Гипертекстовые технологии

     Последняя составляющая технологии WWW - это уже  плод работы группы NCSA - спецификация CGI (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 и буквально ошеломлял своей простотой. 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.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Архитектура построения системы

     От  описания основных компонентов перейдем к архитектуре взаимодействия программного обеспечения в системе World Wide Web. WWW построена по хорошо известной схеме "клиент-сервер". На рисунке 3.25 показано, как разделены функции в этой схеме.

     Программа-клиент выполняет функции интерфейса пользователя и обеспечивает доступ практически  ко всем информационным ресурсам Internet. В этом смысле она выходит за обычные  рамки работы клиента только с сервером определенного протокола, как это происходит в telnet, например. Отчасти, довольно широко распространенное мнение, что Mosaic или Netscape, которые безусловно являются WWW-клиентами, это просто графический интерфейс в Internet, является верным. Однако, как уже было отмечено, базовые компоненты WWW-технологии (HTML и URL) играют при доступе к другим ресурсам Mosaic не последнюю роль, и поэтому мультипротокольные клиенты должны быть отнесены именно к World Wide Web, а не к другим информационным технологиям Internet. Фактически, клиент - это интерпретатор HTML. И как типичный интерпретатор, клиент в зависимости от команд (разметки) выполняет различные функции. В круг этих функций входит не только размещение текста на экране, но и обмен информацией с сервером по мере анализа полученного HTML-текста, что наиболее наглядно происходит при отображении встроенных в текст графических образов. При анализе URL-спецификации или по командам сервера клиент запускает дополнительные внешние программы для работы с документами в форматах, отличных от HTML, например GIF, JPEG, MPEG, Postscript и т.п. Вообще говоря, для запуска клиентом программ независимо от типа документа была разработана программа Luncher, но в последнее время гораздо большее распространение получил механизм согласования запускаемых программ через MIME-типы.

     Другую  часть программного комплекса WWW составляет сервер протокола HTTP, базы данных документов в формате HTML, управляемые сервером, и программное обеспечение, разработанное  в стандарте спецификации CGI. До самого последнего времени (до образования Netscape) реально использовалось два HTTP-сервера: сервер CERN и сервер NCSA. Но в настоящее время число базовых серверов расширилось. Появился очень неплохой сервер для MS-Windows и Apachie-сервер для Unix- платформ. Существуют и другие, но два последних можно выделить из соображений доступности использования. Сервер для Windows - это shareware, но без встроенного самоликвидатора, как в Netscape. Учитывая распространенность персоналок в нашей стране, такое программное обеспечение дает возможность попробовать, что такое WWW. Второй сервер - это ответ на угрозу коммерциализации. Netscape уже не распространяет свой сервер Netsite свободно и прошел слух, что NCSA-сервер также будет распространяться на коммерческой основе. В результате был разработан Apachie, который по словам его авторов будет freeware, и реализует новые дополнения к протоколу HTTP, связанные с защитой от несанкционированного доступа, которые предложены группой по разработке этого протокола и реализуются практически во всех коммерческих серверах.

     Рис. 3.25. Архитектура WWW-технологии

     База  данных HTML-документов - это часть  файловой системы, которая содержит текстовые файлы в формате HTML и связанные с ними графику и другие ресурсы. Особое внимание хотелось бы обратить на документы, содержащие элементы экранных форм. Эти документы реально обеспечивают доступ к внешнему программному обеспечению.

     Прикладное  программное обеспечение, работающее с сервером, можно разделить на программы-шлюзы и прочие. Шлюзы - это программы, обеспечивающие взаимодействие сервера с серверами других протоколов, например ftp, или с распределенными на сети серверами Oracle. Прочие программы - это программы, принимающие данные от сервера и выполняющие какие-либо действия: получение текущей даты, реализацию графических ссылок, доступ к локальным базам данных или просто расчеты.

     Все, что было сказано до этого момента, можно отнести к классической схеме World Wide Web. В настоящее время следует говорить об изменении общей архитектуры.

     Как видно из рисунка 3.26, к середине 1996 года произошли некоторые изменения  в архитектуре сервиса World Wide Web.

     Произошел возврат к модульной структуре  сервера World Wide Web. Этот возврат был реализован в виде спецификации API. API - это спецификация разработки прикладных модулей, которые встраиваются в сервер, точнее редактируются совместно с модулями сервера. Применение во всех серверах многопотоковой технологии выполнения подзадач делает такой способ расширения возможностей сервера более экономичным с точки зрения ресурсов вычислительной установки, чем разработка CGI-скриптов.

     В дополнение к HTML активно стал применяться  еще один язык разметки - VRML (Virtual Reality Modeling Language). В данном случае речь идет об описании трехмерных сен и возможности "бродить" по этим мирам. При этом в VRML также, как и в HTML предусмотрены гипертекстовые ссылки, что позволяет создавать смешанные базы данных, где информационный архив, например, можно представить в виде книг в библиотеке, среди которых может путешествовать автор, выбирая нужную ему тематику и источник, которые затем представляются в формате документа HTML.

     Рис. 3.26. Архитектура World Wide Web к середине 1996 года

     Java-applet'ы  - это мобильные коды Java, ссылки  на которые вмонтированы в  тело документа. При доступе  к такому документу программа  просмотра пользователя предварительно анализирует документ на предмет наличия в нем такого типа ссылок, и, если они существуют, то подкачивает мобильные коды в свою память. Коды могут сразу выполняться по мере размещения их на компьютере пользователя, но могут активироваться и при помощи специальных команд.

     Как видно из рисунка, изменения коснулись  и клиентской части технологии. В  настоящее время происходит постепенный  переход от простой классической архитектуры клиент-сервер к архитектуре  с сервером приложений, в роли которого выступает программа-клиент. В частности, NCSA опубликовала спецификацию CCI (Common Client Interface) для разработки приложений для работы с сервисами World Wide Web через программу Mosaic.

     Завершая  обсуждение архитектуры World Wide Web хотелось бы еще раз подчеркнуть, что ее компоненты существуют практически для всех типов компьютерных платформ и свободно доступны в сети. Любой, кто имеет доступ в Internet, может создать свой WWW-сервер, или, по крайней мере, посмотреть информацию с других серверов.

Язык  гипертекстовой разметки HTML

     Язык  гипертекстовой разметки HTML (HyperText Markup Language) был предложен Тимом Бернерсом-Ли в 1989 году в качестве одного из компонентов  технологии разработки распределенной гипертекстовой системы World Wide Web.

     Разработчики HTML пытались решить две задачи:

• дать дизайнерам гипертекстовых баз данных простое средство создания документов;
• сделать это средство достаточно мощным, чтобы отразить имевшиеся на тот момент представления об интерфейсе пользователя гипертекстовых баз данных.

     Первая задача была решена за счет выбора таговой модели описания документа. Такая модель широко применяется в системах подготовки документов для печати. Примером такой системы является хорошо известный язык разметки научных документов TeX, предложенный Американским Математическим Обществом, и программы его интерпретации.

     К моменту создания HTML существовал  стандарт языка разметки печатных документов - SGML (Standard Generalized Markup Language), который и  был взят в качестве основы HTML. Предполагалось, что такое решение поможет использовать существующее программное обеспечение для интерпретации нового языка. Однако, будучи доступным широкому кругу пользователей Internet, HTML зажил своей собственной жизнью. Вероятно, многие администраторы баз данных WWW и разработчики программного обеспечения для этой системы имеют довольно смутное представление о стандартном языке разметки SGML.

     Вторым  важным моментом, повлиявшим на судьбу HTML, стал выбор в качестве элемента гипертекстовой базы данных обычного текстового файла, который хранится средствами файловой системы операционной среды компьютера. Такой выбор был сделан под влиянием следующих факторов:

• такой файл можно создать в любом текстовом редакторе на любой аппаратной платформе в среде любой операционной системы.
• к моменту разработки HTML существовал американский стандарт для разработки сетевых информационных систем - Z39.50, в котором в качестве единицы хранения указывался простой текстовый файл в кодировке LATIN1, что соответствует US ASCII.

     Таким образом, гипертекстовая база данных в концепции WWW - это набор текстовых файлов, написанных на языке HTML, который определяет форму представления информации (разметка) и структуру связей этих файлов (гипертекстовые ссылки).

     Такой подход предполагает наличие еще  одной компоненты технологии - интерпретатора языка. В World Wide Web функции интерпретатора разделены между сервером гипертекстовой базы данных и интерфейсом пользователя.

     Сервер, кроме доступа к документам и  обработки гипертекстовых ссылок, осуществляет также препроцессорную обработку документов, в то время как интерфейс пользователя осуществляет интерпретацию конструкций языка, связанных с представлением информации.

     К настоящему времени известна уже  третья версия языка - HTML 3.0, которая  находится в стадии развития. Если первая версия языка (HTML 1.0) была направлена на представление языка как такового, где описание его возможностей носило скорее рекомендательный характер, вторая версия языка ( HTML 2.0) фиксировала практику использования конструкций языка, версия ++ ( HTML++) представляла новые возможности, расширяя набор элементов HTML в сторону отображения научной информации и таблиц, а также улучшения стиля компоновки изображений и текста, то версия 3.0 призвана упорядочить все нововведения и согласовать их с существующей практикой. Кроме этого, в версии 3.0 снова делается попытка формализации интерфейса пользователя гипертекстовой распределенной системы.  

Принципы  построения и интерпретации HTML

     Таговая модель описывает документ как совокупность элементов, каждый из которых окружен тагами. По своему значению таги близки к понятию скобок "begin/end" в универсальных языках программирования, которые задают области действия имен локальных переменных и т. п. Таги определяют область действия правил интерпретации текстовых элементов документа. Типичным примером такого рода является таг стиля Italic, который определяет область отображения курсива.

Текст на языке HTML:

Текст следующий за словом "Italic" <I>отображается как курсив</I>.

Текст отображаемый программой интерпретации:

Текст следующий за словом "Italic" отображается как курсив.

     В приведенном выше примере элемент  текста, который должен быть выделен  курсивом, заключен между тагом начала стиля "Italic" - <I> и тагом конца  стиля - </I>. Общая схема построения элемента текста в формате HTML может быть записана в следующем виде:

"элемент" := <"имя элемента" "список  атрибутов">

содержание  элемента </"имя элемента">

     Конструкция перед содержанием элемента называется тагом начала элемента, а конструкция, расположенная после содержания элемента, - тагом конца элемента.

     Структура гипертекстовой сети задается гипертекстовыми ссылками. Гипертекстовая ссылка - это адрес другого HTML документа, который тематически, логически или каким-либо другим способом связан с документом, в котором ссылка определена.

     Для записи гипертекстовых ссылок в системе WWW была разработана специальная  форма, которая называется Universe Resource Locator. Типичным примером использования  этой записи можно считать следующий  пример:

Этот текст содержит

<A HREF="http://polyn.net.kiae.su/altai/index.html">

гипертекстовую  ссылку</A>.

     В приведенном выше примере элемент "A", который в HTML называют якорем (anchor), использует атрибут "HREF", который  обозначает гипертекстовую ссылку (HyperText REFerence), для записи этой ссылки в форме URL. Данная ссылка указывает на документ с именем "index.html" в директории "altai" на сервере "polyn.net.kiae.su", доступ к которому осуществляется по протоколу "http".