Современная химия является наукой широко использующей достижения самых различных областей знания. Она немыслима без широкого использования физических методов исследования свойств химических соединений и их превращений. В ней широко используются математические методы для расчетов свойств индивидуальных соединений и их смесей, спектральных характеристик веществ и соединений, для обработки получаемых результатов и моделирования химических процессов, протекающих как на молекулярном уровне, так и в промышленных химических аппаратах. Решение этих задач невозможно без использования информационных источников, объединяющих сведения из различных областей знаний. За счет организации и объединения информационных источников возможно сокращение реального времени, необходимого для решения конкретных научно-исследовательских и прикладных задач.

В настоящее время в силу разобщенности разработчиков отдельных баз данных преимущественно ведутся работы по созданию отдельных баз данных. Их объединение в единые специализированные системы, как правило, не происходит в силу различия коммерческих интересов разных групп разработчиков. Вместе с тем, в настоящее время уже реализованы поисковые системы, которые позволяют анализировать очень большие объемы информации. Их примером являются различные поисковые системы, представленные в сети глобальной сети Интернет, системы анализа спутниковых изображений земной поверхности, сейсмических данных и пр.

Институт катализа является одним из наиболее крупных в мире институтом, специализирующемся в области химического катализа.

Для быстрого решения новых задач необходимо решение вопросов оперативного получения научно-технической информации. Кроме этого необходимо обеспечить сохранение и обработку разнородной информации, но получаемой для одних и тех же химических объектов (в том числе и катализаторов), ее оперативного включения в общую систему знаний.

Для решения фундаментальных задач, связанных с созданием высокоэффективных катализаторов и каталитических процессов разрабатывается распределенная база знаний в области химического катализа, обладающая элементами экспертного анализа и объединяющая унифицированную систему сбора и обработки физико-химической информации, спектральных и библиографических баз данных (на рис. 1 представлена блок-схема организации разрабатываемой сетевой системы баз данных химического института на примере ИК СО РАН). Для реализации поставленной задачи для ряда приборов, у которых отсутствовала система машинной регистрации данных, были проведены работы по созданию унифицированных интерфейсов, позволяющих осуществлять в машиночитаемом виде накопление и обработку экспериментальных данных. В частности были созданы интерфейсы для следующих приборов: для РФЭС-спектрометра VG ESCALAB, ИК-Фурье спектрометров IFS-113v, BOMEM-102, Spectrolab, дифрактометров Siemens D500, URD-63, URD-6, HZG-4B, HZG-4C, сканирующего электронного микроскопа и др.[1]

Это позволило увеличить производительность имеющегося оборудования, довести их характеристики до современного экспериментального уровня, а также обеспечить возможность создания машиночитаемых баз данных, которые могут быть доступны через локальную сеть ИК, объединяющую около 300 компьютеров.

Созданы макетные образцы для ряда баз данных по физическим методам, используемых для исследования катализаторов, например : электронного парамагнитного резонанса (ЭПР, см. http://www.catalysis.nsk.su/~ils/) .

Объединение в единую систему разнородных источников информации (системы ввода экспериментальной информации, в том числе и автоматизированные экспериментальные установки, разнородные библиографические и фактографические базы данных и т.д.) и средств их анализа и визуализации обеспечивает информационную поддержку как теоретических (построение моделей, генерация гипотез, верификация на экспериментальных данных различных гипотез и т.д.), так и экспериментальных исследований (поиск информации об различного вида катализаторах и веществах, используемых в производстве катализаторов, поиск различного вида экспериментальных данных, опубликованных в научных журналах, либо проведенных в Институте катализа СО РАН, планирование эксперимента на основе раннее выполненных работ, синтез возможных механизмов, объясняющих наблюдаемые в эксперименте эффекты и т.д.).

Создается система, включающая сервер баз данных (ORACLE), обеспечивающий доступ к разнородным данным, сервер приложений, который выполняет основные вычислительные процессы (моделирование), требующие высокопроизводительных компьютеров, несколько серверов поддержки экспериментальных исследований, которые должны, в частности, обеспечить сбор экспериментальных данных, планирование экспериментов и т.д.

В качестве базовой архитектуры выбрана архитектура "клиент-сервер". В качестве клиента будет выступать произвольный веб-браузер типа Netscape или Internet Explorer. Серверная часть представляет из себя связку из CGI-скриптов и Web-сервара Apache, которая взаимодействует с сервером Oracle. Такая архитектура позволит совместить гибкость и переносимость клиенсткой части, высокую скорость доступа к данным за счет вынесения алгоритмов обработки данных на сторону сервера, высокую надежность, гибкую систему прав доступа к данным.

Для реализации CGI выбран язык Perl, чем достигается переносимость программного кода в сочетании с независимостью от аппаратной архитектуры сервера. Это позволит в дальнейшем при необходимости сменить архитектуру сервера без внесения изменений в программый код. Кроме того, путем использования Perl DBI можно достигнуть независимости от конкретной версии сервера СУБД. Что позволит при необходимости перейти от сервера Oracle на любой другой.

Предполагаемое число пользователей - несколько сотен человек. Система будет доступна для зарегистрированных пользователей глобальной сети Интернет. В настоящее время Информационная система (ИС) "Катализ" доступна по локальной сети сотрудникам Института катализа СО РАН (ИК). По сети Интернет базами Информационного центра ИК пользуются сотрудники ряда химических институтов Новосибирского научного центра СО РАН.

1. Каичев В.В., Сорокин А.М., Боронин В.А., Бадалян А.М. Развитие спектральных методов исследования поверхности : Аппаратно-программный комплекс сканирующей спектроскопии//Автометрия. 1997. N 5. C15-21 .

 .