Проблемы создания и интеграции информационных ресурсов и продуктов являются приоритетными направлениями развития многих стран, в том числе и России, где эти проблемы отнесены к критическим направлениям развития современного общества. Стремительное развитие глобальных информационных и вычислительных сетей ведет к изменению фундаментальных парадигм обработки данных, которые можно охарактеризовать как переход к поддержке и развитию распределенных информационно-вычислительных ресурсов. Технологии использования распределенных информационно-вычислительных ресурсов получают все больший приоритет в информационном обществе. При этом наблюдаются переход к исключительно распределенной схеме создания, поддержания, хранения ресурсов и, в то же время -- стремление к виртуальному единству посредством предоставления свободного доступа к любым ресурсам сети через ограниченное число ``точек доступа''. Постулируется принцип формирования в ресурсах ``Сети'' единого, математически однородного поля компьютерной информации, которое способно стать универсальным и машинонезависимым носителем данных, унифицированных программ и глобально распределённых вычислительных процессов.
Необходимость разработки механизмов, обеспечивающих как функционирование общей информационно-аналитической рабочей среды, так и доступ к научным ресурсам, и их сохранность, является приоритетным направлением для задач информационной поддержки научных исследований. Эти вопросы приобретают особую важность для исследований экологических систем, когда различные группы исследователей (вследствие особенностей решаемых проблем, а также природы вопросов, связанных с окружающей средой), разделенные географически, должны осуществлять совместную работу, обмен данными и знаниями, и координировать свои действия с целью оптимизации использования информационно-вычислительных ресурсов, сервисов и приложений.
Тесное кооперирование информационных технологий и предметных наук способствует пониманию как глобальных, так и региональных природных процессов, взаимодействия процессов, формирующих природную окружающую среду. Здесь информационные технологии играют определяющую роль в разработке базовой инфраструктуры исследований, позволяя ученым сконцентрироваться на их задачах, и обеспечивают среду публикаций научных результатов в Интернет. Следует отметить, что в настоящее время сбор данных об окружающей среде и корректное использование полученных таким образом наборов данных приобретает все большее значение. Данные об окружающей среде часто незаменимы; они всегда уникальны, хотя бы по времени их получения. Их сбор часто обходится очень дорого. По этим причинам огромную важность имеет задача получения максимальной пользы от данных, полученных в результате каждого исследования.
Эти задачи являются основой разработок по созданию интегрированной системы предоставления фактографической информации и предоставлению в объединенное пользование вычислительного и поддерживающего оборудования и программного обеспечения, необходимого для эффективного доступа к данным -- виртуальной среды работы с ресурсами. Цель работ -- выбор и отработка технологий, предназначенных для интеграции распределенных баз данных наблюдений, мониторинга, анализа и моделирования состояния экосистем, с целью изучения и прогнозирования природных, социальных и экономических последствий, вызванных как естественными, так и антропогенными изменениями в экосистемах и разработки рекомендаций и подходов к оптимальному управлению функционированием экосистем.
Создаваемая пилотная модель виртуальной среды (распределенные базы данных и метаданных) является основой для создания распределенной информационной виртуальной среды для обмена данными (наукоемкими ресурсами) для научных исследований, с единой точкой доступа (порталом). При этом информационный портал выступает как:
Принципы, регламентирующие разработку современных распределенных информационных систем (ИС), ориентированы на современное состояние и ближайшую перспективу развития фундаментальных базовых технологий. При этом предполагается удовлетворение следующих основных требований к ИС:
Эти требования обеспечивают возможность совместной работы в сети распределенных разнородных информационных ресурсов (включая программы, базы данных, базы знаний, файлов данных и др.), поддержанных разнообразными программными и аппаратурными платформами.
Сформулированные в данном отчете основные положения базируются на перспективных методах и средствах поддержки интероперабельных сред неоднородных информационных ресурсов.
Предлагаемые архитектурные решения построения виртуальной среды основаны на идее многоуровневой архитектуры, т.е. на идее использования промежуточного архитектурного слоя (middleware), определяющей способность совместной деятельности (интероперабельности) компонентов систем для решения различных задач. Компонентами ИС являются произвольные информационные ресурсы -- программные компоненты, базы данных, базы знаний, файлы данных (включая мультимедийную информацию), компоненты существующих информационных систем, и др., которые существуют независимо от аппаратно-программных платформ их реализации и размещения в пространстве. Этот слой расположен обычно над сетевой архитектурой, являющейся необходимой предпосылкой такой совместной деятельности компонентов и обеспечивающей их взаимосвязь.
Отметим, что при разработке ИС большую роль играет то, каким образом ими публикуется информация, насколько она доступна для различных пользователей. Чаще всего ИС оказывается спроектированной для взаимодействия только с одним типом клиентов, например, человеком. Точнее, она не предусматривает единого механизма работы с разнородными клиентами. Поэтому при реализации таких механизмов информационные системы превращаются в разрозненный набор компонентов, которые настроены на конкретного пользователя и нередко дублируют друг друга. Например, библиотечная система может предоставлять веб-доступ к своим архивам для интернет-посетителей, отдельный интерфейс для обслуживания собственных серверов, находящихся в удаленных филиалах библиотеки, набор сервисов для взаимодействия с другими библиотеками, и еще несколько компонентов для обслуживания автоматических поисковых агентов с разными задачами и функциональностью.