Создание и реструктуризация Web-сайтов
В двух предыдущих разделах обсуждались задачи, которые касались запросов, адресованных к существующим Web-сайтам и их содержанию. Однако, принимая во внимание тот факт, Web-сайты, по существу, обеспечивают доступ к сложным структурам информации, естественно применить методы систем баз данных для создания и поддержки Web-сайтов. Можно выделить два общих класса задач создания Web-сайтов: создание Web-сайтов из некоторой совокупности внутренних (underlying) источников данных и создание их путем реструктуризации существующих Web-сайтов. Как оказалось, для обоих этих классов задач необходимы одни и те же методы. Более того, заметим, что обеспечение Web-интерфейса для данных, которые содержатся в единственной системе базы данных [NS96], является простым частным случаем задачи создания Web-сайтов.4
Для того, чтобы стали понятными проблема создания Web-сайтов и возможность импорта для этой цели технологий баз данных, перечислим те задачи, которые должен решать создатель Web-сайта: (1) выбор тех данных, которые будут представлены на сайте и обеспечение доступа к ним, (2) проектирование структуры сайта, то есть, определение данных, содержащихся на каждой странице, и связей между страницами, и (3) проектирование графического представления страниц. В существующих инструментальных средствах управления Web-сайтами эти задачи, по большей части, взаимозависимы. При отсутствии каких-либо инструментальных средств создания сайта, разработчик вручную пишет содержимое HTML-файлов или пишет программы для их продуцирования. Одновременно он должен сосредоточить свое внимание на содержании страницы, ее связях с другими страницами, а также на ее графическом представлении. В результате, весьма утомительным становится решение нескольких других важных задач, таких как автоматическое обновление сайта, реструктуризация сайта или спецификация ограничений целостности, налагаемых на структуру сайта.
Web-сайты как декларативно определенные структуры: С целью применения технологий баз данных для создания Web-сайтов было разработано несколько систем [FFK+98, AMM98, AM98, CDSS98, PF98, JB97, LSB+98, TN98].
Общая характерное свойство этих систем состоит в том, что они обеспечивают явное декларативное представление структуры Web-сайта. Структура Web-сайта рассматривается как представление, определенное над существующими данными. Однако, следует подчеркнуть, что языки, используемые для создания этих представлений, дают в результате графы Web-страниц с гипертекстовыми связями, а не простые таблицы. Указанные выше системы различаются моделями данных, которую они используют, языками запросов, а также использованием или отказом от использования промежуточного логического представления Web-сайта наряду с наличием конечного представления в формате HTML.
Создание Web-сайта, использующего декларативное представление его структуры, обеспечивает несколько важных преимуществ. Так как структура и содержание Web-сайта определяются декларативно по запросу, а не процедурным образом с помощью программы, достаточно просто могут создаваться множественные версии такого сайта. Например, возможно легко построить внутренние и внешние представления сайта организации или создать сайты, предназначенные для различных классов пользователей. В настоящее время создание множественных версий требует написания многочисленных наборов программ или создания вручную различных наборов HTML-файлов. Создание множественных версий сайта может быть осуществлено либо написанием различных запросов, специфицирующих определения версий сайта, либо путем изменения графического представления независимо от внутренней структуры. Кроме того, декларативное представление структуры Web-сайта также позволяет легко поддерживать эволюцию этой структуры. Например, чтобы реорганизовать страницы, основанные на часто используемых шаблонах [PE97], или расширить содержание сайта, просто переписывают запрос, специфицирующий определение сайта, а не перерабатывают набор программ или HTML-файлов. Декларативная спецификация Web-сайтов обладает и другими достоинствами. Например, появляется возможность формулировать и налагать на сайт ограничения целостности [FFLS98], осуществлять обновление сайта фрагментарно, когда происходят изменения внутренних данных.
Помимо этого, декларативная спецификация обеспечивает платформу для разработки алгоритмов оптимизации управления Web-сайтом с интенсивной обработкой данных на стадии исполнения. Актуальной проблемой управления Web-сайтом на стадии исполнения является автоматический поиск оптимального компромисса между предварительной обработкой частей Web-сайта и обработкой непосредственно при обращении. Отметим, наконец, что создание Web-сайтов, использующих эту парадигму, также облегчит решение задач обработки запросов к Web-сайтам и интеграции данных из множественных Web-источников.
Архитектура прототипа системы с декларативно определенной структурой показана на рис. 3. На нижнем уровне системы осуществляется доступ к множеству источников данных, содержащих те данные, которые будут обслуживаться на Web-сайте. Эти данные могут храниться в базах данных, в структурированных файлах, или на уже существующих Web-сайтах. Данные представляются в системе средствами некоторой модели данных, и система обеспечивает унифицированный интерфейс к этим источникам данных, используя технологии, подобные описанным в предыдущем разделе. Главным шагом в создании Web-сайта является спецификация выражения, которое в декларативной форме представляет структуру Web-сайта. Это выражение записывается на специальном языке запросов, предоставляемом системой. В результате применения этого запроса к внутренним данным формируется логическое представление Web-сайта в терминах модели данных системы (например, как помеченный ориентированный граф). Наконец, для фактического создания доступного для просмотра Web-сайта система содержит метод (например, HTML-шаблоны) для трансляции специфицированной логической структуры в набор HTML-файлов.
Рассмотрим теперь кратко наиболее важные характеристики различных систем. Система STRUDEL [FFK+98] использует в качестве модели слабоструктурированных данных помеченные ориентированные графы для моделирования как внутренних данных, так и Web-сайта. В этой системе используется единственный язык запросов STRUQL, служащий и для интеграции исходных данных и для определения структуры Web-сайта.
Система ARANEUS [AMM97b] использует более структурированную модель данных ADM и предоставляет язык для преобразования данных в ADM, а также язык для создания Web-сайта из данных, моделируемых средствами ADM. Кроме того, ARANEUS использует в этой модели данных специфические для Web конструкции. Система Autoweb [PF98] основана на модели проектирования гипермедийной среды (Hypermedia Design Model, HDM) - инструментальном средстве для разработки гипермедийных приложений. Модель данных этой системы базируется на модели "сущность-связь". "Схема доступа" определяет, как осуществлять навигацию и доступ к гипербазе на просматриваемом сайте. "Схема представления" определяет, каким образом представляются объекты и пути в гипербазе и схемах доступа. Во всех трех упомянутых выше системах обеспечивается строгое разделение между стадиями создания логической структуры Web-сайта и спецификации графического представления сайта. Система YAT [CDSS98] демонстрирует применение языка конвертирования данных к решению проблемы создания Web-сайта. При использовании YAT, проектировщик Web-сайта записывает множество правил преобразования исходных данных в дерево абстрактного синтаксиса, представляющее результирующие данные в формате HTML, опуская фазу промежуточного логического представления. Фактически, другие языки для конвертирования данных (например, [MZ98, MPP+93, PMSL94]) могут подобным же образом использоваться для создания Web-сайта. Система WIRM [JB97] аналогична указанным выше системам в том смысле, что она дает пользователям возможность строить Web-сайты, в которых страницы могут рассматриваться как чувствительные к контексту представления внутренних данных. Главное назначение WIRM состоит в интеграции данных медицинских исследований в рамках национального проекта по изучению мозга человека.
