǒng)狀態(tài)和消息命令之間的關(guān)系,有效地控制了綜合可視化集成框架的事件響應(yīng)和工具通信。初步試用結(jié)果驗證了所提出綜合控制方法對分子結(jié)構(gòu)與基因序列綜合可視化系統(tǒng)的綜合控制管理的正確性和有效性。4.基于所開發(fā)的集成框架結(jié)構(gòu)原型,設(shè)計實現(xiàn)了生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列綜合可視化原型系統(tǒng),該系統(tǒng)在保留兩個領(lǐng)域原有可視化功能基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了兩種綜合可視化功能:生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列同步顯示,核酸序列片段與對應(yīng)的分子局部結(jié)構(gòu)同步顯示。初步試用表明,系統(tǒng)的綜合可視化功能的可視化效果良好,應(yīng)用前景廣闊。
【關(guān)鍵詞】：生物分子結(jié)構(gòu) 基因組序列 綜合可視化 集成框架
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：Q811.4;TP311.52

  本文關(guān)鍵詞：生物分子結(jié)構(gòu)與基因組序列綜合可視化集成框架研究與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：338925