Novinky zeměměřické knihovny č.1-2/2000

Pokračující inovace informačních technologií (ITs) zasahuje stále další oblasti a stále více ovlivňuje všechny oblasti lidského života. Současně ovliv ňují vzrůstající nároky na moderní postupy shromažďování a rozboru dat a komunikaci, pomocí kterých jsou geodata a geoinformace sbírána, vyhodnocována a prezentována. Tento trend bude do budoucna stále sílit. Předložený článek sleduje přesně tyto cíle, ve kterých se jedná o modelování geodetických aplikací pro klient/server počítačové sítě (CNWs) s Web technologií.

Pojem klient/server bývá často užíván chybně a vyžaduje proto přesnou definici, jak je mu rozuměno v tomto pojednání. Klient/server zde znamená rozdělení procesu na tři závislé součásti: klient, server a prostorové spojení mezi oběma. Všechny tři komponenty sestávají z různých hardwarových a softwarových částí. Server je silný, výkonný počítač, který poskytuje určité množství servisních výkonů, spolu s přesně definovaným interface k aktivizaci těchto výkonů. Klientem může být osobní počítač (PC), který požaduje servisní výkony serveru a předkládá výsledky. Během vývoje výkonu zachovávají klient a server svou úlohu a neovliňují se. Prostorové spojení mezi klientem a serverem je uskutečněno hardwarově, prostřednictvím telekomunikačního vedení s nezbytnými dodatečnými součástmi jako např. síťové karty apod. Softwarově je spojení klient/server provedeno prostřednictvím tzv. middleware, které obsahuje různé síťové protokoly a síťové standardy. Pro klient/server-CNWs s Web technologii je nejdůležitější "protokol řízení přenosu/Internet protokol. Ten totiž zaručuje komunikaci mezi různými typy sítí a počítačů a řeší s tím spojené problémy kompatibility. Web technologií rozumíme sumu všech postupů a technik v oblasti hardwaru a softwaru, které zabezpečují fungující Web, jako příkladně TCP/IP, Hypertext Markup Language (HTML), Web klienty (browser), Web server nebo Java program. Web zahrnuje hardwarově celý Internet s rozhraními k Intranetu, který je soukromým TCP/IP-CNWs.

Vedle Intranetu je Web dnes nejdůležitějším klient/server CNW. Započal v roce 1995 jako médium pro zabezpečení informací od pasivních klientů. Poté byla zavedena další zlepšení, která dovolovala klientům více ineraktivních funkcí, jež můžeme dnes objednat na Web od online služeb a které jsou velmi podobné uživatelské úrovni Windows. Se vzrůstající šířkou pásma a s ubývajícími výlohami bude prostřednictvím Web využitelných stále více komplexních služeb a produktů. V závěru tedy bude možné si vyžádat všechny možné služby, které kdekoli na Webu existují a převést je na libovolné jiné místo na Zemi. Tak se v každém případě představuje ta firma, která si takovým vývojem slibuje největší zisk, jako např. firmy Sun a Netscape, které z uvedených příčin vsadily na síťově orientované výpočty. Naproti tomu firmy Microsoft a Intel užívají z ne právě nezištných důvodů na desktop orientovanou počítačovou architekturu.

Geodetické využití systému klient/server CNW s Web technologií lze rozdělit do tří základních kategorií:

1. Metody orientované na server s hlavním pracovním zatížením při "tlustém" serveru (tenkém klientu).
2. Metody orientované na klienta s hlavním pracovním zatížením při "tlustém" klientu (tenkém serveru).
3. Rovnoměrně rozložená metoda s více vyrovnaným pracovním zatížením pro klienta a server.

Využití, orientovaná na server, jsou nejstarší a převážně je užita metoda pro rozdělené výpočty. Klient je vybaven browserem s přístupem na Internet. Browser funguje jako grafická uživatelská vrstva k interaktivní komunikaci s Web serverem, který vykonává hlavní práci, jako např.

1. správu, vyhledávání a zpracování dat,
2. provádění uživatelských programů a výpočtů,
3. přípravu výsledků v textovém, nebo grafickém formátu a
4. zpětné vyslání výsledků klientovi.

Při metodě orientované na server přejímá server pracovní kroky a), b), c), zatímco d) záleží na kvalitě síťového spojení. Tato metoda obráží výpočty orientované na síťové vybavení. Za podmínky, že pracovní kroky a) a c) jsou rozděleny na datový a uživatelský server, je společná výkonnost této tak zvané třířadové architektury nezávislá na výkonnosti datového serveru pro a), a uživatelském serveru pro pracovní kroky b) a c). Pro tuto metodu existuje mnoho geodetických využití, např. při
http://www (bentley.com, esri.com, internetGIS.com, bts.gov/GIS, noaa.gov, usgs.gov, GIS.state.ga.us, reGIS.berkeley.edu)

Možným zlepšením server orientovaného využití klient/server lze dosáhnout přesunem pracovních kroků a) až c) nebo jejich dělením. V extremním případě zašle server všechna data a uživatelské programy ke klientům, kteří provedou všechny pracovní kroky na místě sami. To odpovídá online-shopping údajů a softwaru, a také desktop orientovaným výpočtům. Jako příklady lze zde jmenovat využívání online k aktualizaci a instalaci programů a dat. Rozhodujícím faktorem je zde kvalita síťového spojení. Jiné možnosti pro tato využití vyplývají z rozčlenění a paralelizace kroků a) až d). Příkladem je Castanet-System pro automatické rozdělení a aktualizaci pro rozdělená využití
(http://www.marimba.com),
který např. může stabilní prvky často vyhledávaných stránek Web zaznamenat na pevný disk klientského přístroje. Takový systém bude např. použit pro interaktivní mapové sbírky Mapquest
(http://mapquest.com).

Stejně rozdělená využití klient/server v geodezii nejsou jednoduše modelovatelná, neboť n-řádková architektura s klientem a n-1 serverem je prostřednictvím různých přístrojů a platforem rozdělena na různá místa, takže je velmi důležitá kvalita síťového přenosu. Při modelování takových užití mohou všechny zúčastněné přístroje sloužit jako volně spojené paralelní počítače. S ohledem na závislost na kvalitě přenosové sítě je pro rozčlenění a paralelizaci smysluplný dynamický model, neboť spojuje rozdělení počítačové kapacity s možnostmi přenosu dat. Stejně členěné klient/server užití nacházíme při CAD/CAM projektech a GIS projektech na místních CNW. Data jsou spravována centrálně na serveru a výpočetní intenzita spočívá na klientovi při zpracování dat. Alternativní model ztělesňují tzv. mobilní agenti, kteří jsou individuálními softwarovými objekty a kteří se nezávisle pohybují přes CNW od serveru k serveru a plní uživatelem zadaný cíl. Po splnění úkolu se hlásí zpět uživateli. Tyto a podobné modely vycházejí z výzkumných projektů umělé inteligence a potrvá ještě nějaký čas, než se uplatní v praxi. Přesto však se již nyní objevují některé produkty jako např. http://www.Firma.com apod. Velmi zjednodušenou verzí je "Geobot", vyhledávací soubor pro automatické vyhledávání geodat na Web:
(http://www.geo.ed.ac.uk/anp/gms/main.hym)

Další vývoj těchto technologií a lepší CNW, kvalita, bezpečnost, poměry cena-výkon apod., zesilují stále více trend ve směru síťově orientovaných výpočtů. Proto bude rozšíření, správa a označení geodat a geoinformací prostřednictvím Internetu a soukromými sítěmi Intranetu stále atraktivnější. V ideálním případě mohou proběhnout takové servisní výkony online, interaktivní a rozdělené přes libovolná stanoviště na Zemi. Uskutečnění takových cílů nebo ještě větší touha po mobilních a inteligentních "softwarových agentech", kteří budou moci taková zadání provádět samostatněji, vyžaduje ještě další výzkum také se strany geodetů.