Методология интеграции гетерогенных информационных систем по свойствам неорганических веществ (1090084), страница 16
Текст из файла (страница 16)
описание вглаве 2.4.6).Рис. 2.4.2. Реляционная модель части БД ИС “Кристалл”.Разработка Web-интерфейса ИС “Кристалл”Программное обеспечение ИС “Кристалл” является Web-интерфейсом к серверубаз данных Microsoft SQL Server 2008. Для организации доступа к БД использованатехнология Active Server Pages (ASP) с поддержкой ActiveX Data Objects (ADO). Вкачестве Web-сервера использован Microsoft Internet Information Server 7.0, которыйнаиболее тесно интегрирован с используемой операционной системой MS Windows2008 Server. На Web-сервере хранятся ASP-документы (шаблоны страниц), с помощьюкоторых запросы пользователей пересылаются серверу БД. Данные от сервера БДобрабатываются Web-приложением и оформляются в виде HTML-страниц сиспользованием каскадных таблиц стилей (CSS), отсылаемых пользователям. Такимобразом, конечный пользователь получает доступ к информации БД с помощью любойпрограммы-браузера (требуется поддержка JavaScript и Cookies).Разработанная программная подсистема обработки типовых запросов выполняетследующие функции:реализацию санкционированного доступа к БД "Кристалл" для надежногофункционирования в условиях сети Интернет;формирование SQL-запросов к БД "Кристалл" и вывод результатов поиска;организацию удобного пользовательского интерфейса.83Рис.
2.4.3. Форма выбора свойств в сложном запросе ИС “Кристалл”.Рис. 2.4.4. Форма для ввода ограничений на значения свойств в сложном запросе к ИС“Кристалл”.84Главное меню обработки запросов БД “Кристалл” позволяет пользователювыбрать режим работы: просмотр данных о заданном веществе или возможностьсоздания сложного запроса. Работая в режиме "сложный запрос", пользователь можетвыбрать соединения, имеющие заданные свойства или совокупность свойств, что важнопри формировании обучающей выборки для компьютерного конструированиянеорганических соединений. При работе в этом режиме пользователь сначала долженвыбрать необходимые ему свойства (рис.
2.4.3).Затем задать в соответствующих формах-таблицах диапазоны значений дляпоиска веществ (рис. 2.4.4). Пользователь должен ввести в поля форм значения дляпоиска (если какое-то поле остается пустым, то оно не будет учитываться при поиске вБД). Например, пользователь может подобрать вещества, значения твердости которыхпо Моосу превышают 1.2 ГПа, причем коэффициент их термического расширениялежит в пределах (0.05-1)*10-6 К-1, а коэффициент линейного электрооптического rijkэффекта выше 20*10-12 м/В2. Этот запрос соответствует реальным требованиям кэлектрооптическому кристаллу. Например, общим требованием для кристаллов этоготипаявляетсядостаточновысокаятвердость,обеспечивающаяхорошуюобрабатываемость поверхностей рабочих элементов и лучшую сохранность их впроцессе эксплуатации (твердость должна быть выше 1.2 ГПа).Пример выдачи списка соединений, параметры которых удовлетворяютсформулированному выше запросу показан на рис.
2.4.5.Рис. 2.4.5. Результаты поиска при выполнении сложного запроса в ИС “Кристалл”.Далее пользователь может посмотреть информацию об отобранном веществе,выбрав нужное соединение. Данные выдаются в табличной и графической формах,Возможен просмотр соответствующих литературных ссылок и полных текстов статей.Существенно, что основная часть информации БД собрана и оцененароссийскимиспециалистами,непосредственно участвующими вразработкеииспользовании химических соединений, относящихся к этим классам веществ.85Информация по свойствам каждого вещества дополнена аналитическим обзором, вкотором кратко описана технология получения веществ, возможные области ихприменения.
В состав аналитического обзора включены также данные об особыхсвойствах веществ, которые не было возможно отобразить в рамках жесткойинформационной структуры реляционной БД. Там же, по возможности, данаэкспертная оценка данных, хранящихся в БД.В настоящее время ИС содержит следующую информацию более чем о двухсотнях наиболее важных для практических применений веществ: данные о составесоединения, температуре плавления, плотности, твердости, удельной теплоемкости,растворимости,температуреКюри,кристаллическойструктуреипараметрахэлементарной ячейки, тепловом расширении, теплопроводности, диэлектрическойпроницаемости,диэлектрическихпотерях,пьезоэлектрическихсвойствах,коэффициентах электромеханической связи, упругих постоянных, полосе пропусканияи показателях преломления кристалла, коэффициентах Селмейера, электрооптическихсвойствах,нелинейныхоптическихсвойствах,пьезо(упруго-)оптическихкоэффициентах, скоростях распространения упругих волн и коэффициентах затухания,акустооптических свойствах при различных условиях.
ИС содержит обширнуюграфическую информацию о зависимостях свойств (более 1000 рисунков). Длябольшинства англоязычных публикаций последних лет возможен просмотр полныхтекстов статей, из которых извлечена информация, хранящаяся в таблицах БД.Стоит отметить, что в настоящее время разработаны русскоязычная ианглоязычная версии ИС “Кристалл”. Информация в БД ИС обновляется сиспользованием специализированного ПО [137, 140].
Для зарегистрированныхпользователейИС“Кристалл”доступнаизглобальнойсетиИнтернет(http://crystal.imet-db.ru). Также доступ к информации, отфильтрованной по выбранномувеществу, все желающие могут получить из единой точки входа, рассматриваемой вглаве 6 настоящей работы (http://meta.imet-db.ru).2.4.2. Разработка ИС по ширине запрещенной зоны неорганических соединений“Bandgap”В рамках диссертационных исследований разработана ИС “Bandgap”, котораясодержит информацию по ширине запрещенной зоны (Eg) основных неорганическихсоединений. Разработка данной ИС является продолжением исследований по сбору исистематизации данных по свойствам веществ и материалов для электроннойпромышленности, т.к.
ширина запрещенной зоны является одной и важнейших86характеристик полупроводниковых веществ. По величине Eg можно судить о типехимической связи, доминирующей в соединении, устойчивости соединения вопределенном интервале изменений состава и внешних параметров, типе электроннойпроводимости в образцах, склонности вещества к ионной проводимости, а такжеосновных термодинамических характеристиках соединения (энтальпии образованияHF, энтропии Sm и температуры плавления Tm и других) [142, 143].ИС “Bandgap” содержит значения Eg, полученные из оптических, термических иэлектрофизических измерений. Приведены сопутствующие данные по химическому ифазовому составу веществ, типу кристаллической решетки (система, структурный тип,пространственная группа), указана ориентации образцов и температура измерений.
Всеприведенные данные соответствуют нормальному атмосферному давлению, а такжеотсутствию заметных электрических и магнитных полей.Архитектурные особенности построения ИС “Bandgap” во многом повторяютуспешный опыт, полученный при разработке ИС “Кристалл”, описанной ранее.Поэтому кратко рассмотрим основные результаты полученные в процессе создания ИС“Bandgap”. Основу ИС составляет реляционная БД под управлением Microsoft SQLServer 2008, содержащая описания неорганических соединений, численные данные поширине запрещенных зон неорганических соединений и ссылки на библиографическиеисточники и дополнительные графические материалы (рис. 2.4.6).Рис. 2.4.6. Логическая схема данных ИС “Bandgap” в Microsoft SQL Server 2008.ИСбыларазработанаввидеWeb-приложения,реализованногосиспользованием технологии Active Server Pages (ASP).
Для доступа к данным,хранимым на Microsoft SQL Server 2008, используется интерфейс ActiveX Data Objects(ADO). Web-приложение ИС развернуто на Web-сервере Microsoft IIS 7.0 подуправлением Microsoft Windows 2008 Server в ИМЕТ РАН.87Пользовательский интерфейс является достаточно удобным для поиска данныхсразу по количественному и качественному составу вещества, типу кристаллическойструктуры и диапазону значений ширины запрещенной зоны, что полезно присоставлении обучающих выборок для прогнозирования ширины запрещенной зоныметодами компьютерного конструирования неорганических соединений (рис.
2.4.7).Язык ИС – английский, что обеспечивает возможность работы с ней не толькодля российских пользователей, но и для зарубежных специалистов. До недавнеговремени ИС “Bandgap” была доступна из глобальной сети Интернет только длязарегистрированных в ИМЕТ РАН пользователей, сейчас свободный доступ к этой ИСоткрыт для всех желающих по адресу http://bg.imet-db.ru (внимание, необходима onlineрегистрация). Также доступ к информации этой ИС можно получить из единой точкивхода, рассматриваемой в главе 6 настоящей работы (http://meta.imet-db.ru).Рис. 2.4.7.
Пример поискового запроса в ИС “Bandgap”.2.4.3. ИС по свойствам неорганических соединений “Фазы”ИС по свойствам неорганических соединений “Фазы” [1] предназначена дляхранения информации о неорганических соединениях. В настоящее время в БД ИСсодержатся сведения более чем о 43 тыс. тройных соединений из 18 тыс. тройныхсистем. Информация в БД ИС обновляется ежедневно. Часть информации оцененаэкспертами. Подготовлен к вводу массив данных по свойствам четверных соединений,содержащий информацию более чем о 50 тыс. соединений.
ИС содержит сведения о88наиболее распространенных и изученных характеристиках соединений. Болеедетальная информация хранится в специализированных ИС: “Диаграмма”, “Кристалл”и т.д. (см. ниже).Информация для формирования БД ИС “Фазы” отбирается из периодическихизданий, справочников, монографий, отчетов, а также реферативных журналов. Анализлитературыпоказывает,чтонаиболеечастоупоминаемаяхарактеристиканеорганических соединений – сингония. Следующей по степени изученности являетсяпространственная группа и число формульных единиц в элементарной ячейке.Наиболеераспространенная(постепениизученности)термохимическаяхарактеристика – тип и температура плавления, далее – температура распада тройногосоединения в твердой или газообразной фазах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
