Методология интеграции гетерогенных информационных систем по свойствам неорганических веществ (1090084), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Интерфейс ADO.Net является наиболее пригоднымдля разработки взаимодействующих с БД Web-приложений, обеспечивая меньшуюзагрузку серверов БД. Учитывая то, что программа удаленного администрированияреляционных баз данных должна поддерживать постоянное соединение с сервером БДдля динамического отслеживания изменений данных и в структуре БД и являтьсяWin32-приложением оптимальным выбором для доступа к данным является, в нашемслучае, интерфейс ADO.93Рис.

2.4.8. Интерфейс программного комплекса DBAdmin.СиспользованиемпрограммногоинтерфейсаADOбылразработануниверсальный программный комплекс DBAdmin, позволяющий выполнять удаленноеадминистрированиеБДвсехИСИМЕТРАНсиспользованиемединогопользовательского интерфейса (рис. 2.4.8). Комплекс разработан на языке C++ сиспользованиемRAD-средыBorlandC++Builder6EnterpriseEdition[138].Особенностями данного комплекса являются:возможность удаленного (по локальной сети или через Интернет) взаимодействия сБД;способность работать с БД произвольной структуры, поскольку структура данныхсчитывается из каталога при подключении к информационному источнику;возможность эффективно взаимодействовать с БД под управлением разных СУБД(Microsoft SQL Server, Oracle) за счет использования стратегии Microsoft UniversalData Access и технологий OLE DB и ODBC.ИспользованиеDBAdminпозволяетстандартизироватьпроцедурыадминистрирования всех БД в рамках ИМЕТ РАН и дает возможность использованияэто программного комплекса для единого управления всеми БД в рамкахинтегрированной ИС.942.4.7.

Особенности ИС ИМЕТ РАНИнформационные системы ИМЕТ РАН были разработаны в разное время, чтоотражается не только на их реализации на различных программно-аппаратныхплатформах, но и в использовании разных подходов к хранению и обработкеинформации. ИС ИМЕТ РАН являются репрезентативными для проведения анализа ихархитектуры с целью разработки общей схемы интеграции ИС в данной предметнойобласти. Следует отметить, что важными особенностями рассмотренных ИС посвойствам неорганических веществ, разработанных в ИМЕТ РАН, являются:достоверность информации, обеспеченная тем, что сбор и экспертную оценкуданных выполняют высококвалифицированные специалисты;постоянное обновление данных;простотаиспользованиясозданныхИСзасчеттщательнойпроработкипрограммного обеспечения и создания удобных для пользователей и операторовинтерфейсов;возможность оперативного доступа к информации из сети Интернет, обеспеченнаявысокоскоростной волоконно-оптической линией связи и мощным аппаратнымобеспечением ИМЕТ РАН (сервера БД и Web-сервера).2.5.

Расчетные подсистемы информационных систем по свойствамнеорганических веществОчевидно, что все многообразие информации, доступ к которой осуществляетсяизспециализированныхинформационныхсистем,невозможнопредставитьпосредством использования только табличной формы представления данных.

Поэтомуисследователи, работающие над изучением физико-химических свойств того или иноговещества,активноиспользуютграфическиематериалы(рисунки,графикизависимостей и т.п.). Нередки также случаи написания расчетных подпрограмм, спомощью которых динамически рассчитываются значения тех или иных свойствзаданногоклассавеществповведеннымпользователемпараметрамилиосуществляется визуализация рассчитанной по некоторым правилам информации.Существенной особенностью современных ИС по свойствам неорганическихвеществ является необходимость хранения и предоставления пользователям не толькоинформации в табличной форме, но и множества графической информации ирасчетных подсистем.95Например,вИС“Диаграмма”необходимойзадачейявляласьзадачаотображения рисунков фазовых диаграмм (ФД) для конечного пользователя ИС.Отметим, что возможны различные методы представления рисунков ФД [144]:использование термодинамических моделей элементов ФД с возможностьюпоследующей визуализации рассчитанных кривых, что влечет за собой написаниерасчетно-визуализирующей подсистемы [145, 146, 147];использование различных аппроксимирующих математических моделей элементовФД (обычно полиномов) также с последующей визуализацией рассчитанныхкривых (написание расчетно-визуализирующей подсистемы) [145, 148, 149, 150];табличное представление данных и использование интерполирующих сплайнов длярасчетаданныхмеждуузламитаблицы(координатыточекизтаблицыиспользуются расчетно-визуализирующей подсистемой в качестве входных данныхдля визуализации ФД с помощью построения сплайнов) [150, 151, 152];графический метод, при котором рисунок вводится в ЭВМ с помощью какого-либоспециального устройства (дигитайзера, сканера и т.п.) и преобразуется в формат,удобный для хранения в вычислительной машине; обратное преобразованиепереводит данные в графическую форму (хранение ФД в виде изображения и егопоследующая визуализация для конечного пользователя ИС) [146, 149].Учитывая недостатки использования термодинамических моделей (небольшоеколичество систем с надежно определенными термодинамическими свойствами фаз,неточность термодинамических моделей фаз, которые позволяют рассчитать фазовыедиаграммы со значительно большей погрешностью, чем это дает экспериментальноепостроение, громоздкость термодинамических расчетов, что значительно замедляетответ даже на очень простые запросы), подробно проанализированные в [144, 151],было принято решение отказаться от их использования.Использование различных математических моделей, а также интерполирующихсплайнов для аппроксимации элементов ФД также имеет множество недостатков.Сложность выбора вида аппроксимирующих полиномов и описания кривых фазовыхравновесий вблизи сингулярных точек делает применение этого подхода крайнесложным.Для визуализации рисунков фазовых диаграмм был выбран графический метод,который является наиболее технологичным из всех рассмотренных.

Его недостаткомявляетсятольконевозможностьобработкиданныхвслучаемногомерныхпространственных фигур. Однако, как правило, в этом случае для представления96данных о фазовых диаграммах используются проекции или сечения многомернойфигуры.Фазовые диаграммы в ИС “Диаграмма” хранятся в виде растровых и векторныхизображений. Рисунок в растровом формате представляет собой матрицу конечногоразмера из точек, цвет которых точно определен. Растровое изображение высокогоразрешения обеспечивает требуемую точность вывода деталей ФД. Использовансжатый формат хранения растровой графики (jpeg, gif) [139], что позволяет взначительной степени сократить объем файла хранимого изображения и, тем самым,ускорить процесс передачи информации в сети Интернет.

Однако, в связи с тем, что вэтомслучаерисунокпредставленввиденаборапикселей,программноемасштабирование растрового изображения бессмысленно, вместо этого необходимополучить изображение более высокого качества, объем которого при двукратномувеличении будет в четыре раза больше исходного. Следует также учесть, что привязкак системе координат рисунка при использовании растровой графики не имеет смыславвиду отсутствия возможности масштабирования.В связи с этим дополнительно в ИС хранятся рисунки в векторном форматеMacromedia Shockwave Flash (swf) [153].

Рисунок в векторном формате представляетсобой множество примитивных графических объектов, таких, как линия, кривая,область заливки, текст (символ) и др. В файле хранятся математические описания этихобъектов, а проекция такого рисунка на растровое устройство (каковым являетсямонитор компьютера) является сложным, многоэтапным процессом. Этим занимаетсяособая программа (RIP – Raster Image Processor). Вначале RIP выстраивает структурурисунка, распределяя объекты по уровням, строит пересечения и объединенияобъектов.

В связи с тем, что описания векторных графических объектов являютсяаналитическими, возможно масштабирование таких рисунков в любых пропорциях безпотери качества изображения. Используемый формат swf является векторнымграфическим форматом. Он широко распространен и поддерживается большинствомсовременных браузеров. Программы установки браузеров зачастую предлагают приустановке включить в состав устанавливаемого программного обеспечения бесплатнуюсистему для просмотра графических файлов этого типа – Macromedia Flash Viewer.

Вслучае отказа клиента от установки проектора вместе с браузером (например, в целяхэкономии места на диске, хотя проектор занимает всего порядка 350 килобайт)установка может быть произведена при первом обращении к файлу данного типа, чтопотребует от пользователя минимальных усилий – согласиться на предложение97браузера установить компоненту. При этом загрузка и установка программнойкомпоненты будут произведены автоматически.Графическая информация хранится в файле в сжатом виде, что позволяетсущественно сократить объем передаваемого в сети Интернет файла. В средеMacromedia Flash легко решаема проблема распечатки изображения на принтерепользователя, т.к.

такая функция встроена в проектор. Для разметки координатнойсетки на рисунках фазовых диаграмм разработана специальная система D_Mapper. Онапозволяет осуществить привязку графиков к системе координат. Таким образом,пользователи ИС, перемещая курсор мыши по графику, имеют возможностьотслеживать текущие координаты курсора в заданной системе координат.Отображениеграфическойинформациинакомпьютерепользователяосуществляется обычными средствами программы просмотра (браузера). На рис. 2.5.1приведен пример выдачи графической информации из ИС “Диаграмма”.Рис.

2.5.1. Пример выдачи графической информации из БД “Диаграмма”.Существуют и другие типы расчетных подсистем, активно использующиеся винформационных системах по свойствам веществ. Например, в ИС по процессамполучения эпитаксиальных гетероструктур полупроводниковых материалов методомжидкофазной эпитаксии [114], разработанной в МИТХТ им. М.В. Ломоносова,используетсяинформационно-расчетнаяподсистемадлякомпьютерногомоделирования процессов жидкофазной эпитаксии. Особенность данной расчетной98подсистемы, как и большинства расчетных подсистем, заключается в использованииинформации, хранимой в БД указанной ИС. То есть расчетная система жестко“привязана” к информационным структурам, содержащимся в БД, и не может бытьиспользована отдельно от указанной БД, например, самостоятельно или в рамкахдругой информационной системы.Отметим, что основная особенность сложных систем визуализации информации,как и расчетных подсистем, заключается в невозможности их безболезненногоиспользования вне рамок информационных систем, для которых они изначальноразработаны.

То есть задача их интеграции и использования в рамках единойинтегрированной ИС зачастую является невыполнимой. Это обстоятельство являетсяважной отличительной особенностью таких подсистем, которое не позволяетосуществить полную интеграцию всех расчетных подсистем в рамках построенияединой информационной системы, основывающейся на интеграции информации изинформационных источников различных информационных систем по свойствамнеорганических веществ.Краткие выводыВ главе получены следующие результаты:Выполнен обзор ИС СНВМ для электронной промышленности.Формализована иерархия понятий, используемых при построении информационныхмоделей данных при интеграции ИС СНВМ.Разработана ИС по информационным ресурсам неорганической химии IRIC(http://iric.imet-db.ru).Рассмотрены архитектуры современных ИС СНВМ и выявлены системныепроблемы, затрудняющие применение созданных комплексов при компьютерномконструировании неорганических соединений.Предложена архитектура интегрируемых ИС СНВМ для информационнойподдержки при компьютерном конструировании неорганических соединений.Разработана ИС “Кристалл” по свойствам акустооптических, электрооптических инелинейнооптических веществ (русско- и англоязычные версии: http://crystal.imetdb.ru).Разработана ИС “Bandgap” по ширине запрещенной зоны используемых вэлектронике неорганических веществ (http://bg.imet-db.ru).99ГЛАВА 3.

Характеристики

Список файлов диссертации