3.1. Информационные системы, поддерживающие гипертекст и гипермедиа

В разработке и применении гипертекстовых систем сложилось несколько

основных направлений:

· "электронная книга", обеспечивающая освоение материала с

большим количеством ссылок и смысловых пересечений;

· компоновка крупных текстовых материалов из фрагментов,

которые первоначально представлены в форме сети с указанием их

взаимных смысловых связей;

· представление в форме единого гипертекста идей, аргументов

и предложений, вносимых участниками коллективной работы. Наибольшую

известность получили американские системы Guide, Hypercard и

французская Hyperdoc.

Новые подходы к манипулированию информацией открывают перспективы

качественно иного использования постоянно возрастающего объема

документальных источников информации. Принципиальной особенностью

гипермедиа является распространение идеи гипертекста, т.е.

ассоциативно связанной текстовой информации, на видео- и

аудиоинформацию, хранящуюся в цифровой форме.

Системы гипермедиа, как и гипертекстовые, могут рассматриваться в

разных аспектах. Один из подходов заключается в том, чтобы

сравнивать методы доступа к информации в гипертексте с

соответствующими методами в СУБД. Эти методы различны: в гипертексте

они опираются на ассоциативные связи между понятиями, в СУБД - на

структуры данных. Между системами гипертекста и гипермедиа нет

четкой границы. Если Guide является чисто гипертекстовой системой,

то Hypercard, ArchiText включают элементы гипермедиа. Такие системы,

как Intermedia, NLS/Ogment, NoteCard, Xanadu представляют собой

этапное достижение в развитии информационной технологии,

ориентированной в первую очередь на обработку знаний.

Из проектов РФФИ, выполненных по направлениям создания

гипертекстовых, гипермедийных и динамических баз данных, наиболее

значительными являются:

· создание "Информационной системы для поддержки

радиоинтерферометрических наблюдений" (руководитель проекта

Пономарев Ю.Н., Астрокосмический центр Физического института им.

П.Н. Лебедева РАН), содержащей распределенную базу данных,

используемую как в локальной сети, так и с подключением к сети

Internet (проект 95-07-19203);

· создание "Информационных систем и баз данных для

многоаспектного моделирования и логико-оптимизационного поиска

решений задач динамики и управления природными ресурсами и

эколого-экономической обстановкой региона" (руководитель проекта

Васильев С.Н., Иркутский вычислительный центр СО РАН) с развитыми

средствами представления гипертекстовой и графической информации

(проект 94-07-01491);

· создание "Информационной системы поддержки исследований в

механике сплошных сред" (руководитель проекта Горячев В.Д., Тверской

государственный технический университет), содержащей развитые

вычислительные и графические средства, а также базу данных для

поддержки выполнения в этой среде исследовательских проектов (проект

94-07-01227).

В проекте "Радиоастрон" Астрокосмического центра ФИ РАН, ядром

которого является распределенная на локальной сети Астрокосмического

центра "Основная база данных", информация технологического и

справочного характера представляется в виде совокупности

гипертекстовых документов. Круглосуточный прием и обработка данных

поддерживается хорошими динамическими качествами распределенной базы

данных, а подключение ее к сети Internet расширяет прямой доступ к

данным проекта "Радиоастрон".

В проекте Иркутского вычислительного центра СО РАН созданы

гипертекстовые базы данных с элементами "мультимедиа" о природных и

экологических характеристиках Байкальского региона, среди которых

следует отметить базу данных о природно-производственной сфере

региона (ее использует многоуровневая система соответствующих

математических моделей), гипертекстовую базу данных об озере Байкал

и набор баз данных, поддерживающих автоматизированную систему

ведения территориальных земельных кадастров как подсистему

создаваемой геоинформационной системы ГИС-Байкал. Созданию

гипертекстовых баз данных способствовала разработка оригинальных

инструментальных средств ведения гипертекстовых (алфавитно-цифровых,

мультимедиа) баз данных и информационных структур, включающих

компилятор интерактивного гипертекста в RTF-файлы и интерпретатор

гипертекста. Оригинальным является также построение "сегментных" баз

данных, основанное на идее описания изображения как системы

взаимосвязанных сегментов, имеющих собственную семантику и

описываемых координатно-списочной структурой, содержащей

семантическую и графическую части.

Созданная в результате выполнения проекта Тверского государственного

технического университета информационно-вычислительная система

SELIGER, поддерживающая исследования в механике сплошных сред,

является автоматизированной системой научных исследований,

настраиваемой пользователем на свой исследовательский проект.

Система имеет четкую структуру с подразделением на вычислительное

ядро и сервисные пакеты подготовки данных и обработки результатов

моделирования. СУБД существенно поддерживает технологию

"мультимедиа". Графический постпроцессор позволяет представлять

визуальную информацию в виде OLE-объектов и встраивать в различные

документы с использованием гипермедиа и мультимедиа технологий.

3.2. Интероперабельные информационные системы

3.2.1. Требования к создаваемым информационным системам и базам

данных

Настоящий раздел содержит анализ перспективных технологий создания

интероперабельных информационных систем для их применения в

проектах, разрабатываемых по грантам РФФИ.

Решению связанных с этим научных и методических проблем посвящен

проект 94-07-20453 "Объектные технологии для создания

интероперабельных информационных и вычислительных систем"

(руководитель Калиниченко Л.А., ИПИ РАН).

Рассмотренные технологии специально ориентированы на достижение

целей - насущных потребностей разработки проектов ИС и БД по грантам

РФФИ.

Создаваемые по проектам РФФИ информационные системы и базы данных

(ИС и БД) предназначены для широкого использования в разнообразных

применениях в рамках науки, образования, культуры и других областях.

ИС и БД разрабатываются и развиваются как автономные системы, не

требующие какого-либо централизованного управления.

Основные стандарты, которым нужно следовать с целью достижения

открытости систем и их интероперабельности (совместной деятельности)

в рамках различных применений, уровень предоставляемых для

пользователей спецификаций, уровень применяемых средств

проектирования, должны быть предметом анализа и выработки

соответствующих рекомендаций для использования в проектах РФФИ.

Известно, что для того, чтобы разрабатываемые автономно и независимо

друг от друга ИС и БД могли стать подлинно открытыми для

использования их функций и данных в разнообразных применениях,

следует стремиться к удовлетворению ими следующих требований:

· способность систем функционировать в условиях

информационной и реализационной неоднородности, распределенности и

автономности информационных ресурсов системы;

· обеспечение интероперабельности, повторного использования

неоднородных информационных ресурсов в разнообразных применениях;

· возможность объединения систем в более сложные,

интегрированные образования, основанные на интероперабельном

взаимодействии компонентов;

· признание реинженерии, реконструкции систем как

непрерывного процесса формирования, уточнения требований и

конструирования, и др.

Эти требования удается обеспечить при использовании специальных

интероперабельных архитектур (например, CORBA 2.0).

3.2.2. Достижение интероперабельности систем на основе

промежуточного архитектурного слоя

Архитектура промежуточного слоя базируется на стандартах

интероперабельных систем, разрабатываемых Object Management Group

(OMG) - крупнейшим в мире консорциумом разработки программного

обеспечения, включающим свыше 700 членов - компаний-производителей

программного продукта, телекоммуникационных и компьютерных компаний,

компаний-разработчиков прикладных систем и конечных пользователей.

Целью OMG является создание согласованной информационной

архитектуры, опирающейся на теорию и практику объектных технологий,

а также общедоступные спецификации интерфейсов информационных

ресурсов для обеспечения интероперабельности. Эта архитектура должна

обеспечивать повторное использование компонентов, их

интероперабельность и мобильность, опираясь на коммерческие

программные продукты.

Другие организации, которые работают в кооперации с OMG, например, с

целью доведения результатов OMG до официальных стандартов в

различных аспектах, включают: ANSI, ISO, CCITT, ANSA, X/Open

Company, Object Database Management Group (ODMG).

Перспективные архитектурные решения среды погружения ИС и БД

основаны на идее промежуточного архитектурного слоя (middleware),

определяющей способность совместной деятельности

(интероперабельности) компонентов систем для решения задач.

Компонентами ИС и БД являются произвольные информационные ресурсы -

программные компоненты, базы данных, базы знаний, файлы данных

(включая мультимедийную информацию), компоненты существующих

информационных систем, и др. независимо от аппаратурно/программных

платформ их реализации и размещения в пространстве. Этот слой

расположен обычно над сетевой архитектурой, являющейся необходимой

предпосылкой такой совместной деятельности компонентов и

обеспечивающей их взаимосвязь.

Технически интероперабельность компонентов (представляемых

объектами) решена введением базовой объектной модели,

унифицированного языка спецификации интерфейсов объектов, отделением

реализации компонентов от спецификации их интерфейсов, введением

общего механизма поддержки интероперабельности объектов (брокера

объектных заявок, играющего роль "общей шины", поддерживающей

взаимодействие объектов). Тем самым достигается однородность

представления компонентов и их взаимодействия (на основе идеи

"клиент-сервер") в глобальном объектном пространстве, в котором

каждый информационный ресурс однородно представляется совокупностью

объектов, полностью инкапсулирующих детали реализации. Далее, для

формирования информационной архитектуры вводится слой

унифицированных (ортогональных) служб, которые используются как при

конструировании прикладных систем, так и для формирования

функционально законченных средств промежуточного слоя, предлагающих

конкретные виды услуг.

Существенно, что и службы и средства представляются однородно своими

объектными интерфейсами, что позволяет обеспечить их

интероперабельность посредством брокера объектных заявок.