Кіріспе
UVC-ге негізделген сақтау – цифрлық объектілерді сақтауды басқаруға арналған архивтік стратегия. Ол арнайы архивтік мақсаттар үшін жасалған Универсалды виртуалды компьютерді (UVC) – нақты машинаны (VM) пайдаланады, ол эмуляцияға және XML сияқты тілге тәуелсіз форматқа көшіруге мүмкіндік береді. Цифрлық сақтаудың басты тәсілі – көшіру. Көшіру архивтелген ақпаратты оның бастапқы форматтары ескіргенде немесе оларға тәуелді бағдарламалық қамтамасы немесе аппараттық құралдары қолдаусыз қалғанда, жаңа логикалық форматтарға мерзімді түрлендіруді қамтиды. Көшірудің ең маңызды қаупі – деректердің жоғалуы, сондай-ақ бастапқы функционалдылықтың немесе бастапқы форматтың сыртқы түрінің жоғалтылуы. Бұған қоса, цифрлық көшіру көп уақытты алады және қымбатқа түседі, себебі бұл процесс әрбір құжаттың форматын түрлендіруді, қажет болған жағдайда түрлендірілген деректерді жаңа тасымалдағыштарға көшіруді талап етеді.
Эмуляция теориясы
1999 жылы Джефф Ротенберг өзінің "Технологиялық құмға батпаудан қалай сақтануға болады: цифрлық сақтау үшін тұрақты техникалық негізді табу" атты есебімен цифрлық сақтаумен айналысатын және жауапты ұйымдарда қысқа уақыт ішінде әңгіме-дүбір тудырды. Ол болашақта цифрлық ақпараттың оқылмауы мүмкін екенін, оны қамтамасыз ететін тиімді шешімдердің жоқ екенін айтады. Стандарттар мен миграцияға негізделген ұсынылған шешімдер көп уақытты алады және цифрлық құжаттарды бастапқы түрінде сақтауға қабілетсіз деп есептеледі. Ол былай дейді: "Идеалды тәсіл бір рет жасалып, барлық құжаттар мен медиа түрлеріне біркелкі, автоматты түрде және синхронды түрде (мысалы, әрбір жаңару циклінде) қолданылатын, кеңейтілмелі, ұзақ мерзімді шешімді қамтамасыз етуі керек, бұл ретте адамның араласуы минималды болуы тиіс". Ол жоғарыдағы талаптарды қанағаттандырудың ең жақсы жолы – эмуляция екенін ұсынады; яғни, болашақтағы белгісіз компьютерлерде жұмыс істейтін эмуляторды жасау; құжатты табу, қол жеткізу және қайта құру үшін қажетті метадеректерді жинау әдістерін әзірлеу; құжаттарды, оларға байланысты метадеректерді, бағдарламалық жасақтаманы және эмулятордың сипаттамаларын біріктіретін әдістерді әзірлеу. 2000 жылы ол эмулятор спецификациялары бағдарлама түрінде жазылып, эмулятор спецификациясы интерпретаторы бағдарламасымен оқылатын эмуляцияға негізделген сақтау тәсілін енгізуді ұсынды. Ротенбергтің тәсілі күмәнмен қабылданды және оның техникалық тұрғыдан тым қиын, тым қымбат, тым көп уақытты қажет ететіні және эмпирикалық деректердің болмауына байланысты экономикалық тәуекел екені айтылды. (Қосымша оқу бөлімін қараңыз)
"an ideal approach should provide a single, extensible, long term solution that can be designed once and for all and applied uniformly, automatically, and in synchrony (for example, at every future refresh cycle) to all types of documents and all media, with minimal human intervention." He proposes that the best way to satisfy the above criteria is Emulation by; developing an emulator that will run on unknown future computers; developing techniques to capture the metadata needed to find, access and recreate the document; developing techniques for encapsulating documents, their attendant metadata, software, and emulator specifications. In 2000, he suggests implementing an emulation based preservation approach in which emulator specification are expressed as programs and interpreted by an emulator specification interpreter program written for an emulation virtual machine. Rothenberg's approach was met with skepticism and considered too technically challenging, too expensive and too time consuming, and therefore an economic risk (without the support of empirical evidence). (See further reading section)
IBM-нің рөлі
Raymond A. Lorie IBM Research Centre Almaden-де жұмыс істеген кезінде ұзақ мерзімді цифрлық сақтауға арналған UVC негізіндегі шешімді әзірлеуді бастады. Ол бұл тәсілді «Универсалды» деп сипаттайды, себебі оның анықтамасы соншалықты қарапайым, ол мәңгілікке дейін сақталады, «Виртуалды» – өйткені оны физикалық түрде құрудың қажеті жоқ, ал функционалдығы бойынша ол «Компьютер» болып табылады. UVC активтерінің иесі IBM (NL) PLANETS жобасы шеңберінде UVC тұжырымдамасын дамытуды жалғастыруда. Раймонд ван Диссен күрделі объектілерді сақтау үшін UVC тұжырымдамасын қолдану аясын кеңейтуге жауапты.
Нидерланд Ұлттық кітапханасының рөлі
Нидерландтың Ұлттық кітапханасы (Koninklijke Bibliotheek, KB) UVC тұжырымдамасына негізделген эмуляцияның ұзақ мерзімді цифрлық сақтау үшін мүмкін болатын нұсқа екенін көрсетуде маңызды рөл атқарды. 2000 жылы эмуляцияны жақтаушы Джефф Ротенберг КБ-мен бірге эмуляцияны ұзақ мерзімді сақтау стратегиясы ретінде пайдаланудың мүмкіндігін тексеру және бағалау үшін зерттеуге қатысты. Оның әдісі – ескірген есептеу платформаларының жұмысын жаңа платформаларда бағдарламалық эмуляция арқылы қайта жаңғырту, бұл алыс болашақта цифрлық құжаттың бастапқы бағдарламалық жасақтамасын іске қосуға мүмкіндік береді, соның арқасында құжаттың мазмұны, жұмысы және түпнұсқасының "көрінісі" қайта жанданады. Ротенберг ескі аппараттық платформалар мен операциялық жүйелердің мінез-құлқын эмуляциялауға тырысып, оларға байланысты бастапқы бағдарлама арқылы бастапқы деректерге қол жеткізуге ұсыныс жасағаны үшін дұрыс емес нәрсені сақтауға тырысқаны үшін сынға ұшырады. Реймонд А. Лори болашақ платформада "нағыз" машинаны эмуляциялайтын бағдарлама жасаудың қиындықтарын мойындады және цифрлық нысандарды сақтау үшін бұл тәсілдің артық екенін түсінді. Оның орнына ол "Universal Virtual Computer" бағдарламасын пайдалана отырып, деректерді/бағдарламаларды архивтеудің жаңа тәсілін ұсынды. PDF құжаттары үшін UVC құру күрделірек. Сондықтан КБ суреттер үшін UVC әзірлеуді шешті, себебі бұл тәсіл PDF құжаттарын да қамтиды (PDF файлы суреттер тізбегіне оңай түрлендіріледі). UVC-ге негізделген тәсіл нәтижесінде КБ-ның e Depot сақтау қосалқы жүйесіндегі JPEG/GIF87 суреттеріне тұрақты қол жеткізу құралы ретінде UVC пайда болды. UVC-ді сәтті іске асырғаннан кейін КБ ұзақ мерзімді цифрлық сақтау үшін эмуляция стратегиясын "толық" немесе аппараттық эмуляцияға бағыттап дамытуды жалғастырды. Бұл тәсіл x86 компонентіне негізделген берік компьютерлік эмуляторды ұсынды: Диоскури – цифрлық сақтау үшін алғашқы модульді эмулятор.
УФК-қа негізделген консервілеу
Универсалды виртуалды компьютер – кең ұғымның бір бөлігі, және ол UVC негізіндегі сақтау әдісі деп аталады. Бұл әдіс цифрлық объектілерді (мәтіндік құжаттар, электрондық кестелер, кескіндер, дыбыс толқындары сияқты) кез келген уақытта олардың бастапқы күйінде қайта құруға мүмкіндік береді. Әдістер – универсалды виртуалды компьютердің (UVC) машина тілінде жазылған бағдарламалар. UVC оны іске қосатын компьютердің архитектурасынан толығымен тәуелсіз. UVC – физикалық компьютердің орнына нұсқаулар жиынтығын қамтитын бағдарлама. Ол болашақ платформада бағдарламалық қолданба ретінде жұмыс істейді. Біз қазіргі уақытта болашақта қандай аппараттық құралдар болады екенін білмейміз, сондықтан UVC дерекқорынан нақты бір құжатты алу қажет болғанда ғана жасалуы керек. Бұл UVC кейін осы UVC үшін арнайы жазылған бағдарламаларды іске қосуға арналған платформа құрайды. Болашақта UVC үшін эмуляциялық бағдарлама жасау, "нақты" машинаны эмуляциялауға қарағанда әлдеқайда оңай.
Қолдану сипаттамасы
UVC негізіндегі сақтау стратегиясының әдісі, толық эмуляция қажет етпейтін деректерді мұрағаттау мен қажет ететін бағдарламаларды мұрағаттауды ажыратады. Деректерді мұрағаттау үшін UVC сақталған дерек ағынын түсіндіретін әдістерді мұрағаттауға қолданылады.
Тұжырымдамалық модель
Бастапқы деректермен бірге әрбір жеке цифрлық объектінің мағынасын қайта құруға болады. UVC жүйенің ядросы ретінде қарастырылуы мүмкін. Java виртуалды машинасы мен Common Language Runtime сияқты, UVC – бұл шын мәнінде эмулятор, ол бағдарламаны қажетті, көбінесе ескірген, аппараттық құралдардың виртуалды түрлерінде іске қосуға мүмкіндік береді және технология дамуымен қатар қажетті аппараттық құралды эмуляциялауды жалғастырады. Біз болашақта қандай аппараттық құралдар қолжетімді болатынын қазір білмейміз, сондықтан UVC дерекқоймадан нақты бір құжатқа қол жеткізгіміз келгенде ғана құрылуы керек. UVC – UVC үшін арнайы жазылған бағдарламалардың іске қосылатын платформасын құрайды.
Не істеу керек
Архивтеу кезінде (қазіргі уақытта) және алу кезінде (болашақта) әртүрлі қадамдар қабылдануы керек.
Алу уақытында
1-қадам. Ағымдағы платформада эмулятор құру. UVC тұжырымдамасының қарапайымдылығына байланысты, тәжірибелі бағдарламашылар үшін белгілі бір уақыттағы платформаға арналған UVC эмуляторын жасау оңай. 2-қадам. Логикалық деректерді қарау құралын (деректерді қалпына келтіру бағдарламасын) жасау. Бұл UVC объектілік кодын және биттік ағынды оқитын, содан кейін UVC бағдарламасын орындау үшін эмуляторды шақыратын қолданбалық бағдарлама. Яғни, бағдарлама UVC-ні басқарады және оның барлық кіріс/шығыс өзара әрекеттесуін жүзеге асырады. 3-қадам. Схеманы қалпына келтіруге арналған бағдарламаны жазу. Схема туралы ақпараттың логикалық көрінісі белгілі болғандықтан, бір қалпына келтіру бағдарламасы барлық қолданбаларды қолдауы мүмкін. Егер болашақ клиент қалпына келтіріліп жатқан құжаттардың логикалық көрінісін білсе, онда схеманы міндетті түрде алудың қажеті жоқ. Сонымен қатар, схеманы бір типтегі құжаттар жинағы үшін бір рет қана сұрау жеткілікті.
Step 2 Develop a Logical Data Viewer (a restore program to restore the data). This is an application program that reads the UVC object code and the bit stream and invokes the emulator to execute the UVC program i. e. the program controls the UVC and all input/output interaction between it
Step 3 Write a restore program to restore the schema. Since the logical view for the schema information is fixed a single restore program may actually support all applications. If the future client already knows the logical view for the documents being restored then the schema does not necessarily needs retrieving. Furthermore, the schema only needs to be requested once for a collection of documents of the same type
Әдістің сипаттамасы
UVC бағдарламасы цифрлық нысанның файл пішімін ашады. Бұл форматты ашу бағдарламасы UVC-де жұмыс істейді, ол платформаға тәуелсіз қабат болып табылады және болашақтағы аппараттық және бағдарламалық жасақтама өзгерістеріне тәуелді емес. Форматты ашуды іске қосу элемент тегтерін шығарады. Бұл элементтер деректердің логикалық дерек көрінісін (LDV) құрайды, ол XML-ге ұқсас. LDV – бұл белгілердің құрылымын және мағынасын нақты ақпарат түрінің бөліктері ретінде сипаттайтын LDS-тің көшірмесі. Осы компоненттердің барлығы қарапайым түрде «viewer» деп аталатын логикалық дерек көрушімен басқарылады. Қайта құру үшін көруші UVC-ні іске қосып, цифрлық нысанның деректерін UVC-нің үстінде жұмыс істейтін формат ашушыға жібереді. Оның орнына ол LDV-ді алып, бастапқы нысанның мағынасын жаңартады.
Өнер көрсету
Архитектура компьютер дәуірінің бастапқы кезінен бері қалыптасқан ұғымдарға негізделген: жад, тіркегіштер және негізгі командалар, орындалу тиімділігін арттыру үшін жиі қосылатын қосымша мүмкіндіктерсіз. UVC бағдарламалары көбінесе деректерді қалпына келтіру үшін іске қосылатындықтан, орындалу жылдамдығы екінші деңгейдегі мәселе. Болашақ машиналарын жылдамдатуға болады, сондықтан болашақ машинада UVC эмуляциясы да тезірек жұмыс істейді, жылдамдыққа ерекше мән берілмейді. Сонымен қатар, UVC-нің икемділігі орындалу жылдамдығынан маңыздырақ. Бірақ, өнімділікті жақсартуға әрқашан мүмкіндік бар.
Іске асыру
Деректерді мұрағаттауға арналған UVC, яғни статикалық файлдарды мұрағаттау, операциялық цифрлық мұрағаттау ортасында жұмыс істейтіні дәлелденді. UVC – Ұлттық кітапханада (KB) суреттерге тұрақты қол жеткізу құралдарының бірі.
Суреттер үшін UVC
Ультракүлгін сәулелер (UVC) цифрлық нысандарды бастапқы күйіне сәтті қайтару қабілетіне ие екені дәлелденді. Қолдану оңай, себебі суреттер үшін қосымша функционал қажет емес. JPEG кескіндері үшін UVC әзірлеу тәсілі негізді, өйткені көптеген форматтарды осы форматқа түрлендіруге болады. Мысалы, PDF құжатын JPEG кескіндерінің тізбегі ретінде көрсетуге болады, осы арқылы бастапқы цифрлық нысанның "көрінісі мен сезімін" сақтап, функционалдылығынан айырылуға болады. Бұдан әрі, JPEG кескіндеріне арналған қолданбаны логикалық деректер схемасына шағын түзетулер енгізу арқылы TIFF кескіндерін имитациялау үшін оңай бейімдеуге болады. Бұл тәсіл мінез-құлқылық ерекшеліктері жоқ барлық басқа нысандарға да қолданылуы мүмкін. Мысалы, Excel, Lotus 1 2 3 және PDF үшін интерпретаторлар (ішінара) жазылған. Дегенмен, бұл қолданбалар форматтардың тек статикалық мүмкіндіктерін ғана қамтиды.
УФК-ға негізделген эмуляция
UVC-ге негізделген эмуляция UVC-ді платформадан тәуелсіз эмулятор құруға болатын әмбебап платформа ретінде қолданады. UVC (бағдарламалық құрал) қарапайым, жалпы мақсаттағы компьютерді қайта жасайды және оны қазіргі және болашақтағы кез келген компьютерлік платформада оңай жүзеге асыруға болады. Осы стратегияның арқасында болашақ қолданушылар бастапқы нысанға әрқашан қол жеткізе және оны көре алады. UVC-нің ресми сипаттамасы сақтау кезінде міндетті түрде сақталуы керек. Сондай-ақ, әрбір нақты файл форматы үшін декодерлер жасалуы керек, ал әр түрлі цифрлық нысан үшін нысан түрлерін – сурет, дыбыс, электрондық кесте, мәтін сияқты түрлер бойынша анықтайтын LSD қажет. Әрине, бастапқы нысандар да сақталуы керек.
Күрделі нысандар/динамикалық мазмұн
Жоғарыда айтылғандай, UVC негізіндегі тәсіл қазірге дейін тек статикалық файлдар үшін ғана тиімді қолданылған. Раймонд ван Диссен (IBM) осы технологияны UVC бағдарламасы мен болашақ қолданба арасындағы байланыс арнасын пайдалану арқылы динамикалық объектілерді де қамту үшін жетілдіруде.
Авторлық құқық мәселелері
Бұл тәсілге қатысты авторлық құқық мәселелері басқа тәсілдерден ерекшеленбейді деп күтілуде. Егер форматқа зияткерлік меншік құқығы болса, бұл мәселе формат иелерімен шешілуі керек. Сол сияқты, қосымшаларды "UVC-ге қосу" үшін әзірлеушіден бастапқы код және оның иесінен рұқсат алу қажет. Соңында, аппараттық эмуляция үшін жүйеде іске қосылатын барлық бағдарламалық қамтамастың лицензиялары талап етіледі.