4.6. Информационные технологии Интернета

Основные ячейки Интернета — ЛВС. Если ЛВС подключена к Ин­тернету, то и каждая рабочая станция этой сети также может подклю­читься к Интернету.

Для создания каналов связи применяют все виды средств: от теле­фонного кабеля до спутниковой связи. Интернет представляет собой совокупность физически взаимосвязанных хост-компьютеров. Каждый подключенный к сети компьютер имеет свой адрес, по которому его мо­жет найти абонент из любой точки мира. Пользователи Интернета под­ключаются к сети через компьютеры специальных организаций, кото­рые называются поставщиками услуг сети — интернет-провайдерами (от англ. provider — поставщик). Провайдеры имеют множество линий для подключения пользователей и высокоскоростные линии связи для подключения их к остальной части Интернета. Мелкие поставщики подключены к более крупным и т.д.

Компьютеры, подключенные к Интернету, называются ее узлами или сайтами (site — место). Узлы, установленные у провайдеров, обеспечива­ют доступ пользователей к Интернету. Многие фирмы создают веб-узлы (от англ. web — паутина, сеть, сплетение) в Интернете, с помощью кото­рых они распространяют информацию о своих товарах и услугах.

Подключение к Интернету с помощью провайдера означает, что вы с помощью своего модема устанавливаете соединение с компьюте­ром — поставщиком услуг сети, который связывает вас с Интернетом. В настоящее время используется несколько вариантов подключения к Интернету:

• постоянное подключение (24 часа в сутки). Абонент подсоединя­ется с помощью выделенной линии связи, которая обеспечивает высокую скорость передачи информации. Используется средними и крупными фирмами, в частности интернет-провайдерами;

• некоммутируемое соединение. Более надежное соединение. Этот способ используют в основном пользователи-профессионалы.

• коммутируемое IP-соединение (Internetwork Protocol — межсете­вой протокол). Через обычную телефонную линию модем абонента связывается с модемом провайдера. Это сеансовое соединение, так как во время сеанса абонент — полноправный пользователь Ин­тернета, но по окончании сеанса связь с Интернетом разрывается.

В рамках указанных режимов имеются еще несколько модификаций подключения. Так, например, сеансовое подключение возможно по обычным аналоговым телефонным линиям связи (режим Dial-Up) и асинхронное подключение по цифровым линиям (режим ADSL) с возможностью использования спутниковой связи. В первом режиме обмен данными в сети не превышает пропускной способности сети, на­пример около 33 кбит/сек. В последнее время популярным стало ис­пользование спутникового канала, скорость передачи которого может быть в несколько раз выше обычного — 256—512 кбит/сек. Кроме того, возможен доступ в Интернет через мобильный телефон по протоколу WAP.

Существует два основных понятия — адрес и протокол. Свой уни­кальный адрес имеет любой компьютер, подключенный к Интернету. Даже при временном соединении по коммутируемому каналу компью­теру выделяется уникальный адрес. Адрес должен иметь формат, позво­ляющий вести его обработку автоматически, а также должен нести не­которую информацию о своем владельце. С этой целью для каждого компьютера устанавливается два адреса: цифровой IP-адрес и домен­ный адрес.

Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а домен­ный — для восприятия пользователем. Цифровой адрес можно записать в десятичном виде. Например, адрес сети — 195.34, адрес подсети — 32, адрес компьютера — 11; полный адрес — 195.34.32.11. Доменный адрес может выглядеть так — В данном примере буквы «http» обозначают протокол обмена данными (гипертекст), буквы «dialup.mtu» — имя провайдера, а буквы «ru» — домен России.

По мере роста сети стало обременительным держать большие списки имен на каждом компьютере. Для того чтобы решить эту проблему, бы­ла придумана система доменных имен — DNS (Domain Name System). Для СССР был выделен домен «su». После 1991 г., когда республики Союза стали суверенными, многие из них получили свои собственные домены. Однако домен СССР сохранился, ибо просто так выбросить домен из сервера имен нельзя: на основе доменных имен строятся адре­са электронной почты и доступ ко многим другим информационным ресурсам Интернет. Поэтому гораздо проще для России оказалось ввес­ти новый домен к существующему домену СССР, чем заменить послед­ний. Таким образом, в России существуют предприятия с доменными именами и СССР, и России.

Вслед за доменами верхнего уровня следуют домены, определяющие либо регионы, либо организации. Далее идут уровни, которые могут быть закреплены либо за небольшими организациями, либо за подразде­лениями больших организаций.

Сетевой протокол устанавливает правила работы компьютеров сети. Стандартные протоколы обеспечивают взаимодействие разных ком­пьютеров на одном языке. Таким образом осуществляется возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем. На нижних уровнях ис­пользуются два основных протокола: IP — интернет-протокол и ТСР — протокол управления передачей. Так как эти два протокола тесно вза­имосвязаны, то часто их объединяют и говорят, что базовый протокол в Интернете — TCP/IP. Все остальные протоколы строятся на их базе. Конечные пользователи глобальной сети — host-компьютеры. Именно на их основе и функционирует Интернет.

Протокол ТСР разбивает информацию на порции, нумерует все порции, чтобы при получении можно было правильно собрать инфор­мацию. Каждый пакет получает заголовок ТСР, где, кроме адреса полу­чателя, содержится информация об исправлении ошибок и о последо­вательности передачи пакетов. Затем пакеты ТСР разделяются на еще более мелкие пакеты IP. Пакеты состоят из трех различных уровней, каждый из которых содержит: данные приложения, информацию ТСР, информацию IP. Перед отправкой пакета протокол ТСР вычисляет кон­трольную сумму. При поступлении снова рассчитывается контрольная сумма, и если пакет поврежден, то запрашивается повторная передача. Затем принимающая программа объединяет пакеты IP в пакеты ТСР, из которых реконструируются исходные данные. Протоколы TCP/IP обеспечивают передачу информации между компьютерами. Все осталь­ные протоколы с их помощью реализуют дополнительные функции Интернета.

Ресурсы Интернета представлены в настоящее время расширенным составом категорий. Информационные ресурсы Интернета — это вся совокупность информационных технологий и БД, которые доступны при помощи этих технологий. К их числу, например, относятся:

• электронная почта;

• система телеконференций Usenet;

• система файловых архивов FTP (File Transfer Protocol);

• информационная сеть WWW;

• информационная система Gopher;

• информационная система WAIS (Wide Area Information Service);

• справочные книги Х.500;

• справочная служба WHOIS.

Доминирующий режим доступа к информационным ресурсам Ин­тернета — on-line. Серверы электронной почты обмениваются информа­цией друг с другом по протоколу SMTP (Simple Mail Transfer Protocol).

Эффективное массовое средство электронных коммуникаций — элек­тронная почта. Любой пользователь Интернета имеет свой почтовый ящик в сети. Если учесть, что через Интернет можно принять или ото­слать сообщения еще в два десятка международных компьютерных сетей, некоторые из которых не имеют сервиса on-line, то становится понятным, что почта предоставляет возможности в некотором смысле даже более широкие, чем просто информационный сервис Интернета. Электронная почта во многом похожа на обычную почтовую службу. Корреспонденция подготавливается пользователем на своем рабочем месте либо с помощью программы подготовки почты, например Out­look Express, либо просто в обычном текстовом редакторе, например Word. Затем пользователь вызывает программу отправки — и сеанс об­мена почтовым сообщением окончен.

Система телеконференций Usenet построена по принципу электрон­ных досок объявлений, когда любой пользователь может поместить свою информацию в одну из групп новостей Usenet, и эта информация станет доступной другим пользователям, которые на данную группу но­востей подписаны.

Система файловых архивов FTP — это огромное распределенное хра­нилище всевозможной информации, накопленной за последние годы в сети. Любой пользователь может воспользоваться ресурсами этого хра­нилища и скопировать интересующие его материалы. Объем програм­много обеспечения в архивах FTP составляет терабайты информации. Кроме программ для ЭВМ в FTP-архивах можно найти стандарты Ин­тернета, пресс-релизы, книги по различным отраслям знаний и многое другое.

Распределенная гипертекстовая информационная система World Wide Web — самая популярная технология Интернета. Темпы развития этого сервиса очень высоки. Этот режим предоставляет удобный доступ к большинству информационных архивов Интернета. Особенность сис­темы в механизме гипертекстовых ссылок, благодаря которому пользо­ватель может просматривать материалы в порядке выбора этих ссылок [30, 66]. В гипертексте на основе ассоциативной связи организуется не­линейная последовательность записи и чтения информации. Синтез этой концепции и полиморфизма приводит к новой концепции гипер­медиа, в рамках которой между блоками информации, представленной в различной форме (текстовой, графической и других), организуются ассоциативные связи. Эти новые концепции работы с данными дают возможность решить проблемы, связанные с эффективностью процесса получения информации. Многие интерфейсы данной технологии по­зволяют выбирать интересующий материал простым нажатием кнопки мыши на нужном слове или поле графической картинки. Поскольку категория гипертекста имеет хорошую перспективу, рассмотрим эту технологию более пристально.

Исторически сложилось так, что основная масса источников содержит информацию, изложенную в линейной последовательности. Так, на­пример, в учебнике обычно в начале излагаются определения терминов и понятий по определенной проблеме, затем приводится информация концептуального характера, рассматриваются цели, задачи, функции систем определенного класса. Далее даются более детальные характери­стики — технология функционирования, этапы разработки, критерии и оценка качества системы и др.

Вместе с тем решение экономических, научных, технических, произ­водственных, управленческих задач делает необходимыми анализ и син­тез информации на уровне каких-либо отдельно взятых признаков или фрагментов источников, например оценки состояния не только какой- либо определенной системы, но также и систем различных классов. Та­ким образом, возникает необходимость поиска и получения соответству­ющих сведений на уровне родственных фрагментов текстов, имеющихся в разнообразных источниках.

Один из путей решения подобной задачи — создание гипертекстов как новой и оригинальной разновидности источников информации. В более широком смысле гипертекст может рассматриваться как система источников информации. Гипертекст — это информационный массив, на котором заданы и автоматически поддерживаются ассоциативные связи между выделенными элементами, понятиями, терминами или раз­делами. В гипертексте логические блоки связаны друг с другом в нели­нейной последовательности. Материальная реализация гипертекстов может быть осуществлена посредством традиционных носителей ин­формации, например в виде картотеки, словарей, а также симбиозом средств различных классов, чаще всего с применением ЭВМ, с соответ­ствующим структурированием, форматированием и отображением ин­формации.

Форма существования гипертекста — гиперсреда. Гиперсреда — это комбинированное информационное пространство, с которым взаимо­действует пользователь с помощью ЭВМ. Это пространство включает в себя такие средства, как текст и гипертекст, графику, звуковое сопро­вождение.

Концепция гипертекста состоит в следующем. Какая-либо область знаний (проблема, тема, задача) путем деления (классификации) пере­водится на уровень дискретных знаний в виде когнитивных информа­ционных элементов. Каждый элемент взаимосвязан с другими элемен­тами ИС. Характер связи между элементами задается путем присвоения каждому элементу определенных обозначений. Таким образом, пользо­ватель имеет возможность проводить ассоциативный поиск информа­ции по различным направлениям, менять в интерактивном режиме его стратегию. Элементы гипертекста — это документы и (или) фрагменты документов с описанием проблем, идей, гипотез, резюме, постановок задач, методов, формул, списков источников, таблицами, схемами, ри­сунками и др. Необходимо отметить, что гипертекст становится ГТС, если он соединяется с информацией другого рода — музыкой, картами, чертежами, фотографиями, фильмами. Гипертекстовая система — это способ построения гипертекста для представления информации и управ­ления ею, при котором она реализуется в форме сетей, разнородных по видам информации узлов, объединенных с помощью типовых ссылок.

Эффективность выполнения разнообразных функций ГТС в значи­тельной мере определяется уровнем ее структуры. Структура ГТС в ло­гическом отношении состоит из трех основных подсистем:

1) текстовая база данных;

2) семантическая сеть, реализующая связи компонентов текста;

3) интерфейс пользователя для взаимодействия пользователя и ЭВМ использования текстовой базы данных с семантической сетью.

Текстовая БД может содержать разнородную, как по содержанию так и по форме представления информацию. Это могут быть фрагменты до­кументов, отдельные документы, их совокупности, музыка, фильмы, фо­тографии, чертежи, рисунки, таблицы, карты, графики и др. Документы гипертекстовой структуры иногда называют «HTML-документы».

В зависимости от способа реализации семантической сети и уста­новления связи между элементами информации гипертекстовая БД мо­жет быть линейного, иерархического и сетевого типов. Разнообразие видов связей и их внутривидовых модификаций реализуется посред­ством системы ссылок, меток, шифров. Каждый логический элемент текста, например записанный на отдельной карточке, имеет соответ­ствующий набор ссылок, определяющий характер и объем его связей с остальными элементами гипертекстовой БД.

Технология создания гипертекста отличается от технологии созда­ния обычного текста. Необходимо прежде всего обеспечение нелиней­ной организации текста, образование механизма связей между его фрагментами и дружественного к пользователю интерфейса. ГТС по своей природе интегрирует средства создания, представления, обмена и аннотирования данных. Для ее создания необходимо определить ти­пы данных (текст; таблицы; мультипликация; черно-белая, полутоно­вая, многоцветная графика и т.д.), систему навигации по тексту и стра­тегию внесения изменений.

Процесс создания ГТС предусматривает четыре этапа:

1) перевод текста и изображений в машиночитаемую форму;

2) векторизация, придание соответствующим элементам гипертекс­та форм графических объектов;

3) форматирование декларативных и процедурных частей докумен­тов, вводимых в ГТС;

4) организация диалогового поиска, взаимодействия пользователя и ГТС.

Перевод в машиночитаемую форму текста и изображений обычно выполняется с помощью сканирующего устройства. Полученные рас­тровые изображения переводятся в графические объекты в процессе векторизации.

Типичный представитель гипертекста как нового средства записи, хранения представления информации — гиперкарта (HyperCard). Ги­перкарта — это набор программных средств, позволяющих пользовате­лю интегрировать информацию в интерактивном режиме. Гиперкарта дает возможность синтезировать разнородную информацию в рамках одной программы, а также связывать информацию на различных картах посредством карт — указателей связей.

Эксплуатируемые в настоящее время ГТС ориентированы на реше­ние разнообразных задач. Так, например, посредством вышеописанной гиперкарты можно моделировать механизм мыслительных операций, отображать концепции, гипотезы, ассоциации в виде специфических способов организации и использования информации. На базе ППП гиперкарты фирма Apple Computer создала библиотечную систему «Путешествие по библиотеке». Система построена в виде демонстрации последовательности экранов, содержащих различную информацию.

На базе пакетов ППП гиперкарты создана ГТС Metareference, предна­значенная для автоматизации семинарской работы студентов. В систему вводятся и обрабатываются три вида информации: библиографические описания первоисточников, тексты рефератов студентов и замечания по рефератам. При обращении к системе экран дисплея делится на два окна: в одном отображается анализируемый текст, а в другом можно просматривать дополнительную информацию по теме реферата. Управ­ление информацией в окне осуществляется путем выбора курсором управляющих символов на экране. Система позволяет просматривать документы, корректировать их, добавлять замечания студентов по ре­фератам. Пользуясь системой, любой из студентов может ознакомиться с текущим состоянием обсуждения, имеющимися рефератами и замеча­ниями по ним, использованными первоисточниками и др.

Гипертекстовая технология работы с документами и БД непрерывно развивается. Вместе с тем в настоящее время в Интернете возникают и новые средства отображения документов. В 1999 г. компания W3C ) приняла новый стандарт хранения и структуризации ин­формации — XML. Технология XML главным образом предназначена для обмена информацией между неоднородными компьютерными сис­темами, а также может быть использована для создания открытых БД. В том же году была также принята на вооружение технология XSL, ко­торая позволяет трансформировать XML-документы в другие типы че­рез шаблонные описания. Посредством XSL можно извлечь определен­ные документы из XML-базы и трансформировать их в HTML-поток для пользовательского браузера.

Таким образом, наиболее гибким и перспективным вариантом раз­работки шаблонов представления электронных документов будет созда­ние шаблонов на языке XSL, а не HTML. Кроме того, XSL в отличие от HTML позволяет разделить данные и функциональную структуру. При изменении документов существенно уменьшается вероятность ухудше­ния работоспособности системы в целом.

На веб-сайте W3C также можно найти информацию о такой весьма полезной технологии, как технология RDF (Resource Description Frame­work). RDF — это оболочка описания ресурсов, хранящихся на веб-стра­нице. Она обеспечивает улучшенный обмен машиночитаемой докумен­тации между веб-системами. Стандарт RDF предназначен в основном для автоматизированных систем поиска документов.

В последнее время для обеспечения лучших эргономических свойств документов, содержащих экономическую информацию, стали активно применяться графические средства. Особенно эффективны они оказа­лись в системах презентационного и рекламного характера. В настоящее время наиболее интенсивно развивается так называемая Flash-техноло- гия. Средства этой технологии позволяют разрабатывать оригинальные графические документы, пользовательские интерфейсы с включением анимации, видео и звука. На Flash можно создавать полноценные муль­тимедиа приложения, в результате чего создание презентационных ма­териалов различных фирм и товарной продукции становится относи­тельно простым.

Существенное развитие ГТС получили в результате реализации пя­той рамочной программы Европейского союза «Технология информа­ционного общества» [66]. Она была рассчитана на 1998—2003 гг. и имела общий бюджет 3,6 млрд евро. В этой программе предусматривались че­тыре исследовательских направления:

• системы и службы для граждан;

• новые формы и способы работы и электронной коммерции;

• содержание и средства мультимедиа;

• важные технологии и инфраструктуры.

Можно сказать, что ГТС и система универсальных адресов дает воз­можность использования практически всех информационных ресурсов Интернета. Многие фирмы взяли WWW на вооружение для электронно­го представления своих информационных материалов — прайс-листов продукции, рекламных сообщений, новых изданий, электронных вер­сий журналов и др. В системе WWW существует большое количество различного рода каталогов, которые позволяют ориентироваться в сети. Кроме того, пользователи могут иметь доступ даже к удаленным про­граммам, смотреть фильмы по сети. Такой сервис не обеспечивается другими информационными системами Интернета.

Система Gopher еще одна распределенная ИС Интернета. В основу ее интерфейсов положена идея иерархических каталогов. Внешне Gopher выглядит как огромная файловая система, которая расположена на ма­шинах сети. Первоначально Gopher задумывался как информационная система университета с информационными ресурсами факультетов, кафедр, общежитий и т. п. В России Gорhег-серверы не так распростра­нены, как во всем мире; профессионалам больше нравится WWW

Система WAIS — распределенная информационно-поисковая систе­ма Интернета. В основу этой системы положен принцип поиска инфор­мации с использованием логических запросов, основанных на приме­нении ключевых слов. Пользователь проводит поиск по всем серверам WAIS на наличие документов, соответствующих запросу. Система ши­роко применяется в других информационных сервисах Интернета, например в WWW и Gopher, как поисковая машина. Наиболее извест­ным проектом, где была применена WAIS, является электронная версия энциклопедии «Британик».

Система Х.500 — европейский стандарт для компьютерных справоч­ных служб. БД Х.500 содержат информацию о пользователях сети, их электронные и обычные адреса, идентификаторы и реальные имена, должности и места службы. Кроме того, в них хранится информация не только о физических лицах, но и об организациях. В последнем случае дается краткое описание основных направлений их деятельности.

Система WHOIS — служба, аналогичная по назначению системе Х.500, но это детище Интернета. WHOIS — распределенная система, поэтому если не указан адрес конкретного сервера запросы отправля­ются по всему множеству серверов WHOIS в Интернете.

Эффективность практического применения ресурсов Интернета во многом определяется средствами поиска и доступа к нужной информа­ции. В сети существуют несколько типов информационно-поисковых систем:

• по каталогам, формируемым на основе информации веб-страниц;

• поиск по ftp-адресам;

• поиск посредством других поисковых систем.

Как правило, страницы рассортированы по каталогам Интернета. Если пользователя интересует не отдельная страничка или сайт, а опре­деленная тематика, например учет материальных ресурсов, необходимо войти в раздел «экономика» и в рамках этого раздела включать средства поиска. Самые популярные поисковые системы в российской части Ин­тернета — это Rambler ( , Yandex ). List.ru ( и др.

Поисковые системы существуют не только для WWW. Собственные поисковые машины имеются и для серверов FTP. Так, например, посред­ством этого класса АИПС ( ) можно найти электронный адрес человека. Через сервера FTP удобно искать и скачивать программные продукты, предоставляемые фирмами на определенных условиях, иногда бесплатно.

В настоящее время существует много поисковых систем. Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. В последнее время появились небольшие поисковики третьего типа — мультипоисковые машины. За­дача этого класса систем включить в поиск ресурсы всех имеющихся АИПС, а затем по результатам поиска отсортировать дублирующиеся сведения. По такому принципу в российском Интернете работает «Бу­ки» ). Такие системы способны одновременно рабо­тать с 10—20 АИПС. К числу российских мультипоисковиков относится ДИСКо-Искатель ), которая может рабо­тать с российскими и зарубежными серверами.