Основные компоненты технологии WORLD WIDE WEB
Тема 12. Удаленный доступ к информационным ресурсам INTERNET (продолжение).[1,2,7] Информационная сеть WWW: история создания и развития, понятие гипертекста, основные компоненты технологии WWW (язык гипертекстовой разметки документов HTML, универсальный способ адресации ресурсов в сети URL, протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP, универсальный интерфейс шлюзов CGI); программное обеспечение WWW.
Информационная система WWW (WORLD WIDE WEB)
В марте 1989 года Тим Бернерс-Ли (Tim Berners-Lee) из CERN предложил руководству этого международного европейского научного центра концепцию новой распределенной информационной системы, которую назвал World Wide Web. Свои соображения он изложил в проекте "Гипертекст для ЦЕРН". В1990 году эти предложения были приняты, и проект стартовал. Так началось развитие одной из наиболее популярных современных информационных технологий Internet.
С начала 1995 года практически все компьютерные издания не обошли своим вниманием World Wide Web. Главную мысль этих публикаций можно сформулировать следующим образом - "наконец-то появился удобный интерфейс для работы в сети Internet". Безусловно, программы типа Mosaic, Netscape, Arena, Chimera и т.п. являются удобными многопротокольными современными интерфейсами пользователя, но это только часть того, что называют World Wide Web или WWW (3W).
История развития, современное состояние
Что же предлагал Тим Бернерс-Ли в 1989 году и что из этого получилось? В "World Wide Web: Proposal for HyperText Project", направленных руководству CERN, он считал, что информационная система, построенная на принципах гипертекста, должна объединить все множество информационных ресурсов CERN, которое состояло из базы данных отчетов, компьютерной документации, списков почтовых адресов, информационной реферативной системы, наборов данных результатов экспериментов и т.п. Гипертекстовая технология должна была позволить легко "перепрыгивать" из одного документа в другой.
|
|
|
Проект делился на две фазы (очереди). Первая очередь должна была показать жизнеспособность идеи проекта. В течение этого этапа работ предполагалось разработать программы-интерфейсы для работы в алфавитно-цифровом режиме и программу-интерфейс для Macintosh и NeXT, работающую в графическом режиме, сервер для доступа к ресурсам Usenet, сервер для доступа к информационно-поисковой системе CERN, гипертекстовый сервер и программу-шлюз между Internet и DECnet.
В течение второй очереди предполагалось разработать средства подготовки гипертекстовых документов, полноэкранную программу просмотра для VM/XA, X-Window-интерфейс и систему автоматической нотификации просматриваемых материалов.
|
|
|
Кроме программного обеспечения предполагалось разработать общий протокол обмена информацией в сети, метод отображения текста на экране компьютера, создать набор базовых документов, иллюстрирующих работу системы, который мог бы пополняться за счет документов пользователей, обеспечить поиск по ключевым словам в этом наборе документов.
Любопытно, что из проекта в обязательном порядке исключались всякие исследования, связанные с конвертированием информации из форматов каких-либо редакторов в форматы данных системы, возможностью работы с видео- и аудио-информацией, все работы, связанные с защитой информации от несанкционированного доступа.
На всю эту полугодовую работу автор просил 4 разработчиков (software designers) и одного программиста, и для каждого из них отдельное рабочее место (компьютер того типа, для которого разработчик будет писать программное обеспечение). Кроме этого требовалось приобрести коммерческое программное обеспечение, которое было бы полезно при разработке системы (Guide, KMS, FrameMaker).
Как видно, запросы были невелики, и в октябре 1990 года проект стартовал. Уже в ноябре был реализован прототип системы для NeXT, к рождеству "задышал" line mode browser, разработке которого придавалось особое значение, т. к. он открывал доступ к системе через telnet, а в марте его можно было уже демонстрировать. Через год в Internet был установлен анонимный telnet для доступа в систему. Первое сообщение об WWW было послано в телеконференции: alt.hypertext, corn.sys.next, comp.text.sgml и comp.mail.multi-media в августе 1991 года.
|
|
|
По современным меркам результаты, которых достигли разработчики к 1991 году, выглядят довольно скромно, если не вдаваться в суть работы и ограничиться только внешним ее проявлением. Сообщество Internet получило еще одну программу, работающую в режиме командной строки. Прошло еще целых полтора года до того момента, когда программа Mosaic, разработанная Марком Андресеном (Mark Andressen) из Национального Центра Суперкомпьютерных Приложений (NCSA) и построенная на принципах WWW, обеспечила бурный рост популярности "паутины" в Internet.
NCSA начала проект по разработке интерфейса в World Wide Web месяц спустя после объявления CERN. Одна из задач NCSA - это разработка доступных некоммерческих программ, с другой стороны NCSA изучает новые технологии на предмет их коммерческого применения в будущем. World Wide Web безусловно подходила под эти два параметра. Кроме того спецификации WWW производили впечатление добротно выполненной академической работы с обзором литературы по данному вопросу, обилием ссылок и обоснованностью принятых решений. Мультипротокольный переносимый интерфейс В WWW, создание которого начала Группа Разработки Программного Обеспечения NCSA, был назван Mosaic. Пробная версия программы была закончена в первой половине 1993 года, а в августе 1993 была анонсирована альфа-версия для Internet.
|
|
|
Следует отметить, что сам проект Mosaic внес огромный вклад в развитие спецификаций World Wide Web, существенно обогатив различные компоненты системы. Разработчики Mosaic ввели в стандарты WWW большое количество новшеств. Агрессивная политика команды NCSA привела к тому, что многие программы-интерфейсы, разработанные в рамках ранних стандартов, постепенно стали отмирать, не выдержав конкуренции. Для самого NCSA это закончилось тем, что лидер команды, Марк Андресен, покинул в марте 1994 года NCSA ради работы в коммерческой корпорации Netscape Communication. С этого момента начался новый этап борьбы, но теперь между старыми коллегами. Netscape активно навязывает свои стандарты, что приводит к тому, что документы, подготовленные с расширениями Netscape, неправильно отображаются Mosaic, а документы с расширенными возможностями NCSA могут вообще не отображаться Netscape.
Следует отметить, что проект NCSA преследовал большие цели, нежели просто программу-интерфейс в WWW. С самого начала Mosaic разрабатывалась как программа с возможностями доступа к ресурсам Internet посредством различных протоколов, в число которых входили FTP, telnet, NNTP, SMTP. Однако, вначале предполагалось, что делаться это будет за счет вызова внешних, относительно Mosaic, программ. В настоящее время Netscape сам поддерживает, кроме перечисленных, протоколы доступа в Gopher и Wais. Последнее позволяет использовать Netscape, впрочем как и Mosaic, для работы вне рамок World Wide Web.
Mosaic на некоторое время затмила разработки CERN. Однако эта группа имела хорошо продуманную стратегию развития системы, которая включала в себя следующие основные моменты: разработка и поддержка стандартов спецификаций системы, разработка библиотеки свободно распространяемых мобильных кодов системы, полного комплекта средств, обеспечивающих разработку и реализацию компонентов системы на любом типе компьютера в сети, подготовка набора справочных и демонстрационных документов о состоянии сети и направлениях ее развития. Данная стратегия позволила распространять программное обеспечение, разработанное в рамках проекта в Internet, а наличие line mode broser-a позволила открыть возможности WWW для огромной аудитории пользователей алфавитно-цифровых устройств, подключенных в сеть. Некоторое время NCSA лидировала и по числу установок серверов, однако, в настоящее время CERN обеспечил себе паритет и в этой области. Правда, и здесь не обошлось без "накладок". Так форматы файлов конфигурации программы imagemap, обеспечивающей работу с графическими гипертекстовыми ссылками, у этих двух серверов различны.
Другим показателем успешного развития работ является образование W3-конcopцuyмa. Консорциум образован после подписания соглашения между Масачусетским Технологическим Институтом (MIT, USA) и Национальным Институтом Информатики и Автоматики (INRA, France) с согласия CERN. Если не вдаваться в подробности, то смысл этого соглашения заключается в том, что все программное обеспечение аккумулируется в М1Т, участники имеют право copyright на все разработанное программное обеспечение и спецификации. Программное обеспечение распространяется свободно. Соглашение заключено на три года начиная с 1 октября 1994 года.
Образование Netscape Corporation и W3C легко объяснимы с точки зрения роста популярности WWW. В марте 1993 года трафик World Wide Web составлял 0,1% от общего трафика сети NSF, в сентябре 1993 года он уже составил 1,0% от общего трафика сети NSF. В октябре 1993 года количество зарегистрированных серверов WWW равнялось 500, а к июню 1994 года оно достигло 1500 и продолжает стремительно расти.
Следует отметить, что появление WWW и ее бурный прогресс не одиночен. Приблизительно в это же время появились и другие распределенные информационные технологии в Internet. Это в первую очередь Gopher и Wais. Столь бурный рост этого сектора компьютерных технологий привел к появлению на свет очень интересного документа, подготовленного по заказу Комиссии Европейского Союза к ежегодной встречи руководителей Союза 24-25 июня 1994 года на Корфу. Документ прямо обращает внимание руководителей стран Союза на тот факт, что происходит бурный рост рынка информационных технологий, и если Союз не хочет в очередной раз оказаться на вторых ролях, то должен предпринять энергичные усилия по поддержке работ в этой области. Авторы доклада утверждают, что происходит очередная техническая революция, вызванная возможностями современных телекоммуникационных систем и компьютерных сетей. Авторы выделяют десять основных сфер применения новых технологий:
· работа посредством сети, т.е. создание новых рабочих мест;
· обучение по сети;
· научные коммуникации;
· обычные услуги по сети;
· управление дорожным движением;
· управление воздушным движением;
· быстрое медицинское обслуживание;
· создание единой системы защиты прав потребителей и производителей информационных услуг;
· создание единой европейской административной сети;
· создание информационной сети общего пользования для всех граждан Союза.
В каком-то смысле учреждение W3C является ответом профессионалов на медлительность бюрократов из Комиссии ЕвроСоюза. Среди учредителей W3C один из авторов документа - Мартин Банжеманн (Martin Bangemann).
Попытаемся подробно остановиться на особенностях World Wide Web и отдельных ее компонент, спецификациях и способах наращивания системы за счет внешнего программного обеспечения, существующем программном обеспечении и особенностях его функционирования на различных компьютерных платформах.
Понятие гипертекста
В предыдущем разделе речь шла об истории и основных вехах развития World Wide Web. В последнее время часто приходится слышать, что WWW - это очень просто. Однако за этой кажущейся простотой скрывается хорошо продуманная сложная система. При этом следует заметить, что система бурно развивается. Для того чтобы более точно описать это развитие, наши англоязычные коллеги используют эпитет "dramatic". Познакомимся более подробно с WWW.
В 1989 году, когда Т. Бернерс-Ли предложил свою систему, в мире информационных технологий наблюдался повышенный интерес к новому и модному то время направлению - гипертекстовым системам. Сама идея, но не термин, была введена В. Бушем (Vannevar Bush) в 1945 году в предложениях по созданию электромеханической информационной системы Меmех. Несмотря на то, что Буш был советником по науке президента Рузвельта, идея не была реализована. В 1965 году Т. Нельсон (Ted Nelson) ввел в обращение сам термин "гипертекст", развил и даже реализовал некоторые идеи, связанные с работой с "нелинейными" текстами. В 1968 году изобретатель манипулятора "мышь" Д. Енжильбард (Doug Engelbart) продемонстрировал работу с системой, имеющей типичный гипертекстовый интерфейс, и, что интересно, проведена эта демонстрация была с использованием системы телекоммуникаций. Однако внятно описать свою систему он не смог. В 1975 году идея гипертекста нашла воплощение в информационной системе внутреннего распорядка атомного авианосца "Карл Винстон", которая получила название ZOG. В коммерческом варианте система известна как KMS. Работы в этом направлении продолжались, и время от времени появлялись реализации типа HyperCard фирмы Apple или HyperNode фирмы Xerox. В 1987 была проведена первая специализированная конференция Hypertext'87.
Идея гипертекстовой информационной системы состоит в том, что пользователь имеет возможность просматривать документы (страницы текста) в том порядке, в котором ему это больше нравится, а не последовательно, как это принято при чтении книг. Поэтому Т. Нельсон и определил гипертекст как нелинейный текст. Достигается это путем создания специального механизма связи различных страниц текста при помощи гипертекстовых ссылок, т.е. у обычного текста есть ссылки типа "следующий-предыдущий", а у гипертекста можно построить еще сколь угодно много других ссылок. Любимыми примерами специалистов по гипертексту являются энциклопедии, системы типа "Help".
Простой на первый взгляд механизм построения ссылок оказывается довольно сложной задачей, т.к. можно построить статические ссылки, динамические ссылки, ассоциированные с документом в целом или только с отдельными его частями, т.е. контекстные ссылки. Дальнейшее развитие этого подхода приводит к расширению понятия гипертекста за счет других информационных ресурсов, включая графику, аудио- и видео-информацию, до понятия гипермедиа.
Основные компоненты технологии WORLD WIDE WEB
К 1989 году гипертекст представлял новую, многообещающую технологию, которая имела относительно большое число реализаций с одной стороны, а с другой стороны делались попытки построить формальные модели гипертекстовых систем, которые носили скорее описательный характер и были навеяны успехом реляционного подхода описания данных. Идея Т.Бернерс-Ли заключалась в том, чтобы применить гипертекстовую модель к информационным ресурсам, распределенным в сети, и сделать это максимально простым способом. Он заложил три краеугольных камня системы из четырех существующих ныне, разработав:
· язык гипертекстовой разметки документов HTML (HyperText Markup Language);
· универсальный способ адресации ресурсов в сети URL (Universal Resource Locator);
· протокол обмена гипертекстовой информацией HTTP (HyperText Transfer Protocol).
Позже команда NCSA добавила к этим трем компонентам четвертый:
· универсальный интерфейс шлюзов CGI (Common Gateway Interface).
Идея HTML - пример чрезвычайно удачного решения проблемы построения гипертекстовой системы при помощи специального средства управления отображением. На разработку языка гипертекстовой разметки существенное влияние оказали два фактора: исследования в области интерфейсов гипертекстовых систем и желание обеспечить простой и быстрый способ создания гипертекстовой базы данных, распределенной на сети.
В 1989 году активно обсуждалась проблема интерфейса гипертекстовых систем, т.е. способов отображения гипертекстовой информации и навигации в гипертекстовой сети. Значение гипертекстовой технологии сравнивали со значением книгопечатания. Утверждалось, что лист бумаги и компьютерные средства отображния/воспроизведения серьезно отличаются друг от друга, и поэтому форма представления информации тоже должна отличаться. Наиболее эффективной формой организации гипертекста были признаны контекстные гипертекстовые ссылки, а кроме того было признано деление на ссылки, ассоциированные со всем документом в целом и отдельными его частями.
Самым простым способом создания любого документа является его набивка в текстовом редакторе. Опыт создания хорошо размеченных для последующего отображения документов в CERN'e был - трудно найти физика, который не пользовался бы системой ТеХ или LaTeX. Кроме того к тому времени существовал стандарт языка разметки - Standard Generalised Markup Language (SGML).
Следует также принять во внимание, что согласно своим предложениям Т.Бернерс-Ли предполагал объединить в единую систему имеющиеся информационные ресурсы CERN, и первыми демонстрационными системами должны были стать системы для NeXT и VAX/VMS.
Обычно гипертекстовые системы имеют специальные программные средства построения гипертекстовых связей. Сами гипертекстовые ссылки хранятся в специальных форматах или даже составляют специальные файлы. Такой подход хорош для локальной системы, но не для распределенной на множестве различных компьютерных платформ. В HTML гипертекстовые ссылки встроены в тело документа и хранятся как его часть. Часто в системах применяют специальные форматы хранения данных для повышения эффективности доступа. В WWW документы - это обычные ASCII-файлы, которые можно подготовить в любом текстовом редакторе. Таким образом проблема создания гипертекстовой базы данных была решена чрезвычайно просто.
В качестве базы для разработки языка гипертекстовой разметки был выбран SGML (Standard Generalised Markup Language). Следуя академическим традициям, Бернерс-Ли описал HTML в терминах SGML (как описывают язык программирования в терминах формы Бекуса-Наура). Естественно, что в HTML были реализованы все разметки, связанные с выделением параграфов, шрифтов, стилей и т. п., т.к. реализация для NeXT подразумевала графический интерфейс. Важным компонентом языка стало описание встроенных и ассоциированных гипертекстовых ссылок, встроенной графики и обеспечение возможности поиска цо ключевым словам.
С момента разработки первой версии языка (HTML 1.0) прошло уже пять лет. За это время произошло довольно серьезное развитие языка. Почти вдвое увеличилось число элементов разметки, оформление документов все больше приближается к оформлению качественных печатных изданий, развиваются средства описания нетекстовых информационных ресурсов и способы взаимодействия с прикладным программным обеспечением. Совершенствуется механизм разработки типовых стилей. Фактически, в настоящее время HTML развивается в сторону создания стандартного языка разработки интерфейсов как локальных, так и распределенных систем.
Вторым краеугольным камнем WWW стала универсальная форма адресации информационных ресурсов. Universal Resource Identification (URI) представляет собой довольно стройную систему, учитывающую опыт адресации и идентификации e-mail. Gopher, WAIS, telnet, ftp и т. п. Но реально из всего, что описано в URI, для организации баз данных в WWW требуется только Universal Resource Locator (URL). Без наличия этой спецификации вся мощь HTML оказалась бы бесполезной. URL используется в гипертекстовых ссылках и обеспечивает доступ к распределенным ресурсам сети. В URL можно адресовать как другие гипертекстовые документы формата HTML, так и ресурсы e-mail, telnet, ftp. Gopher, WAIS, например. Различные интерфейсные программы по разному осуществляют доступ к этим ресурсам. Одни, как например Netscape, сами способны поддерживать взаимодействие по протоколам, отличным от протокола HTTP, базового для WWW, другие, как например Chimera, вызывают для этой цели внешние программы. Однако, даже в первом случае, базовой формой представления отображаемой информации является HTML, а ссылки на другие ресурсы имеют форму URL. Следует отметить, что программы обработки электронной почты в формате MIME также имеют возможность отображать документы, представленные в формате HTML. Для этой цели в MIME зарезервирован тип "text/html".
Третьим в нашем списке стоит протокол обмена данными в World Wide Web - HyperText Transfer Protocol. Данный протокол предназначен для обмена гипертекстовыми документами и учитывает специфику такого обмена. Так в процессе взаимодействия клиент может получить новый адрес ресурса на сети (relocation), запросить встроенную графику, принять и передать параметры и т. п. Управление в HTTP реализовано в виде ASCII-команд. Реально разработчик гипертекстовой базы данных сталкивается с элементами протокола только при использовании внешних расчетных программ или при доступе к внешним относительно WWW информационным ресурсам, например базам данных.
Последняя составляющая технологии WWW - это уже плод работы группы NCSA -спецификация Common Gateway Interface. CGI была специально разработана для расширения возможностей WWW за счет подключения всевозможного внешнего программного обеспечения. Такой подход логично продолжал принцип публичности и простоты разработки и наращивания возможностей WWW. Если команда CERN предложила простой и быстрый способ разработки баз данных, то NCSA развила этот принцип на разработку программных средств. Надо заметить, что в общедоступной библиотеке CERN были модули, позволяющие программистам подключать свои программы к серверу HTTP, но это требовало использования этой библиотеки. Предложенный и описанный в CGI способ подключения не требовал дополнительных библиотек. Сервер взаимодействовал с программами через стандартные потоки ввода/вывода, что упрощает программирование до предела. При реализации CGI чрезвычайно важное место заняли методы доступа, описанные в HTTP. И хотя реально используются только два из них (GET и POST), опыт развития HTML показывает, что сообщество WWW ждет развития и CGI по мере усложнения задач, в которых будет использоваться WWW-технология.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 667; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!