CC BY
16
УДК 004.415.2
ПОИВС: ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ И ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ
Ю.А. Басалов
Проводится обзор этапов создания и проблем развития ПОИВС - Проблемно-Ориентированной Информационно-Вычислительной Системы по теории чисел. Основной упор делается на техническую составляющую системы. Рассматривается общая архитектура ПОИВС, а также проблема эффективного продвижения ПОИВС в поисковых системах.
Ключевые слова: информационные системы, интернет технологии.
ПОИВС - Проблемно-Ориентированная Информационно-Вычислительная Система - это интернет-ресурс, расположенный по адресу http://poivs.tsput.ru. В статьях [1, 2, 3] были обозначены основные цели создания ПОИВС, а также способы их достижения. Основной целью ПОИВС устанавливалось "создание единого информационного пространства для исследователей в области теории чисел". Другими целями создания ПОИВС планировались:
- информационная поддержка теоретических исследований,
- обеспечение ученых достоверными и методически обработанными результатами численных экспериментов,
- организация форума для различных категорий аудиторий (студенты, аспиранты, практики, теоретики),
- возможность дистанционного самообучения.
Основными частями ПОИВС должны были стать:
- Библиографический модуль: база данных, собранных из различных источников по теории чисел: книжных изданий, журналов, статей, материалов конференций (сами публикации, их переводы, аннотации, рефераты).
- Теоретический модуль: теоретическая и историческая информация по вопросам теории чисел.
- Дискуссионный модуль: форум, основная цель которого - обеспечение пространства для общения математического сообщества. Принципиальным его отличием является наличие поддержки математической символики. В качестве средства реализации этой возможности предлагается использовать язык ЬаТеХ.
- Вычислительный модуль: реализация численных и символьных алгоритмов, хранение результатов численных экспериментов.
- Модуль условных обозначений: основные понятия и их толкование, а также варианты их символической записи.
Необходимо признать, что на данный момент не все эти пункты были реализованы. Одна из причин этого - их неэффективность. Важным вопросом является оценка меры эффективности и способ, которым этот
100
показатель может быть измерен в рамках интернет-ресурса. В качестве интуитивного критерия можно выбрать посещаемость или насколько активно используется тот или иной функционал сайта (действительно, если каким-то функционалом никто не пользуется, то возникают сомнения в его качестве или практической пользе). В процессе существования выяснилось, что, например, дискуссионный модуль мало интересен пользователем, и от его дальнейшей разработки было решено отказаться. Вычислительный модуль на данный момент так же пользуется малой популярностью, но в этом случае проблема в отсутствии в его рамках достаточного количества алгоритмов. В первую очередь это связано с трудоемкостью разработки таких алгоритмов.
С другой стороны, теоретический и библиографический модуль показали свою эффективность. Во многом это определяется их содержанием. В них пользователи находят актуальную для них информацию. Здесь следует отметить следующий момент: в основном пользователи интернета находят информацию с помощью поисковых систем. Поэтому необходимо, чтобы сайт ПОИВС был хорошо представлен в поисковых системах (или как говорят, проиндексирован). В силу некоторых особенностей архитектуры эта задача является не такой тривиальной. Остановимся на ней несколько подробнее.
Рассмотрим предварительно архитектуру ПОИВС. Схематическая структура изображена на рис. 1.
Рис 1. Архитектура ПОИВС
Опишем основные составные части приложения более подробно.
Веб-интерфейс (клиентская часть) приложения выполняет единственную основную функцию - отображение системы в веб-интерфейсе и взаимодействие с пользователем. Она состоит из статических файлов, раздаваемых веб-сервером и затем отображаемых и взаимодействующих с пользователем в веб-браузере. В качестве веб-сервера используется Apache
101
(после соответсвующей настройки может использоваться любой другой веб-сервер). Вклиенткой части в основном используется язык программирования Javascript и каскадные таблица стилей CSS. Приложение построено по системе Single-Page Application (SPA) [51.
Вычислительный модуль позволяет производить математические расчеты в веб-браузере пользователя. Для более эффективного проведения расчетов используется технология WebWorker [6]. Все алгоритмы реализованы на языке программирования JavaScript. Технология WebWorker позволяет проводить вычисления в фоновом режиме. По окончании расчетов результаты будут автоматически отправлены на сервер, где будут сохранены для последующего анализа.
API [7] позволяет клиентской части, вычислительному модулю получать необходимые данные, а также изменять их. С целью стандартизации API реализует протокол OData. Open Data Protocol (OData) — это открытый веб-протокол для запроса и обновления данных. Протокол позволяет выполнять операции с ресурсами, используя в качестве запросов HTTP-команды, и получать ответы в форматах XML или JSON. Начиная с версии 4.0, OData — открытый стандарт, одобренный OASIS (англ. Organization for the Advancement of Structured Information Standards) — глобальный консорциум, который управляет разработкой, конвергенцией и принятием промышленных стандартов электронной коммерции в рамках международного информационного сообщества. Данный консорциум является лидером по количеству выпущенных стандартов, относящихся к Веб-службам. В OASIS входит свыше 5000 участников, представляющих более 600 различных организаций из 100 стран мира [8]). Соответственно, API поддерживает гибкий функционал получения, поиска и модификации всех типов данных (подробнее о типах данных см. раздел База данных).
Сервисная шина - связующее программное обеспечение, обеспечивающее централизованный и унифицированный событийно-ориентированный обмен сообщениями между различными информационными системами на принципах сервис-ориентированной архитектуры.
Шина обеспечивает унифицированное взаимодействие между службами, созданными в различных средах
Основной принцип сервисной шины — концентрация обмена сообщениями между различными системами через единую точку. Все настройки обработки и передачи сообщений предполагаются также сконцентрированными в единой точке, и формируются в терминах служб, таким образом, при замене какой-либо информационной системы, подключенной к шине, нет необходимости в перенастройке остальных систем.
Непосредственно шина написана на языке программирования Python. Для кросс-язычного взаимодействия шина имеет JSON-RPC-подобный интерфейс.
В вопросе индексации данных нас в первую очередь интересует клиентская часть. Технология SPA подразумевает, что сервер отдает какой-то каркас страницы и данные, а конечная отрисовка страницы проис-
102
ходит в браузере пользователя. Так как большинство поисковых систем не умеет эмулировать браузер, получается, что они не видят конечного содержимого страниц. Для того, чтобы преодолеть эту проблему для поисковых систем приходится получать полную версию страниц на стороне вебсервера и сохранять ее в кэше. Для отрисовки страниц на стороне вебсервера используется приложение PhantomJS [9]. Такой механизм позволяет быстро и эффективно отдавать реальное содержимое страниц поисковым системам.
Помимо этого проводится и другая работа, способствующая продвижению ПОИВС в поисковых системах. В конце 2015 года была начата программа по планомерному наполнению библиографического модуля материалами по теории чисел и общим вопросам математики (в данный момент он содержит почти 100 тысяч публикаций). Отметим, что все материалы размещаются на двух языках - английском и русском - с целью охватить аудиторию по всему миру.
Важной особенностью библиографического модуля ПОИВС является структурированность данных. К единому виду были приведены общая информация о статье, аннотация, выходные данные. Это позволило обеспечить сильную связанность библиографического модуля путем его пере-линковки. Однако открытым остается вопрос о приведении к единому виду библиографии. Это позволит извлекать из нее структурированные данные, и, впоследствии, еще более усилить связанность библиографического модуля путем добавления ссылок на источники.
Результатом работы по продвижению ПОИВС в поисковых системах стала его высокая популярность - за последний квартал библиографическим модулем ПОИВС воспользовалось почти пять тысяч человек. Преимущественным источником посетителей являются поисковые системы (70% всех посетителей из Яндекс, и 13 % из Google, см. рис. 2). Сайт посещали пользователи из более чем 80 стран, однако, подавляющее большинство посетителей из РФ (почти 80 %, см. рис. 3).
• Яндекс
• Прямые заходы
Переходы по ссылкам на сайтах Остальные
Рис. 2. Статистика по источникам посетителей сайта
103
Россия Украина
• Беларусь
• Казахстан ® США
Рис. 3. География посетителей сайта
Эти результаты говорят о том, что необходимо производить еще большую работу для расширения аудитории ПОИВС за пределы РФ и СНГ.
Список литературы
1. Басалов Ю.А., Басалова А.Н. ПОИВС: Архитектура и этапы создания // Чебышевский сборник, 2013. 14:4 (48). С. 13-25.
2. Добровольский Н. М., Реброва И.Ю. "ПОИВС "ТМК" иинформа-ционно-математическая подготовка студентов и аспирантов в области теоретико-числовых методов приближенного анализа". Роль университетов в поддержке гуманитарных научных исследований: в 2 т., доп. том // Материалы V Междунар. науч.-практ. конф. / ред. Вронский О.Г. Изд-во ТГПУ им. Л. Н. Толстого, Тула, 2010. С. 29 - 36.
3. Проблемно-ориентированная информационно-вычислительная система ТМК (теоретико-числовой метод Коробова) / Л.П. Добровольская, М.Н. Добровольский, Н.М. Добровольский, Н.Н. Добровольский // Роль университетов в поддержке гуманитарных научных исследований: Материалы V Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 т. / отв. ред. О. Г. Вронский. Тула: Изд-во ТГПУ им. Л. Н. Толстого, 2010.
4. Басалов Ю. А. Перспективы развития ПОИВС // Всероссийская научно-практическая конференция «Университет XXI века: научное измерение». 2016.
5. Одностраничное приложение // Википедия [Электронный ресурс]. URL: Мр8://щ^1к1реё1а.ог2М1к1Юдностраничное приложение (Дата обращения: 23.09.2017).
6. API // Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/API (Дата обращения: 23.09.2017).
7. Использование WebWorkers // MDN [Электронный ресурс]. URL: https://developer.mozilla.org/ru/docs/DOM/Using web workers (Дата обращения: 23.09.2017).
8. OASIS // Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/OASIS (Дата обращения: 23.09.2017).
9. PhantomJS // Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/PhantomJS (Дата обращения: 23.09.2017).
Басалов Юрий Александрович, асп., basalov viiriiamail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого
PODPS: STAGES OF CREATION AND PROBLEMS OF DEVELOPMENT
Yu.A. Basalov
In this paper, we review the stages of creation and development problems PODPS -Problem-Oriented Data-Processing Systems on number theory. The main emphasis is on the technical component of the system. The general architecture of the PODPS is considered, as well as the problem of effective promotion of PODPS in search engines.
Key words: information systems, internet technologies.
Basalov Yurij Alexandrovich, graduate student, basalov viiriiamail.ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University of L.N. Tolstoy
УДК 621.3
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА
А.В. Чумаков, С.М. Афанасьева
Рассматриваются вопросы построения системы управления электроприводом постоянного тока без использования обратной связи на основе однокристального 8-битного RISC-микроконтроллер ATmega8 фирмы АТМЕЬ с использованием широтно-импульсной модуляции.
Ключевые слова: управление, система, электропривод, микроконтроллер.
Рост степени интеграции в микропроцессорной технике и переход от микропроцессоров к микроконтроллерам со встроенным набором специализированных периферийных устройств сделали возможной замену аналоговых систем управления на системы прямого цифрового управления. Одним из направлений развития современной техники является разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем управления.
Разработанная микропроцессорная система предназначена для управления электроприводами. Под прямым цифровым управлением понимается не только непосредственное управление от микроконтроллера, но и обеспечение возможности прямого ввода в микроконтроллер сигналов различных обратных связей с последующей программно-аппаратной
105
