Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015

Поддержан
грантом
РФФИ
15-07-08399
Информационно-вычислительная
система по кристаллохимии и
минералогии WWW-MINCRYST:
18 лет научному интернет-инструментарию
Варламов Дмитрий,
Докина Татьяна, Дрожжина Наталья,
Самохвалова Ольга
Институт экспериментальной
минералогии РАН, Черноголовка,
Московская область
dima@iem.ac.ru
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
http://database.iem.ac.ru/mincryst
http://mincryst.iem.ac.ru
Двуязычный (English and Russian) Web-интерфейс
Дата создания – начало 1997 года,
одна из первых WWW-ориентированных научных баз
данных в области наук о Земле, а также в российском
интернете
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Техническая реализация
Стандартная для баз данных cреднего размера «связка»
Linux (Windows) – Apache – MySQL (MariaDB) – PHP
– Java – JavaScript






Основные компоненты
сама база данных (более 9200 записей для почти 4000
уникальных фаз, актуализация +400÷450 в год);
комплекс средств поиска и выбора информации;
средства текстово-табличного представления
выдаваемой информации;
Апплеты мультимедийной интерактивной обработки
контента – работа со структурами и спектрами;
Средства численной обработки спектральной и
структурной информации, в том числе с использованием
пользовательских данных;
Средства взаимодействия с внешними источниками
информации (автоматически формируемые ссылки)
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
База данных WWW-Mincryst
На старте (1997 год) – около 3500 объектов
Сейчас: БД – более чем 9200 объектов для почти
3700
уникальных
минералов
(из
4900
утвержденных IMA ассоциацией) плюс до 350
синтетических веществ
Информационный объект – состоит из 4 базовых
таблиц с 60 фиксированными полями и до 130
дополнительных, а также 4 бинарных файлов
Годовое
пополнение
–
400-450
объектов
(литературные источники)
Общий объем – около 500 Мбайт
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Системы поиска ИВС
1. По названию минералов – полные или
фрагментарные названия, дополнительные описания
(физ. свойства, P-T условия синтеза, особенности
структуры и т.п.), совместный двуязычный поиск с
допуском ошибок
2. По химии – создание комплексных запросов
(комбинации отсутствующих/присутствующих
элементов, группировка по комбинации элементов)
3. По кристаллоструктурным характеристикам –
комплексные запросы по классам симметрии,
пространственным группам, параметрам ячейки
кристаллов, межплоскостным расстояниям, с
введением численной неопределенности параметров
от 0.1 до 10 отн.%
4. По источникам (авторы, годы , журналы)
5. По классификационным схемам
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Средства текстово-табличного
представления информации
1. Основные данные – название, формула, параметры ячейки,
различные кристаллографические данные (кол-во рефлексов,
рентгеновские плотности, коэффициенты поглощения);
2. CPDS карта – 20 основных рефлексов (суммарных), HKL
позиции, интенсивности рефлексов;
3. Базовые атомные позиции и их заселенности;
4. Полная информационно-расчетная карта (рентгеновские
плотности, все рефлексы и т.п.) ;
5. Рассчитанные различными способами энергии решетки;
6. Принадлежность различным классификационным схемам;
7. Источники данных (ссылки на публикации, поправки и т.п.);
8. Автоматически формируемые ссылки на внешние базы данных
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Output of data for coordinates of atoms
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Апплеты мультимедийной интерактивной
обработки контента
Компонентами ИВС являются средства проведения
интерактивной обработки мультимедийных объектов на
основе хранимой информации:
1. WWW-CrystPic построение интерактивных моделей
кристаллических структур (МКС) в шаровых и/или
полиэдрических вариантах, расчеты параметров структур
2. WWW-Mixipol – изображение теоретически рассчитанных
спектров структур единичных минералов и их смесей
3. WWW-XrayPol – обработка пользовательских данных и их
сравнительный анализ с объектами ИВС
4. Упрощенные варианты отрисовки структур в шаровом
представлении и спектров в виде линейчатых диаграмм
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
WWW-CrystPic - апплет для визуального
анализа моделей кристаллических структур
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Примеры сложных кристаллических
структур (более 700 атомов, более 150
структурных позиций)
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Работа с моделями кристаллических
структур (МКС)
Апплет WWW-Crystpic отрисовывает МКС в виде «шаров» и
полиэдров, а также их комбинаций. Количество атомов в
структуре может превышать1000 (до 20-30 «сортов» атомов).
Апплет может представлять любые по сложности полиэдры,
в том числе «вырожденные» с необычно малыми
межатомными расстояниями
Возможности :
• Вращение МКС пошаговое или непрерывное в
автоматическом или ручном режиме по осям X (Z), Y;
• Масштабирование и перемещение МКС;
• Изменение вариантов представления (размер атомов,
цвет фона и отдельных сортов или позиций атомов/ионов,
скрытие показ шаров и полиэдров);
• Выделение изоморфных и «дефектных»позиций;
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Работа с моделями кристаллических
структур (МКС) - продолжение
• Ориентация МКС соответственно
hkl-индексам и «размножение»
ячеек МКС (до 9 в одном
направлении, всего до 27) в
выбранных направлениях
(ортогонально а,b,с осям) для
выявления «сверхструктур»
• Фрагментация МКС согласно hklиндексам с установкой
ориентации и размеров
фрагментов;
• Расчет межатомных расстояний и
углов для выбранных
комбинаций катионов/анионов;
• Расчет любых межатомных углов
и дистанций в структуре
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Апплет WWW-Mixipol program package
Программа для расчета и интерактивного представления
расчетных спектров с возможностями манипулирования
ими для разных источников излучения и разных типов
спектральных шкал. Модуль также
способен
формировать рентгенограммы смесей фаз (до 6
одновременно)
при
возможности
варьирования
относительными содержаниями компонентов смеси.
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Упрощенная линейная X-ray диаграмма рефлексов
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Средства взаимодействия с внешними
источниками информации (автоматически
формируемые ссылки)
WWW-MINCRYST интегрирован через систему автоматически
генерируемых ссылок с сетью основных минералогических
(WebMineral, MinDat, RRUFF, American Mineralogist и т.п.) и
геологических (GeoWeb, GeoWiki) баз данных, таким образом,
через MINCRYST можно выйти на любой тип информации о
конкретных минералах. В свою очередь, данные из WWWMINCRYST могут быть вызваны во внешние Базы данных через
механизм «генерального запроса», что дает возможность
использовать карточки МИНКРИСТа в музейных базах,
кадастрах и тематических базах данных
http://mincryst.iem.ac.ru/rus/s_carta.php?Агардит
http://mincryst.iem.ac.ru/s_carta.php?AGARDITE
Новые способы представления структур
Варианты НОВЫХ форм отрисовки структур для части
бескислородных минералов
TUCHEKITE structural modes
Катионы – сурьма+сурьма
Катионы – Sb+Ni
Псевдокатионы – сера (2
позиции)
Катионы: Sb and Ni
(Sb – без полиэдра)
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Статистика обращений: в среднем год к WWWМИНКРИСТ проходит 6,5-7 миллионов единичных
запросов с более чем 48 тысяч уникальных хостов с
общим трансфертом до 75-80 Гб информации
В мировой «табели о рангах» WWW-МИНКРИСТ
входил в пятерку самых известных Интернеториентированных
кристаллографических
Баз
данных наряду с Cambridge Structural Database
(CCDC, Англия) и
Inorganic Crystal Structure
Database (FIZ Karlsrhue - Германия и NIST - США).
Cсылки на WWW-MINCRYST приведены более чем в
120
тематических
коллекциях
ссылок
по
кристаллографии и минералогии
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Проблемы
1. Переделка пользовательского интерфейса на
основе новых технологий (JSON, HTML5)
2. Рекомпиляция мультимедийных апплетов из-за:
• Параноидальное усиление требований
безопасности в Java и в браузерах;
• Задействование новых функций;
• Уход от OpenGL
3. Политические аспекты – отказ внешних
источников данных от сотрудничества
Научный сервис в сети Интернет, Моряк-2015
Спасибо за внимание!!!