В настоящее время в нашем динамично развивающемся информационном мире особую значимость приобретает способность принимать своевременные и правильные решения, которые невозможны без сбора, обработки, хранения, анализа большого объема информации и предоставления результатов их обработки пользователю.
Одной из таких задач является оперативное выявление сайтов в сети Интернет, содержащих информацию, распространение которой в Российской Федерации запрещено. Перечень данной информации представлен в ч. 2 ст. 15.1 Федерального закона от 27.07.2006 № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации». Зачастую такая информация представлена на сайтах в сети Интернет, которые могут существенно различаться как по использующимся в них технологиям, так и по их функциональности. В свою очередь информация не структурирована и может быть представлена в различных форматах: текст, содержащий фрагменты из нескольких документов; аудио- и видеозаписи; изображения (фотографии и рисунки).
На рынке существует ряд информационных систем, осуществляющих подобную обработку данных и применяемых в других сферах, но информация об их структуре и применяемых методах обработки данных не раскрывается. Зачастую они предоставляются по технологии SaaS (англ. software as a service), что неприемлемо с учетом специфики обрабатываемых данных.
Цель данной работы – предложить структуру информационной системы, обеспечивающей возможность оперативного получения неструктурированной информации с большого количества различных сайтов в сети Интернет и ее хранения для последующей обработки, при этом должна предусматриваться возможность увеличения объема обрабатываемых данных за счет увеличения количества применяемого оборудования (горизонтальное масштабирование) и использование невысокопроизводительного серверного оборудования.
Разработка автоматизированной информационной системы поиска и анализа информации в сети Интернет (далее АИС Поиск) осуществлялась в Югорском научно-исследовательском институте информационных технологий и предназначена: для взаимодействия с сайтами в сети Интернет; хранения и анализа собранной информации; предоставления результатов обработки информации в виде отчетов пользователю.
Взаимодействие с сайтами в сети Интернет направлено на сбор с них исходной информации, предусматривает работу в режиме запрос – ответ по следующим направлениям: поиск требуемой информации на сайте сети Интернет; загрузка найденной информации в АИС Поиск; актуализация информации, хранящейся в АИС Поиск, за счет сравнения с версией [3], расположенной на сайте сети Интернет (выполняется через определенный интервал времени, определяемый с учетом обновления информации).
Контекстная диаграмма потоков данных АИС Поиск
Хранение собранной информации с сайтов в сети Интернет предусматривает множество точек входа для сбора и обработки информации, при этом каждая из них может собирать и обрабатывать данные по своим уникальным правилам.
На этапе проектирования были разработаны диаграммы потоков данных, описывающие основные процессы АИС Поиск и потоки данных, циркулирующих в системе. На рисунке представлена контекстная диаграмма потоков данных АИС Поиск.
Рассмотрим процессы контекстной диаграммы подробнее.
1. Формирование критериев поиска документов (ключевые слова, тематические фразы, поисковые запросы, образцы изображений, фрагменты аудио- и видеозаписей) – определяются требования к содержанию документов, которые должны быть найдены на информационных ресурсах, расположенных в сети Интернет, и загружены в базу данных. Первоначальное наполнение осуществляется оператором, в последующем уточняется по результатам анализа документов.
2. Формирование задач поиска документов – определяется режим поиска документов на информационных ресурсах с учетом имеющихся возможностей, периодичности обновления информации и приоритетов пользователя. Формируется в виде задачи, для которой определяется: время запуска, информационные ресурсы, критерии поиска документов.
3. Поиск документов – обеспечивает выполнение задач по поиску документов: периодическая проверка наличия требующих запуска задач поиска документов, выполнение задачи поиска документов в рамках которой по количеству установленных критериев поиска документов и информационных ресурсов выполняется набор действий:
а) формирование запроса на получение данных к информационному ресурсу на основе определенных критериев поиска документов и его синтаксиса;
б) направление запроса на получение данных в информационный ресурс и ожидание ответа;
в) обработка ответа информационного ресурса (запись ссылок на найденные документы в базу данных).
4. Загрузка документов – обеспечивает загрузку документа по найденной ссылке: проверка доступности документа по найденной ссылке; сравнение загруженного документа с предыдущей версией, при ее наличии (проверка на наличие изменений) в базе данных; запись загруженного документа в базу данных.
5. Анализ документов – обеспечивает автоматическую обработку загруженных документов: извлечение объектов из документа (структурированные данные: ФИО, должности, название территорий и веществ, контактная информация, события и т.д.); определение характера связи для выявленных объектов: объект – субъект, негатив – позитив и т.д.; расчет вероятности отнесения документа к различным группам документов, ранее определенных пользователем (классификация документа); выявление похожих документов (с использованием методов классификации объектов по группам за счет выявления наперед неизвестных общих признаков (введен в 1939 году Robert Tryon) [1]); уточнение критериев поиска документов на основе ранее классифицированных и кластеризованных документов.
6. Формирование отчетов – подготовка данных для отображения пользователю (выполнение операций, которые не могут быть выполнены за время ожидания пользователем отклика АИС Поиск).
7. Представление отчетов – представление данных в виде отчетов на основе определенных шаблонов с учетом предпочтений пользователя, при этом ему предоставляется возможность установки фильтра для отбора данных в него включаемых.
8. Верификация данных – подтверждаются пользователем результаты анализа документов: классификация, извлеченные объекты, установленные связи.
По результатам изучения опыта построения подобных систем, в том числе представленных в [2, 4], была выбрана модульная архитектура системы. Использование модульного подхода в качестве основы для такого инструментария позволяет не только просто строить сложные приложения, собирая их из «кирпичиков», но и обеспечивать их взаимозаменяемость для доработки программного обеспечения и расширения возможностей информационных систем. Основные преимущества модульной архитектуры этим не ограничиваются. Также к ключевым особенностям выбранного подхода к построению АИС Поиск можно отнести возможность выборочной ее компоновки, многократное использование однажды написанного кода и разработанных классов [5].
В общем виде структура АИС Поиск состоит из следующих модулей:
– База данных (совокупность средств для обеспечения хранения и доступа к найденным данным).
– Интерфейс пользователя (предоставляет инструменты пользователю для просмотра имеющихся данных и результатов их обработки, а также по управлению работой каждого из модулей).
– Подсистема анализа (осуществляет обработку (классификация, определение объектов и связей) найденных данных).
– Подсистема сбора данных (реализует заданный пользователем алгоритм работы Модулей взаимодействия (запуск, формирование параметров) и обеспечивает загрузку получаемых от них данных в Базу данных).
– Модуль взаимодействия (обеспечивает получение данных с определенного информационного ресурса в соответствии с установленными параметрами).
Все эти собранные неструктурированные данные требуется быстро анализировать, что в свою очередь невозможно без соответствующей организации хранения этих данных. Тенденции последних лет показывают, что для хранения неструктурированных данных используются современные СУБД, сочетающие в себе гибкость модели хранилища документов и строгость и простоту реляционной модели.
Например, в СУБД PostreSQL 9.2 появилась поддержка типа данных JSON (JavaScript Object Notation), а в 9.3 добавились функции обработки значений в нём. Этот же тип данных теперь поддерживается и в MySQL начиная с версии 5.7.8. Аналогичный функционал есть и в СУБД Oracle, MSSQL.
Существует несколько подходов к хранению неструктурированных данных в информационных системах:
– непосредственно в базе данных, при этом большинство современных СУБД предусматривают для этого специализированный тип данных: JSONB в PostgreSQL, CLOB в Oracle и т.д.;
– вне базы данных (в виде файлов в соответствующих хранилищах), при этом в базе данных хранятся только ссылки на них. Основными недостатками данного варианта являются сложности с администрированием, обеспечением доступности и целостности данных. В свою очередь преимуществом данного подхода является возможность использования стандартных приложений по их обработке (просмотр), сокращение общего объема базы данных (не требуется выделять большой объем дискового пространства в одном месте), данные могут храниться на большом количестве различных серверов с небольшим объемом дискового пространства. На сегодняшний день данное направление активно поддерживается разработчиками СУБД и ведутся работы по устранению указанных недостатков, в частности в MS SQL Server 2012 появились таблицы FileTable для работы с файлами, а в Oracle – параметр SecureFiles для типа данных LOB.
Принимая во внимание, что наибольшую часть (объем) будут занимать неструктурированные данные, доступ к которым нужен будет эпизодически (на этапе загрузки для извлечения метаданных и несколько раз для демонстрации результатов пользователю), была предложена следующая структура: Файловый сервер – Драйвер доступа – СУБД.
В качестве файловых серверов было принято решение использовать сервера под управлением свободно распространяемой операционной системы Linux (Debian, или Astra Linux), а в качестве СУБД Postgres, так как она: свободно распространяемая, имеет развитые инструменты для полнотекстового поиска и может быть сертифицирована по требованиям безопасности информации например в составе операционной системы Astra Linux.
В соответствии с предложенным подходом нами в Югорском НИИ информационных технологий была осуществлена реализация АИС Поиск, которая используется компетентными ведомствами Ханты-Мансийского автономного округа – Югры для поиска доменных имен, указателей страниц сайтов в информационно-телекоммуникационной сети Интернет и сетевых адресов, позволяющих идентифицировать сайты в информационно-телекоммуникационной сети Интернет, содержащие информацию, распространение которой в Российской Федерации запрещено.
В настоящее время было обработано более 75 тыс. ссылок, загружено в базу данных более 21 тыс. уникальных документов. Для 922 документов было определено с высокой долей вероятности, что они содержат информацию, распространение которой в Российской Федерации запрещено, более 75 % из них были включены в соответствующий реестр, который ведется Роскомнадзором в соответствии с ч. 3 ст. 15.1 Федерального закона от 27.07.2006 № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».
В ходе опытной эксплуатации АИС Поиск получены положительные оценки от конечных пользователей, также ими отмечается предсказуемость появления документов в базе данных в зависимости от сформированных критериев поиска документов (результаты аналогичны полученным при ручном поиске) и снижение трудоемкости. По результатам также было рекомендовано ввести АИС Поиск в промышленную эксплуатацию.
В дальнейшем планируется проведение работ по повышению эффективности работы пользователей с АИС Поиск, в частности за счет внесения изменений в интерфейс пользователя, сокращению время отклика системы на действия пользователя за счет предварительной подготовки данных и повышению скорости работы алгоритмов обработки данных. Планируется также проведение работ по сравнению результатов классификации документов с использованием различных алгоритмов и методов.
Библиографическая ссылка
Карташев Е.А., Царегородцев А.Л. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОИСКА И АНАЛИЗА ИНФОРМАЦИИ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 10-2. – С. 296-300;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=40848 (дата обращения: 20.04.2024).