Аннотация Часто при поиске данных по свойству того или иного вещества неискушенный пользователь не знает к какой информационной системе по свойствам неорганических веществ и материалов (ИС СНВМ) стоит прибегнуть для первичного сбора информации. Поэтому актуальным является создание специализированной ИС, позволяющей потребителю данных по свойствам неорганических веществ получить возможность просмотра связанной информации по свойствам заданной химической системы в разных ИС СНВМ из одного места, которое условно называется “единой точкой входа”. Созданию именно такой ИС, являющейся единой точкой входа для пользователя в ИС СНВМ, посвящена настоящая работа [1]. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ, проекты 16-07-01028, 14-07-00819 и 15-07-00980.
Основная идея заключается в предоставлении пользователю возможности выбора химических элементов (из периодической таблицы Менделеева), образующих химическую систему. Имея набор выбранных пользователем элементов, ИС единой точки входа должна осуществить поиск ИС СНВМ, содержащих сведения о свойствах фаз выбранной химической системы, для чего используется метабаза – специализированная база данных, хранящая справочные сведения о содержимом интегрируемых ИС СНВМ. Метабаза и механизмы ее наполнения были разработаны ранее при создании интегрированной ИС СНВМ [2].
Опишем содержимое метабазы в терминах
теории множеств [
W , где d D, s S , p P , интерпретируется следующим образом: “в интегрируемой ИС d содержится информация по свойству p химической системы s ”.
Поиск релевантной информации s сводится к определению вида отношения R , являющегося подмножеством декартова произведения S S (иными словами, R S 2 ). Таким образом, о любой паре (s1, s2 ) R можно сказать, что система s2 является релевантной системе s1 . Т.е., чтобы решить задачу поиска релевантной информации в интегрируемых информационных системах, необходимо определить отношение R .
При построении ИС единой точки входа в ИС СНВМ отношение релевантности строится следующим образом: для любых множеств s1 S, s2 S , состоящих из химических элементов eij ,
s1 {e11, e12,.., e1n}, s2 {e21, e22,.., e2m} верно, что если s1 s2 , то (s1, s2 ) R . Как видно из условия, отношение R симметрично. Таким образом, получим в качестве релевантных только те химические системы, вещества и модификации, которые состоят из одного и того же набора химических элементов (одинаковые химические системы). Как правило, этот способ построения отношения R является наиболее часто используемым при поиске всех свойств заданного химического вещества или системы через единую точку входа.
Поскольку поиск релевантной информации
выполняется в метабазе, единая точка входа
предоставляется для всех ИС СНВМ, описанных в
метабазе. В настоящее время интегрированная ИС
СНВМ консолидирует все разработанные в ИМЕТ
РАН информационные системы: Фазы, Elements,
Диаграмма, Кристалл и Bandgap [4], а также ИС
“ТКВ” по термическим константам веществ,
разработанную в ОИВТ РАН и МГУ. Благодаря
проделанной работе по международной интеграции,
удалось включить в состав интегрированной
системы ИМЕТ РАН ИС AtomWork (разработанную
в National Institute for Materials Science (NIMS),
Япония), содержащую информацию о более чем 23
тыс. неорганических веществ [
Пользовательский интерфейс является интерактивным за счет использования библиотеки jQuery, облегчающей взаимодействие с HTML DOM (Document Object Model – объектная модель документа) и предоставляющей удобный интерфейс (API) для работы с AJAX (Asynchronous Javascript and XML – асинхронный JavaScript и XML). Рисунок 1 Выбор химической системы по набору элементов
Опишем принцип работы Web-приложения. Основной элемент интерфейса пользователя – интерактивная таблица Менделеева (рис. 1). Пользователю предоставляется возможность выбора химических элементов из таблицы Менделеева, образующих химическую систему. При нажатии на каждый химический элемент (выбор или снятие выбора) происходит его подсветка за счет применения классов из каскадных таблиц стилей (CSS) с помощью библиотеки jQuery (язык программирования JavaScript): $(".Mendeleev .element").click(function() { // клик на элементе
$(this).toggleClass("selected"); // переключаем класс
var arr = []; $(".Mendeleev .selected").each( function( ) { arr.push($(this).children(".name").text ()); }); arr.sort(); var st = arr.join("-"); $(".result").html(""); if (st == "") { $(".Mendeleev .inactive").show(); $(".Mendeleev .active").hide(); } else { $(".Mendeleev .inactive").hide(); $(".Mendeleev .active").show();
ProcElements(st); } $(".Mendeleev .selectedSystem").html(st); });
Одновременно в случае наличия выбранных химических элементов происходит вызов функции ProcElements, которая обеспечивает отправку асинхронного AJAX-запроса к HTTP-обработчику http://meta.imet-db.ru/JSON_Elements.ashx, являющемуся сервисом поиска релевантной информации: function ProcElements(elements) {
$(".result").html("<center><img src='/i/loaderlight.gif' alt='подождите...' width=24 height=24 /></center>"); $.ajax({ type: "post", url: "/JSON_Elements.ashx", data: { "mode": "getelementsinfo", "elements": elements }, dataType: "json", error: function(XMLHttpRequest, textStatus, errorThrown) { $(".result").html("<center><span class='err'>ajax error textStatus=" + textStatus + ", errorThrown=" + errorThrown + "</span></center>"); }, success: function(json) {
if (json.MsgRu != "" || json.MsgEn != "") { $(".result").html("<center><span class='err ru'>" + json.MsgRu + "</span><span class='err en'>" + json.MsgEn + "</span></center>")
return; } var st = ""; if (json.Data.Table[0].Row.length == 0) { st = "<center><span class='err ru'>нет данных</span><span class='err en'>нет данных</span></center>"; } else {
st = RenderDataAsTable_PopUp(json); // списокпопап } $(".result").html(st); });
При выборе, например, химической системы AsGa будет отправлен следующий POST запрос на адрес: http://meta.imet-db.ru/JSON_Elements.ashx содержащий данные mode=getelementsinfo&elements=As-Ga. Задача сервиса поиска релевантной информации – по множеству выбранных химических элементов вернуть перечень ИС СНВМ, содержащих сведения о заданной химический системе. Поскольку клиентская часть отработки информации реализована на JavaScript, как стандартном языке сценариев, поддерживаемом всеми браузерами, то сервис поиска формирует ответ в формате JSON (JavaScript Object Notation – нотация объектов JavaScript), который является естественным при использовании языка JavaScript. Приведем пример возвращаемого документа при поиске информации по элементу Ga (исключительно для краткости, т.к. по As-Ga размер JSON документа на порядок больше): {"MsgRu":"","MsgEn":"","Data":{ "Table":[ { "Row":[ { "Col":[ "5","31","-Ga","1","Ga","","1","Свойства элемента","","/elements/properties_all_gi ven.aspx?elem=#IDS#","Элементы","http://p hases.imetdb.ru/elements/","","post","http://phases .imetdb.ru/elements/GateElements.asp?chk=#CHKS UM#&t=#TOKEN#","ru"]}, { "Col":[ "7","16027","-Ga","1","Ga","","1","Information","","","At omWork (NIMS, Japan)","http://crystdb.nims.go.jp/index_ en.html","","link","https://loginmatnavi.nims.go.jp/sso/UI/Login?goto=http %3A%2F%2Fcrystdb.nims.go.jp%2Fcrystdb%2Fs earch-materialslist%3FisVisiblePeriodicTable%3Dtrue%26co ndition_type%3Dchemical_system%26need_mor e_type%3Dprototype_number%26condition_val ue%3D#ELEMENTS_PLUSinURL#&IDToken1=#CHKSU M#&IDToken1=#TOKEN#","en"]} ]}]}} Как видно, полученный JSON-документ возвращает в числе прочих данных ссылки для перехода на ИС СНВМ с релевантной информацией. Однако ссылки нуждаются в дальнейшей обработке в частности для замены “#CHKSUM#” и “#TOKEN#”, которые являются контрольной суммой (вычисленной с использованием хеш-функции MD5) с отпечатком параметров перехода и маркером безопасности (token) соответственно. За обработку и вывод пользователю информации из JSON-документа отвечает функция RenderDataAsTable_PopUp(json), результат работы которой виден на рис. 2. Рисунок 2 Список релевантной информации в ИС СНВМ для системы As-Ga
При наведении пользователем указателя на химическую сущность (систему, вещество или кристаллическую модификацию) выводится список свойств, доступных для просмотра в соответствующей ИС СНВМ (рис. 3). Рисунок 3 Список свойств в ИС “Диаграмма” для системы As-Ga.
Пользователь может, щелкнув по гиперссылке, прозрачно перейти через шлюз безопасности единой точки входа http://meta.imet-db.ru/gate/gateSAP.aspx, в ИС СНВМ с запрошенной информацией. При этом происходит автоматическое перенаправление на страницу с требуемой информацией, например, при переходе по ссылке “Фазовые диаграммы” пользователь увидит сразу затребованную информацию (рис. 4).
Таким образом, в работе на основе метода интеграции информационных систем (Enterprise Application Integration, EAI) реализована единая точка входа во все ИС СНВМ, описанные в каталоге информационных ресурсов метабазы (рис. 5). Желтыми стрелками на рисунке показаны потоки данных при запросах релевантной информации, зелеными стрелками показан переход пользователя из единой точки входа в ИС СНВМ с релевантной информацией, а синими стрелками обозначен переход пользователя из контекста одной из ИС СНВМ в контекст ИС СНВМ с релевантной информацией. Рисунок 4 Фазовая диаграмма для системы As-Ga в ИС “Диаграмма” Рисунок 5 Реализации интеграции ИС СНВМ методом EAI 3 Заключение
На текущий момент разработанная интегрированная ИС СНВМ является единственной успешной попыткой интеграции материаловедческих ИС на территории России. Достоверность приведенных в работе выводов подтверждается практической реализацией интегрированной ИС, которая может использоваться конечными пользователями для поиска и сбора информации (EAI) по свойствам неорганических веществ и материалов. Литература
User interface integration for the information systems on inorganic chemistry
Victor A. Dudarev, Nadezhda N. Kiselyova
Often unexperienced user faces difficulties on materials science information search since it is unknown what information system should be used. Therefore, development of single access point application is of great importance for users searching for materials science information since it allows them to browse relevant data in heterogeneous information systems.