دستیابی به دولت الکترونیک بدون تسهیل ارتباط داده‏ای سازمان‌‏ها و ارگان‏‌های دولتی و غیر دولتی امکان‏‌پذیر نیست. به همین دلیل ایجاد سازوکار تبادل داده در بین بخش‏‌های مختلف دولتی و خصوصی از جمله اولین و مهم‌ترین اقدامات کشورها در راستای بهره‏‌برداری از مزایای فناوری اطلاعات در حکمرانی به شمار می‏‌آید. کلیدواژه دولت تعامل‏‌پذیر، به تبادل داده در بین دستگاه‏‌های دولتی اشاره دارد. دولت تعامل‏‌پذیر از چهار لایه تشکیل شده است (شکل 1): 1- لایه فنی: شامل ایجاد زیرساخت سخت افزاری، نرم افزای و شبکه‏ای مورد نیاز برای تبادل داده می‏باشد که در کشور ما بر عهده مرکز ملی تبادل داده می‏باشد. 2- لایه داده یا معنا: جایی که تعریف، محتوا و ساختار داده تبادلی بین دستگاه‏ها به صورت دقیق باید صورت گیرد. 3- لایه فرآیند یا سازمانی: لایه‌‏ای که سازمان‌‏ها باید برای ارائه خدمات الکترونیکی در مورد یک فرآیند اشتراکی به توافق برسند. 4- لایه حاکمیت یا تصمیم‏‌گیری: کارگروه تعامل‏‌پذیری دولت در بالاترین سطح وظیفه مهم وضع قانون جهت اجازه و یا اجبار یک دستگاه به تبادل داده را بر عهده دارد. 

در کشور ما لایه حاکمیتی یا قانونی با تشکیل کارگروه تعامل‌پذیری طبق قانون دوام و لایه فنی با ایجاد مرکز ملی تبادل اطلاعات؛ در وضعیت نسبتا خوبی قرار دارند. به عنوان یک پیشران مهم در دولت الکترونیک، توجه ویژه به استانداردسازی لایه داده موجب ارتقای چشمگیر تعامل‏پذیری بین دستگاهی در کشورمان خواهد شد. بررسی‏ها نشان می‏دهد اکثر کشورهای دنیا مدت‏ها قبل به اهمیت وجود هماهنگی و درک مشترک بین سازمانی در لایه داده برای توسعه دولت الکترونیک پی برده به همین دلیل اقدام به استانداردسازی لایه داده نموده‏اند. پیدایش مدل داده ملی مختص هر کشور از جمله خروجی‏های برجسته این اقدامات در قالب استانداردسازی لایه داده است.

لایه‌‏ی تبادل داده که به لایه معنایی نیز مشهور است، لایه‌ای از تعامل‌پذیری است که قابلیت سیستم‌های کامپیوتری برای تبادل داده بین یکدیگر بدون وجود ابهام در معنای داده‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد. استقرار درست تعامل‌پذیری داده، متضمن درک مشترک معنایی طرف‌های مرتبط با تبادل اطلاعات از اجزای موجود در تبادل داده می‏باشد. داده تبادلی بین دو یا چند سیستم دارای دو جنبه‏ی ساختاری و محتوایی می‏باشد که ایجاد درک مشترک توسط یک راه‏حل استاندارد در هر دو جنبه برای برقراری ارتباط داده‏ای بین دو دستگاه الزامی می‏باشد. 

ادامه این نوشتار به بیان اهداف استانداردسازی لایه داده، خصوصیات لازم جهت اطمینان از موفقیت یک استاندارد داده، و معماری و اجزای استاندارد توسعه داده شده در راستای اعلام نیاز دبیرخانه شورای اجرایی فناوری اطلاعات، خواهد پرداخت.

به‌طور کلی برخی از اهداف مهم که از طریق ارائه استاندارد لایه‌‏ی تعامل‌پذیری معنایی دنبال می‌شوند عبارت‌اند از:

1- آماده‌سازی یک مجموعه واژگان مشترک و مدل داده ملی: ایجاد یک زبان مشترک برای توصیف نیاز اطلاعات تبادلی یکی از نتایج تعامل‌پذیری معنایی است. طراحی، پیاده‏سازی، به‌کارگیری و پشتیبانی از مدل داده ملی باعث شکل‌گیری الفبای این زبان مشترک می‌شود.

2- تضمین معنای واحد و غیرمبهم برای داده: هنگامی که معنای اصطلاحات به‌کاررفته در تبادل اطلاعات، از پیش مشخص نباشند، برقراری جریان ارتباطات نمی‌تواند تضمین‌کننده دستیابی به اهداف تبادل اطلاعات باشد. برای مثال در دو دستگاه اجرایی ممکن است یک اصطلاح مشترک برای دو موجودیت اطلاعاتی متفاوت به کار رود. یا اینکه ساختار یک موجودیت اطلاعاتی در دو دستگاه مختلف متفاوت باشد. نبود یک استاندارد معنایی باعث سو تفاهم در درک داده‌ها و در نتیجه افزایش خطا و هزینه‌ها می‌شود.

3- ارتقاء آگاهی از وضعیت داده در سطح کشور: با یکسان‏سازی مفاهیم داده در سطح ملی از پیچیدگی نحوه‏ی تبادل داده‏ی بین سازمان‏ها کاسته شده و در نتیجه فهم چگونگی جریانات داده (نقشه لوله کشی جریان داده) در بین دستگاه‏ها برای مسئولان و تصمیم‏گیران ساده‏‌تر خواهد شد. 

4- بالا بردن قابلیت استفاده مجدد: در صورت یکسان‏سازی انواع داده‏‌ی ردوبدل شده بین دستگاه‏ها استفاده‏‌ی مجدد از داده‌‏ها و پیام‏‌های اطلاعاتی تعریف شده‏ی قبلی برای نیازهای جاری ساده تر خواهد شد. 

5- یکپارچه‌‏سازی، داشبوردسازی، تحلیل و تولید گزارش: با یکسان‏‌سازی داده‌‏های موجود در دستگاه‏ها با هزینه‌‏ی کمتری می‏توان داده‏ها را تجمیع کرده و بر روی آن‏ها داشبوردهای عملیاتی تولید کرد. تحلیلگران داده نیز با صرف وقت کمتری برای پیش‏پرداز داده‏ها می‏توانند به وظیفه اصلی و فعالیت تخصصی خود پرداخته و گزارش‏های مورد نیاز تصمیم‏گیران را تولید کنند. در اینصورت هزینه‏ی آماده‎‏سازی داده برای تحلیل که بعضا بیش از 50% هزینه‌‏های تحلیل است در سازمان‏‌هایی همچون سازمان ملی آمار کاهش اساسی خواهد داشت.

6- کمک به گسترش اینترنت اشیا: یکی از چالش‌های موجود در زمینه اینترنت اشیا، ناهمگونی و تنوع بسیار وسیع دستگاه‌های موجود در شبکه است. این مسئله تبادل اطلاعات بین این دستگاه‌ها را با مشکل مواجه می‌کند. استاندارد تعامل‌پذیری معنایی این چالش را تا حد مناسبی مرتفع می‌سازد.

7- کمک به توسعه هوش مصنوعی فراگیر: برای آموزش و توسعه ابزارهای هوشمند، نیاز به ترکیب داده‌ها در حجم بالا بین منابع اطلاعاتی متفاوت وجود دارد. طبیعتاً بدون وجود استاندارد معنایی، یکپارچه‌سازی اطلاعات جمع‌آوری شده از منابع مختلف که ساختارهای متفاوتی دارند و با اصطلاحات متفاوتی بیان شده‌اند، مشکل‌، وقت‏گیر و هزینه‌‏بر خواهد بود.

8- گسترش زیست بوم داده‌‏های باز کشور: وجود زبان مشترکی برای توصیف انواع داده‏‌هایی که قابلیت باز بودن داشته باشند با وجود حجم زیاد داده‏های باز که در کشورها وجود خواهد داشت، نقش موثر در بهره‌‏برداری موثر از این نوع داده‌ها خواهد داشت. در صورتی که از قبل تدبیری برای یکسان‏سازی معانی داده در مجموعه داده‏‌های باز منتشر شده توسط دستگاه‏ها اندیشیده نشود، پس از انتشار ده‏‌ها هزار مجموعه داده ایجاد یک وحدت رویه بسیار سخت خواهد شد. همچنین در صورت نبود استاندارد در توصیف داده‌‏ها قابلیت استفاده مجدد داده‌‏ها، قابلیت جستجوی داده‏‌ها، کیفیت داده و بسیاری از خصوصیات مهم داده باز دچار مشکل خواهد شد. از طرف دیگر گسترش داده باز در کشور خود از الزامات توسعه هوش مصنوعی خواهد بود.

راه‏‌حل ارائه شده برای استاندارد لایه داده کشور باید دارای یک سری خصوصیات مهم می‏باشد تا برای رسیدن به اهداف فوق الذکر قابلیت اجرا و پیاده‏سازی داشته باشد. از جمله مهمترین این خصوصیات عبارتند از:

1- توسعه و نگهداری توزیع‌شده مدل داده ملی: همانطور که اشاره شد مدل داده ملی یکی از دستاوردهای مهم استانداردسازی لایه داده می‏باشد. مدل داده ملی باید دارای پوشش گسترده‏ای بر روی موضوعات متنوع باشد تا بتواند نیازهای تبادل داده‏ای کشور را برآورده کند. مدل کردن هر کدام از این موضوعات بدون مشورت با افراد خبره در آن بخش امکان‏پذیر نیست. از طرف دیگر تعداد این موضوعات، حجم کار در هر موضوع و پیچیدگی تخصصی مربوط به هر موضوع در سطح کشور به گونه‏ای می‏باشد که رسیدگی به همه‏ی آن‏ها توسط یک گروه بسیار سخت و در صورت امکان بسیار وقت‏گیر ‏خواهد بود. به همین منظور مدل داده ملی باید به صورتی طراحی شود که کمیته‏ها با تخصص‏های متفاوت (آموزش، مالیات، سلامت، مالی، کشاورزی، صنعت و ...) در گسترش آن به صورت موازی همکاری داشته باشند. این رویکرد از ورود یک گروه خاص در دبیرخانه شورای اجرایی فناوری اطلاعات به همه‏ی تخصص‏ها جلوگیری کرده و با قابلیت موازی‏سازی که دارد سرعت توسعه‏ی مدل داده را افزایش می‏دهد. از طرف دیگر استاندارد با وضع قوانین مناسب سازوکاری ایجاد خواهد کرد تا تضمین کننده سازگاری، جامعیت و هماهنگی مدل‏های داده‏ای تولید شده توسط کمیته‏ها به صورت متمرکز باشد.

2- عدم اجبار به تغییر مدل داده داخلی ارگان‏‌ها: برای اینکه فعالیت‏های دستگاه‌ها و سازمان‌های مخاطب این استاندارد با اجرای آن دچار اختلال و مشکل نشود، سازمان‏ها نباید بلافاصله مجبور به تغییر مدل داده درونی خود باشند؛ زیرا در صورت تغییر مدل داده داخلی مجبور به تغییر لایه‏های بالاتر برنامه‏های کاربردی خود شده و متحمل هزینه و صرف وقت بسیار زیاد خواهند شد. راه‏حل ارائه شده در سطح لایه داده باید به صورتی باشد که لازم نباشد سازمان‏ها مدل داده داخلی خود را تغییر دهند بلکه صرفاً در آخرین حلقه مدل داده خود و در هنگام تبادل اطلاعات با هم از استاندارد پیشنهادی به شکل یک واسط استفاده خواهند کرد. اعمال مدل داده بر روی پایگاه‏های داده به صورت یک توصیه بوده و می تواند به مرور زمان انجام شود.

3- توسعه مدام و بهبود پیوسته: از آنجایی که توسعه مدل داده ملی به دلیل حجم کار، نیازهای پیوسته جدید و تغییرات فراوان، به یکباره امکان‏پذیر نمی‏باشد راه‏حل پیشنهادی می‏بایست قابلیت توسعه پیوسته داشته و پاسخگوی نیازهای جدید بوجود آمده در طول زمان باشد. مهمتر آنکه با به روز شدن نسخه‌‏های جدید از مدل داده، فعالیت‏های سازمان‏ها نباید دچار مشکل شده و آن‏‌ها باید بتوانند تا زمانی که بخواهند به استفاده از نسخه‏های قبلی ادامه دهند. برای دستیابی به این ویژگی سازوکار تولید منظم نسخه‏های بعدی مدل داده در استاندارد باید دیده شود. 

برای دست‌یابی به اهداف ذکر‌شده و با توجه به خصوصیاتی که استاندارد لایه داده باید داشته باشد، پشته اجزای مورد نیاز در این استاندارد و نحوه ارتباط آن‏ها در شکل 2 ارائه شده است:

1. مفاهیم: تبیین مطالب و موضوعات علمی مرتبط با استاندارد لایه داده اولین قدم جهت دستیابی به راه‏حل مناسب می‏باشد. مفاهیم مرتبط با نحوه ایجاد مدل داده ملی و طرح‌واره‌های (شماهای) پیام تبادلی از جمله مفاهیم مهم بکار رفته در استاندارد به شمار می‏روند.

2. سازماندهی نیروی انسانی: به منظور تعریف، به روز رسانی، اجرا و نظارت بر استاندارد نحوه چینش افراد در دبیرخانه باید متناسب با استاندارد این لایه تغییر یافته و تعداد آن‏ها افزایش یابد. به عنوان مثال کمیته معماری داده و کمیته معماری فنی دو گروه جدید به منظور نگهداری و اجرای استاندارد لایه داده به شمار می‏روند که شرح وظایف آن‏ها در استاندارد مشخص شده است.

3. مدیریت فضای نامی: مدیریت انواع داده‏های ملی از دامنه‏های مختلف بدون به کارگیری مناسب ابزار فضای نامی امکان‏پذیر نیست. نحوه مدیریت و استفاده از فضای نامی در استاندارد باید به صورت دقیق مشخص شود.

4. مدل داده ملی: می‏توان گفت قلب استاندارد می‏باشد. از یک طرف گروه‏های مختلف سعی در تعریف و نگهداری آن خواهند داشت و از طرف دیگر سازمان‏ها و شرکت‏ها از آن برای تبادل داده استفاده خواهند کرد. مدل داده ملی شامل یک هسته و تعدادی دامنه خواهد بود. این دامنه‌ها توسط فضاهای نامی جداگانه و مستقل از هسته توسط بخش‌های مختلف توسعه و نگهداری خواهند شد. لایه‏‌ی سوم مدل داده ملی لایه تعامل نام دارد که بسته‌‏های داده‌‏های تبادلی را در خود جای می‏‌دهد. مجموعه قواعد لازم برای اطمینان از سازگاری مدل‏های داده تولید شده و مدل‏های پیام‏های تبادل اطلاعات با استاندارد لایه معنایی تعامل‏پذیری، در قالب مجموعه قواعد هنجاری در استاندارد تدوین می‏شوند.

5. فرآیند تبادل داده: مجموعه اقدامات لازم جهت بهره‏برداری از مدل داده ملی برای انجام تبادل داده در قالب یک فرآیند با 7 فعالیت به جزییات عملیاتی کامل در استاندارد تشریح شده است. این فرآیند به گونه‌ای طراحی شده است که علاوه‌بر سازگاری با نحوه عملکرد کارگروه تعامل‌پذیری دولت الکترونیک، امکان اجرای پلکانی را داشته باشد و اجرای آن سربار هزینه‌های کمتری داشته باشد. خروجی این فرآیند یک بسته داده تبادلی متشکل از اسناد و اقلام داده‏ای در قالب‏های از پیش تعیین شده می‏باشد. اجزای این بسته و نحوه تولید آن‏‌ها در استاندارد لایه داده تشریح شده است.

6. ابزار: مثل هر استاندارد دیگری اعمال استاندارد لایه داده بدون استفاده از ابزار مناسب با مشکل مواجه خواهد شد. ویژگی‏ها و نحوه عملکرد ابزار مورد نیاز در استاندارد لایه داده آورده شده است. 

7. آموزش: تجربیات کشورهای پیشرو در زمینه اعمال استاندارد لایه داده نشان می‏دهد بدون ارائه آموزش‏های مناسب و کافی به سازمان‏‌ها و شرکت‌‏ها در خصوص نحوه استفاده از استاندارد از یک طرف و آموزش کمیته‏‌های توسعه دهنده و نگهدارنده استاندارد از طرف دیگر، موفقیت استاندارد با مشکل جدی مواجه خواهد شد. دبیرخانه شورای اجرایی فناوری اطلاعات پس از ارائه و انتشار استاندارد به صورت باز باید برنامه ی جدی برای آموزش بخش‏های فناوری اطلاعات سازمان‏ها داشته باشد.

8. انتشار نسخه: دو بخش هسته و دامنه از مدل داده ملی که از مهمترین اجزای استاندارد می‏باشند همواره در حال تغییر می‏باشند. در نظر گرفتن سازو کار به‏روزرسانی منظم راه‏حل پیشنهادی در قالب انتشار نسخه از جمله الزامات نگهداری استاندارد می‏باشد. 

معماری جزیی استاندارد لایه داده کشور در شکل 3 آورده شده است.