Дальневосточное отделение (стр. 2 из 3)

- построение графических изображений, визуализация информации.

К общим требованиям и условиям их реализации относятся:

- создание навигации по исходным данным, текстовой и графической информации;

- возможность получения доступа к данным из основных операционных систем (Unix, MacOS, Microsoft Windows) без каких-либо изменений в составе оболочки (перекомпиляция, изменение исходного кода и т.п.);

- дружественный интерфейс и отсутствие затруднительных для конечного пользователя элементов;

- конечный продукт не должен превышать размер, ограниченный вместимостью лазерного компакт-диска;

- возможность представления ИС в сети Интернет;

- высокий уровень переносимости и быстродействия.

Результаты применения технологий формируются в виде автономных приложений на CD-ROM и страницах сайта http://pacificinfo.ru/.

3 Описание технологиЙ

Технологии реализуются в виде одной из двух составных частей в зависимости от типа создаваемой информационной системы:

1) ИС статического типа;

2) Информационно-аналитические ИС динамического типа.

ИС последнего типа обладают более широкими функциями и ориентированы на использование в среде Интернет.

3.1 Общая функционально-логическая схема технологий

3.1.1 ИС статического типа

Примером первых региональных ИС статического типа, подготовленных ТОИ в 2001-2002 гг. на CD-ROM и размещенных в Интернете, явились электронные атласы по океанографии дальневосточных морей и прибрежной зоны Японского моря (http://pacificinfo.ru/cdrom/) и отдельные тематические страницы сайта (http://pacificinfo.ru/climate/). При разработке этих ИС весь набор текстовых, графических и табличных материалов готовился заранее в результате предварительной обработки данных и другой информации, содержащейся в БД и архивах. Графические материалы готовились с использованием средств СУБД, пакетов ODV и Surfer. При этом каждая иллюстрация или таблица помещаются в отдельные файлы, доступ к которым осуществляется в интерактивном режиме. От этих информационных систем требовался высокий уровень переносимости и быстродействия, поэтому при их проектировании и разработке за основу бралась технология HTML. Такой выбор позволяет добиться максимальной независимости от типа платформы при условии соблюдения стандарта W3С (http://www.w3.org). Во всех современных операционных системах в комплект стандартной поставки входят разработки, предназначенные для просмотра HTML-страниц (браузеры), и тем самым полностью достигается эффект универсальности оболочки. Конечный продукт представляет собой набор статических HTML-страниц, которые формируются автоматически на основании определенных параметров (например, координаты станций, время). Для правильного и быстрого формирования таких страниц создавался специальный промежуточный инструментарий, который позволяет в кратчайшие сроки и с минимальными затратами пользователя принять, обработать и разобрать входные данные.

В качестве основного языка программирования для создания инструментария был выбран язык сценариев PHP версии 4 (на момент разработки информационной системы язык сценариев PHP 5 версии находился в стадии бета-тестирования). Выбор языка PHP обусловлен, тем, что он является слабо типизированным языком и обладает высоким уровнем взаимодействия с технологией HTML.

Задача создания следующих томов CD-ROM, включающих пользовательские версии различных БД ТОИ (данные гидрологических наблюдений, наблюдений над течениями и т.п. - http://pacificinfo.ru/cdrom/), потребовала обработки больших массивов данных, в связи с этим использовалась СУБД MySQL. Основной причиной этого выбора является наличие в языке PHP встроенного прикладного программного интерфейса (API) для работы с СУБД MySQL.

В разработке инструментария использовались также технологии CSS и JavaScript и функции PHP, обеспечивающие поддержку регулярных выражений. Особое внимание уделялось использованию регулярных выражений. Проблема заключается в том, что исходные данные на стадии обработки нуждаются в проверке на корректность, которая обусловлена размерами данных. Поддержка языком PHP регулярных выражений делает эту задачу менее трудоемкой и обеспечивает отличный конечный результат.

Общий принцип функционирования и порядок использования специального промежуточного инструментария в ИС статического типа реализован в четырех модулях:

- Модуль 1. Обеспечивает обработку входных данных и проверку их на корректность с помощью механизма регулярных выражений. Полученные разделенные данные модуль 1 помещает в базу данных (производится первичная обработка информации).

- Модуль 2 посредством общения с пользователем через HTML-формы получает значения необходимых параметров (например, координаты районов расположения необходимых станций, тип сортировки и т.п.), проверяет их на корректность и строит конечный запрос к БД на языке SQL.

- Модуль 3 представляет собой логическое продолжение модуля 2; он обеспечивает получение по сформулированному запросу данных, формирует эти данные в единый массив и проверяет их на корректность.

- Модуль 4 - самое сложное звено этой цепи, выполнят наиболее ответственное задание: формирует конечные HTML-страницы с полным наполнением и оформлением согласно установленному шаблону. Модуль 4 также проверяет на корректность не исходные данные, а полученные HTML-страницы: правильность ссылок на файлы, корректность изображений и др.

В результате работы специального промежуточного инструментария формируется комплект HTML-страниц, файлов с данными и файлов изображений. После дополнительной оптимизации кода HTML-страниц, данный комплект и становится удобной, быстродействующей и легко переносимой системой отображения океанографических данных.

3.1.2 Информационно-аналитические ИС динамического типа

Отсутствие какой-либо динамичности в обработке и выводе информации делает работу с системами статического типа ранних версий недостаточно продуктивной. Одним из решений возникающей проблемы является создание полностью динамических продуктов, ориентированных на использование в сети Интернет в виде информационно-аналитической системы (ИАС), в которой уровень взаимодействия с пользователем будет выведен на качественно новый уровень. Передовые web-технологии позволяют также с успехом переносить все преимущества ГИС на Web-приложения. В настоящее время в распоряжении пользователей Интернет присутствует обширный круг технологий для создания высококачественного и эффективного программного обеспечения, ориентированного на использование в глобальной сети. Особо это касается языков программирования и систем управления базами данных, которые позволяют создавать Интернет-хранилища для данных различного масштаба и сферы применения, которые предстанут перед конечным пользователем в виде высокоскоростных и очень удобных в использовании продуктов.

Для реализации запросов пользователей была применена технология Macromedia Flash, получившая широкое распространение как в среде Web-дизайна, так и в среде Интернет-разработчиков. Разработки ведутся в строгом соответствии с принципами объектно-ориентированной парадигмы программирования (ООП), что даст возможность расширяемости и модифицирования разработанного продукта. Разрабатываемые ИС ориентированы на использование в среде операционной системы *nix (FreeBSD, Linux).

На рис. 1 представлены как реализованные, так и планируемые в перспективе основные возможности ИАС. Как отмечалось выше разработка системы ведется по принципу «модульности», который позволяет совершенствовать продукт в процессе эксплуатации.

Рис. 1. Основные возможности ИАС

Технология реализована при разработке трех ИС «Характеристики ледовых условий дальневосточных морей» (http://pacificinfo.ru/climate/) и «Атласа по океанографии Южно-Китайского моря» (http://pacificinfo.ru/cdrom/).

3.2 Общая структура технологий

Создание динамических Web-систем нового поколения подразумевает разработку информационных продуктов, которые имеют сложную структуру и производят многоступенчатую обработку данных. На рис. 2 представлена принципиальная схема работы подобной динамической системы.

Рис. 2. Принципиальная схема ИС динамического типа

3.3 Назначение компонент технологий

С технической точки зрения, создаваемые ИС работают по принципу ГИС, обеспечивая графическое отображение данных, представленных в виде массивов. Значения исследуемых характеристик наносятся на карты районов исследований, для отображения различий применяется цветовая шкала (т.н. «легенда»). Основной задачей ИС является полное взаимодействие с пользователем и предоставление ему полного объема требуемых данных в удобочитаемом и наглядном виде.

Большинство разрабатываемых ИС нового поколения предназначено исключительно для работы в условиях сети Интернет. По этой причине создаваемые продукты имеют тесную интеграцию с действующим web-сайтом ТОИ (http://pacificinfo.ru). Подразумевается внедрение существующих и будущих ИС в общую структуру сайта с целью создания крупного Интернет-портала.

4 Описание компонент

4.1 Средства для взаимодействия с пользователем

Так как ИС являются web-приложениями, то в основе их взаимодействия с конечным пользователем лежит протокол обмена данными HTTP, который обеспечивает обмен информацией между компьютером пользователя и ИС.

Интерфейс пользователя и структура страниц с результатами работы ИС описываются с помощью языка разметки HTML. Оформление этих страниц реализуется средствами каскадных таблиц стилей (CSS), а интерактивные элементы – средствами языка сценариев JavaScript. Эти инструменты и технологии реализованы во всех без исключения браузерах, существующих на данный момент (Microsoft Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera, Apple Safari и другие). Дополнительной настройки или установки специального программного обеспечения от пользователя не требуется.