Многоуровневая архитектура

В основу работы Базы Данных(БД) в системе заложен принцип многоуровневой архитектуры, который заключается в реализации двух основных принципов:

• минимизация функциональности клиентских компонентов, оставляющая за клиентом только функции пользовательского интерфейса; максимальное упрощение и унификация клиентского программного обеспечения;
• освобождение сервера БД от несвойственных ему функций.

На практике эти принципы реализуются введением в систему дополнительного звена -- сервера приложений.

Такие архитектуры более разумно распределяют модули обработки данных, которые в этом случае выполняются на одном или нескольких отдельных серверах. Эти программные модули выполняют функции сервера для интерфейсов с пользователями и клиента -- для серверов баз данных. Кроме того, различные серверы приложений могут взаимодействовать между собой для более точного разделения системы на функциональные блоки, выполняющие определенные роли.

Вообще говоря, термин ``многоуровневые архитектуры'' не предполагает какого-либо определенного принципа построения системы. Данное понятие применяется для характеристики любых архитектур, расширяющих схему клиент-серверного взаимодействия путем введения дополнительных промежуточных компонентов. Отдельно следует отметить многоуровневые системы на основе менеджеров транзакций (модель ТМ), которые позволяют одному серверу приложений одновременно обмениваться данными с несколькими серверами баз данных, что наиболее важно с точки зрения построения распределенной информационной системы, предназначенной для интеграции информационных ресурсов. Менеджер транзакций -- это приложение, с помощью которого можно согласовать работу различных компонентов информационной системы.

Основные задачи, для решения которых применяется многоуровневый подход, обычно сводятся к следующим:

• повышение производительности системы за счет переноса части функциональности на аппаратно выделенные сервера приложений;
• повышение структурированности программных систем за счет реализации компонентов в виде независимых модулей (объектов), допускающих повторное использование; обеспечение возможности комплектации готовой системы из таких модулей;
• потребность в интеграции различных приложений в едином интерфейсе -- формирование доступа ко всем ресурсам и программным средствам через единую точку входа (портал).

В определении документа (ср. с определением на стр. ) полностью отсутствует презентационная часть. Предполагается, что получатель документа способен задать правила (выбрать стиль) для отображения его в нужном виде. Например, если речь идет о передаче HTML-документов, то логично предположить, что в роли их адресата выступает не человек, а пользовательский агент -- браузер, который имеет алгоритм разбора и отображения HTML-документа на графическом дисплее или другом устройстве. Вообще говоря, электронный документ не обязательно должен отображаться в приемлемом для человека виде -- т.к. он должен использоваться для обмена данными между различными ИС или другими приложениями.

В рамках определенных требований мы приходим к необходимости построения ИС, поддерживающей ЭБ, на основе пятиуровневой архитектуры. На каждом уровне реализовывается отдельный вид обработки данных:

Figure: Многоуровневая архитектура

1. хранилище данных (ХД) -- набор зарегистрированных баз данных, структура которых задана в системе регистрации данных;
2. базовые информационные структуры (БИС), объединение которых составляет содержание коллекций;
3. провайдер данных (ПД) -- приложение, обеспечивающее обработку унифицированных именованных запросов к коллекция и формирование ``внутреннего представления документа'' (ВПД);
4. обработчик ВПД -- формирует унифицированные именованные запросы к коллекции и отбор информации в ВПД;
5. формирование ``презентационного представления документа'' (ППД) в соответствии с выбранным стилем -- приложение, которое осуществляет визуализацию документа в удобном для пользователя виде, а также пользовательский интерфейс, с которого вводятся параметры запроса.

Данная архитектура обеспечивает взаимодействие служб:

• публикации данных, поддержка и их аутентичности и качества;
• поиска и представления информации;
• анализа распределенных данных.
• поддержку интероперабельности в глобальной программно-аппаратной инфраструктуре;
• поддержку диспетчеризации, включая идентификацию доступных ресурсов, статистика использования и загрузки ресурсов и пр.;
• поддержку системы безопасности и контроля доступа, в т.ч. гибкое регулирование объема прав и привилегий пользователей;
• поддержку использования данных в удаленных архивах (включая протоколы, которые необходимо использовать для работы с гетерогенными источниками данных, и библиотеки программных комплексов) и др.

Figure: Пример работы атласа ``Атмосферные аэрозоли Сибири''

Все эти механизмы составляют основу системы ``усвоения данных (документов)'' -- системы превращения информации в систему библиотек, оперирующих с ``документами''. Сама по себе информация, хранящаяся в репозиториях (архивах) является только лишь набором битов, комбинацией данных и метаданных, выполненных с использованием адекватного языка описания или разметки. Как именно конкретный пользователь (приложение) будет использовать эту информацию, определяется пользователем в соответствии с метаописанием. ЭБ можно рассматривать как пример виртуальной организации унифицирующей механизмы работы с документами - большая часть компонентов системы может находиться в разных местах, при выполнении прикладных задач эти компоненты могут функционировать независимо, а интероперабельность и унифицированность достигается использованием согласованного набора протоколов и служб, действующих на основе метаинформации. Единство достигается, прежде всего, за счет унифицированного интерфейса и централизованного администрирования.

Создаваемые технологии должны предоставлять возможности для точного и адекватного удовлетворения потребностей пользователей, формально обращающихся к одной и той же информации (документу из архива). Реализация распределенной информационной системы позволит перейти к построению интеллектуальной системы обработки запросов, например в идеологии популярной сегодня технологии GRID, главную роль в которой играет программное обеспечение, реализующее функцию управления моделями данных и метаданных (диспетчера). Полученный от приложения запрос направляется в систему обработки, которая посредством системы поиска информации разыскивает необходимые данные и после выполнения удаленных процедур (например, выделения требуемого подмножества из данного множества) возвращает затребованные данные приложению. Разработанная в рамках данного подхода динамическая система формирования электронных коллекций предоставляет необходимые возможности для удовлетворения потребностей пользователей.