Баженов С.Р., Баженов И.С., Федотов В.Б.
ГПНТБ СО РАН, Новосибирск

Совершенствование веб-ориентированной системы
управления базами данных CDS/ISIS

Опыт эксплуатации веб-ориентированной информационно-поисковой системы для доступа к базам данных CDS/ISIS [1–3] (далее – поисковая система) показал, что система нуждается в совершенствовании, которое можно условно разделить на три основных этапа:

1. Оптимизация административной и интерфейсной частей системы;

2. Интеграция с протоколом Z39.50 (создание веб-шлюза);

3. Построение поискового модуля системы на основе технологии многоагентных систем.

Рассмотрим этапы подробнее.

1. Оптимизация административной и интерфейсной частей системы

Опираясь на четырехлетний опыт эксплуатации поисковой системы, можно сказать, что постоянная модификация системы и внедрение в нее новых возможностей отрицательно сказались на удобстве работы администратора поисковой системы и интерфейсе пользователя. Кроме того, в связи с внедрением в технологию системы WinIRBIS произошли изменения в структурах поддерживаемых ISIS-совместимых баз данных. Вследствие чего реализуется практически полностью обновленная версия поисковой системы, включающая в себя все наработки с момента запуска системы в эксплуатацию, а также многочисленные изменения и дополнения, которые можно разделить на несколько частей:

а) модернизация административной части поисковой системы:

поддержка не только групп, но и неограниченного количества подгрупп баз данных и пользователей (что облегчает работу с большим количеством данных элементов);

иерархическое представление групп баз данных и пользователей;

поддержка групповых политик;

б) модернизация интерфейсной части поисковой системы:

изменен интерфейс, уменьшено количество и внутренний размер веб-страниц, что актуально для пользователей с медленными каналами передачи данных;

реализована поддержка текущего сеанса пользователя, что не только уменьшает трафик, но и повышает защищенность информации;

добавлена поддержка профиля для пользователей, который хранится постоянно в базе данных и содержит все основные настройки интерфейса и работы с базами данных (часто используемые базы данных, запросы и т.д.), изменяемые самим пользователем в течение сеанса работы;

в) модернизация системной части поисковой системы:

для поддержки баз данных в формате WinRBIS изменен модуль работы с файлами баз данных (поддержка кодировки Windows, первых двадцати зарезервированных записей, индикаторов);

система интегрирована с протоколом Z39.50 таким образом, что для конечного пользователя практически незаметно, работает он в локальной базе данных системы или данная база данных подключена посредством протокола Z39.50;

поисковый модуль построен с использованием технологии многоагентных систем;

агент для работы с ISIS-совместимыми локальными базами данных полностью реализован на динамической библиотеке isis32.dll [4].

2. Интеграция с протоколом Z39.50 (создание Web-шлюза)

В основе Z39.50 лежит идея построения абстрактной модели работы с абстрактной базой данных. Каждый элемент этой абстрактной модели подробно описывается до однозначного толкования и стандартизуется с присвоением уникального идентификатора – OID. Работа с каждой конкретной СУБД согласно Z39.50 должна быть организована только через эту абстрактную модель, что позволяет, с одной стороны, однозначно отобразить логику запроса, абстрагируясь от синтаксиса запроса конкретной СУБД, а с другой – абстрагироваться от поисковых полей конкретной базы данных. Структурированные форматы внешнего представления позволяют после передачи по сети полностью сохранить первоначальную структуру записи, что является немаловажным в распределенных системах.

Применение протокола Z39.50 позволяет организовать распределенную многоцелевую информационную систему с богатыми функциональными возможностями, которая в совершенном состоянии должна и может удовлетворять следующим требованиям:

• работа с распределенными данными с возможностью логической группировки и полного сокрытия их физического расположения;

• абстрагирование от структуры, специфической логики и синтаксиса запросов реальных разнородных СУБД, отображение их на абстрактную модель базы данных;

• получение полной информации о системе, ее возможностях, функциях и ресурсах ее же собственными документированными средствами;

• открытость для функционального расширения и интеграции своих ресурсов с ресурсами других информационных систем, основанных на открытых стандартах и протоколах;

• разграничение и классификация доступа, с возможностью предоставления различных уровней привилегий по доступу к информации для пользователей разного класса.

Однако основная задача любой информационной системы – предоставление информации конечным пользователям. С этой точки зрения важным компонентом любой, даже очень сложной распределенной системы является рабочее место клиента – набор программных и визуальных интерфейсов для доступа к информации.

Распределенные информационные системы на основе протокола Z39.50 не являются исключением. Более того, специфический характер Z39.50 как универсального протокола доступа к базам данных усиливает значимость, повышает требования к архитектуре и функциональности программного обеспечения на стороне клиента, так как одно и то же рабочее место может быть использовано для доступа к совершенно разнородным системам – источникам совершенно различной информации. При этом на передний план выходят такие качества клиентского программного обеспечения, как максимально полное соответствие стандарту Z39.50 и максимально полное использование его возможностей без привязки к конкретной информационной системе. В этом случае клиентское рабочее место становится отдельным независимым слоем информационного комплекса.

В связи с появлением Z39.50 и отсутствием хорошего клиента для работы с ним появилась необходимость разработки клиента для данного протокола с использованием веб-интерфейса. Для этого в поисковой системе создан агентный модуль поддержки Z39.50, реализованный на динамической библиотеке z_origin.dll, разработанной в ОИГГМ СО РАН [5].

3. Построение поискового модуля системы
на основе технологии многоагентных систем

Многоагентные системы являются новой отраслью знаний, однако область их применения весьма значительна и охватывает множество классов задач – от исключительно математических оптимизационных задач до построения концептуально сложных социальных моделей.

Идея о делегировании сложных задач программным системам (агентам) позволяет решать сложные, неформализуемые проблемы. Такие агенты могут выполнять, например, бронирование авиабилетов, заказ книг в электронном магазине или даже управление пакетом акций. Программные агенты могут "путешествовать" по Интернету и искать нужную нам информацию. Однако написание программных агентов требует специальных знаний и представляет собой довольно трудоемкий процесс, отнимающий много времени и ресурсов.

Методы, функции, процедуры, объекты – знакомые абстракции, которые программисты используют каждый день, однако агенты являются принципиально новой парадигмой, незнакомой большинству разработчиков программного обеспечения.

Основная идея агентов – делегирование. Владелец или пользователь агента делегирует ему некоторую задачу и агент автономно выполняет ее от имени пользователя. Агент должен быть способен связаться с пользователем для получения инструкций и обеспечения пользователя результатами. Наконец, агент должен быть способен контролировать состояние своей окружающей среды и в случае необходимости предпринимать действия, направленные на выполнение делегированной ему задачи.

Многоагентная система представляет собой программную среду, в которой несколько агентов сотрудничают, чтобы достигнуть некоторой цели. Для каждого в отдельности агента эта задача была бы невыполнима, поэтому агенты должны решать ее вместе. При решении задачи агенты могут обмениваться информацией в пределах своего пространства, делегировать друг другу подзадачи.

В описываемой поисковой системе многоагентная система реализована следующим образом:

• через веб-интерфейс вызывается небольшой исполняемый модуль (веб-агент), который принимает запрос с веб-страницы и заносит его в локальную очередь запросов, после чего ждет ответа от агентов через "сокеты" (sockets);

• автономные агенты на удаленных серверах (преимущественно там, где находятся базы данных) постоянно опрашивают все очереди запросов (их может быть несколько, на разных серверах). Обнаружив запрос, который данный агент может выполнить, выполняет его и посылает результат соответствующему веб-агенту.

Преимущества многоагентной системы:

• повышенная  отказоустойчивость – можно запустить несколько одинаковых агентов (как на одном, так и на разных серверах), если один из агентов перестает выполнять запросы, другой обрабатывает запросы вместо него;

• распределенность – нет необходимости собирать все базы данных на одном сервере, достаточно установить агента, соответствующего формату баз данных, на удаленном сервере. Эта функция очень полезна для организаций, которые не могут установить свою поисковую систему, но могут предоставить сетевой доступ;

• удаленное администрирование агентов.

Реализация этих идей позволила обеспечить оптимальное администрирование системы, повысить ее адаптивность к изменениям структур баз данных, подключению баз данных, управляемых различными СУБД. Также повысилась дружественность интерфейса и удобство работы для конечного пользователя. Снизился трафик сети, необходимый для передачи запросов и получения результатов поиска.

Список литературы

1. Баженов С.Р., Мазов Н.А., Малицкий Н.А., Баженов И.С. Создание программного комплекса доступа из Интернет к базам данных на основе WWW-ISIS // Библиотеки и ассоциации в меняющемся мире: новые технологии и новые формы сотрудничества: Материалы конф. "Крым-98". М., 1998. Т. 2. С. 581-584.

2. Мазов Н.А., Малицкий Н.А., Баженов С.Р., Баженов И.С., Жижимов О.Л. WEB-ориентированная информационно-поисковая система для доступа к базам данных CDS/ISIS // Библиотеки и ассоциации в меняющемся мире: новые технологии и новые формы сотрудничества: Материалы 6-й Междунар. конф. "Крым-99". Судак, 1999. Т. 1. С. 113-115.

3. Баженов С.Р., Мазов Н.А., Малицкий Н.А., Баженов И.С. Создание программного комплекса доступа из Интернет к базам данных на основе WWW-ISIS // Науч. и техн. б-ки. 1999. № 2. С. 47-52.

4. BIREME/PAHO/WHO. ISIS Application Program Interface: ISIS_DLL User's Manual. San Paulo, Brasilian, Aug. 1997.

5. Жижимов О.Л. Введение в Z39.50. Новосибирск, Изд-во НГОНБ, 2000. 196 с.