Автоматизированная система управления информационными ресурсами электронной библиотеки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Леонтьев, Алексей Анатольевич

• Леонтьев, Алексей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Леонтьев, Алексей Анатольевич

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Проблемы построения автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

1.1. Основные тенденции в области разработки автоматизированных библиотечно-информационных систем.

1.2. Обзор автоматизированных библиотечно-информационных систем . I

1.2.1. АБИС «Ирбис».

1.2.2. АБИС «Марк^Ь».

1.2.3. АБИС «Библиотека».

1.2.4. АБИС «Руслан».

1.2.5. АБИС «Фолиант».

1.3. Автоматизированные системы управления электронными библиотеками.

1.3.1. Методы и модели построения электронных библиотек.

1.3.2. Программное обеспечение ЭБ с открытым кодом.

1.3.3. Российская практика построения распределенных электронных библиотек.

1.4. Новое поколение систем автоматизации библиотек: от электронного каталога к электронным библиотекам.

1.5. Выводы.

Глава 2. Разработка структуры реляционной базы данных.

2.1. Формализация задачи построения реляционной модели.

2.2. Построение модели предметной области.

2.3. Использование реляционной алгебры при приведении структуры базы данных к нормальной форме.

2.4. Построение структуры автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

2.5. Проектирование автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

2.5.1. Построение модели информационной системы на основе CASE-технологий.

2.5.2. Методика работы с Oracle Designer/2000.

2.5.3. Использование Oracle Designer/2000 для разработки системы.

2.6. Выводы.

Глава 3. Оценка качества информационных образовательных ресурсов на основе теории нечетких множеств.

3.1. Цели оценки качества информационных образовательных ресурсов.

3.2. Нечеткие подходы качественного анализа математических моделей.

3.3. Модель оценки качества образовательных информационных ресурсов.

3.4. Выводы.

Глава 4. Программная реализация системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

4.1. Основные функциональные возможности системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

4.2. Общее описание подсистем.

4.2.1. Подсистема авторизации доступа к ЭБ.

4.2.2. Подсистема публикации описаний.

4.2.3. Подсистема публикации внутренних источников.

4.2.4. Подсистема сбора статистических данных.

4.2.5. Подсистема поиска и визуализации документов.

4.2.6. Подсистема рубрикации информационных ресурсов.

4.3. Выводы.

Основные результаты работы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированная система управления информационными ресурсами электронной библиотеки»

На сегодняшний день решение главной задачи библиотек - обеспечение всем слоям населения равного доступа к любым типам информации - невозможно без внедрения информационно-коммуникационных технологии [16, 22, 23,41,67, 107, 118].

Создание систем управления электронными библиотеками - одно из наиболее перспективных направлений развития библиотек [4, 12, 35, 58, 67, 119]. Значимость электронных библиотек для информационного общества подтверждается тем, что проблема их создания поднимается на уровень государственной политики. Так, одной из важнейших задач Федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 годы» обозначена «разработка и тиражирование современных электронных средств обучения, интеграция их с традиционными учебными пособиями, организация электронных библиотек обучающих средств и обеспечение доступа к размещенным в них образовательным ресурсам, организация системы доставки электронных учебно-методических хматериалов, дистанционного обучения и консультирования учащихся учебных заведений различного уровня» [57].

Разработки и исследования в области электронных библиотек стали одним из актуальных и весьма привлекательных направлений развития информационных систем в последние годы. Уже появились первые монографии на эту тему (например, [5]). Многочисленными исследовательскими проектами и реализацией конкретных электронных библиотек занимаются специалисты различного профиля.

Специалисты в области библиотечного дела видят в электронных библиотеках новые возможности для совершенствования автоматизированных библиотечных систем, превращения их в публичные электронные библиотеки нового поколения с развитыми возможностями представления разнообразных цифровых информационных ресурсов, платформу для интеграции издательских и библиотечных технологий.

Сотрудники образовательных учреждений совместно с библиотечными специалистами ведут большую работу по созданию принципиально новой технологии интерактивного обучения (например, Digital Libraries Education, DLE [134]), основанной на новой информационной инфраструктуре образовательного процесса, центром которой должны стать электронные библиотеки. При этом предусматриваются средства адаптации программ обучения к потребностям и возможностям конкретного учащегося [4].

Научных сотрудников, занимающихся исследованиями в различных областях знаний, технологии электронных библиотек привлекают возможностями обеспечения эффективного распространения результатов исследований в среде научного сообщества.

Специалисты в области информационных систем, в свою очередь, рассматривают электронные библиотеки как новый класс информационных систем [47], базирующихся на самых передовых достижениях информационных технологий и телекоммуникаций. Разработки таких систем порождают разнообразные сложные теоретические и технологические проблемы, требующие своего исследования.

Функциональные возможности электронных библиотек варьируются в довольно широком диапазоне. Предполагается, что они предоставляют пользователю глобальный доступ с помощью различного рода Интернет-сервисов к коллекциям цифровых информационных ресурсов, которые могут быть распределенными и в различных аспектах неоднородными. При этом могут обеспечиваться разнообразные возможности их интеграции на техническом и на семантическом уровне [9], развитые средства каталогизации и индексирования. В некоторых электронных библиотеках предусматриваются пользовательские интерфейсы с повышенным уровнем семантики, например, с возможностями семантического поиска требуемых информационных ресурсов.

Разнообразный характер могут иметь и информационные ресурсы электронных библиотек. Это могут быть, например, интегрированные коллекции информационных ресурсов, включающие полнотекстовые документы, числовые данные, графические, аудио- и видеоресурсы, геоданные и т.д. [132]

Направления исследований и разработок в рассматриваемой области охватывают технологические, лингвистические, экономические, правовые, социальные и другие аспекты электронных библиотек, а также непосредственно создание поддерживаемых в них коллекций разнообразных цифровых информационных ресурсов.

Разрабатываемые в настоящее время электронные библиотеки базируются на передовых достижениях:

• Web-технологий (платформа XML [122], работы по созданию семантического Web [9, 22], в частности, языков описания онтологий [59, 137] и др.);

• технологий баз данных (объектные и объектно-реляционные базы данных [46], базы данных XML [45]);

• текстового поиска (полнотекстовый поиск, модели семантического поиска, новые подходы, ориентированные на текстовый поиск в Web [75]), в области методов представления и обнаружения знаний, технологий создания и поддержки электронных публикаций [1, 135];

• моделирования данных и метаданных.

Поддержке метаданных и их использованию для повышения эффективности поиска требуемых информационных ресурсов, для разработки приложений высокого уровня, решения проблем интеграции ресурсов и для других целей уделяется при этом особое внимание.

В области представления метаданных информационных ресурсов электронных библиотек и ресурсов Интернет оказалось весьма привлекательным и получило широкое распространение довольно простое по своей сути решение, названное Dublin Core [127]. Dublin Core - совокупность элементов метаданных, значения которых описывают содержание информационного ресурса. Спецификации Dublin Core, принятые в качестве рекомендации созданной для их разработки и развития организации Dublin Core Metadata Initiative (1998), включают пятнадцать элементов.

В 2001 г. эти спецификации получили статус американского национального стандарта Z39.85-2001 [121]. В настоящее время они представлены в ISO для рассмотрения по ускоренной процедуре с целью придания им статуса официального международного стандарта. Для элементов метаданных Dublin Core разрабатываются факультативные квалификаторы [122], уточняющие смысл некоторых элементов в ряде конкретных применений, а также свойства их значений. В документе [119] определены дальнейшие планы развития этого популярного стандарта.

Перечислим наиболее актуальные технологические проблемы электронных библиотек:

• исследование архитектурных аспектов таких систем;

• обеспечение интероперабельности информационной среды;

• методы представления информационных ресурсов;

• определение состава метаданных, независимых от применений и специфических для различных сфер приложения, а также средств их представления;

• новые походы к каталогизации информационных ресурсов;

• создание функционально развитых пользовательских интерфейсов (мультиязычный доступ, визуализация данных, персонализация функций, поддержка семантического уровня общения пользователей с системой);

• разработка методов индексирования информационных ресурсов различной природы (текст, аудио, видео и т.п.);

• поиск и обнаружение релевантных ресурсов, а также принципов и средств их анализа;

• интеграция коллекций неоднородных информационных ресурсов;

• использование техники семантических посредников;

• безопасность информационных ресурсов;

• разработка методов и средств автоматического аннотирования текстовых документов;

• создание и исследование прототипов систем электронных библиотек.

Поскольку Интернет стал основой для создания электронных библиотек, на развитие информационных систем этого класса значительное влияние оказывают те радикальные технологические сдвиги, которые происходят в этой среде.

При этом важную роль играет не только техника представления информационных ресурсов и метаданных, но и интеграционный потенциал этой платформы, поддержка навигационного доступа, а теперь уже и технологий баз данных XML с использованием специально созданных языков запросов. Работы по созданию семантического Web и языка описания онтологии должны обеспечить новую интеллектуализированную среду представления информационных ресурсов электронных библиотек следующего поколения.

Свидетельством большого интереса к проблематике электронных библиотек служит регулярное проведение посвященных им многочисленных международных, региональных и национальных конференций. Крупнейшие из них - объединенная международная конференция АСМЛЕЕЕ Joint Conference on Digital Libraries [L20] и Европейская региональная международная конференция European Conference on Digital Libraries [129]. В России этой тематике посвящена ежегодно проводимая при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований национальная научная конференция

Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции».

Электронные библиотеки на принципиально новой технологической основе обеспечивают реализацию функций традиционных библиотечных систем, значительно расширяя тем самым их возможности. Вместе с тем, используемые в них методы и технологии управления коллекциями информационных ресурсов открыли ранее недоступные возможности для новых приложений, прежде всего, в науке, образовании, архивном и музейном деле, в сохранении культурного наследия.

В диссертации разрабатываются модели и алгоритмы для реализации автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки на платформе традиционной библиотечной системы. В качестве платформы для разработки выбрана автоматизированная информационно-библиотечная система «Фолиант 2.0», разрабатываемая в Петрозаводском государственном университете начиная с 1996 года. Принципиальная особенность системы, реализованной в рамках диссертационного исследования - модуль оценки качества образовательных информационных ресурсов, разработанный на основе теории нечетких множеств.

Актуальность работы подтверждается тем, что тематика диссертации связана с реализацией проектов в рамках:

• раздела Федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2002-2005 годы)»;

• программы инновационного проекта развития образования Правительства РФ «Совершенствование управления в вузах»;

• научной отраслевой программы Министерства образования РФ «Научное, научно-методическое, материально-техническое обеспечение развития технологий информационного общества и индустрии образования».

Цель и задачи диссертации

Цель диссертации - разработка моделей и алгоритмов для реализации автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки, рштегрированнои с автоматизированной библио-течно-информационной системой и включающей в себя модули оценки качества образовательных информационных ресурсов.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие основные задачи:

1. Разработка модели построения автоматизированной системы управления информационными ресурсами на платформе автоматизированной библиотечно-информационной системы и формирование структуры базы данных системы.

2. Создание на основе теории нечетких множеств модели и программных модулей для оценки качества образовательных информационных ресурсов.

3. Разработка алгоритмов и программная реализация автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки на платформе автоматизированной библиотеч-но-информационной системы.

Методы исследования

В работе использованы методы структурного системного анализа, теории нечетких множеств, теории автоматизации проектирования, теории проектирования баз данных. Создание системы осуществлялось средствами Oracle Designer/2000, программные обеспечение реализовано средствами языка PHP.

На защиту выносятся

1. Метод и модель построения автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки на плануорме а»томализированнои оиилиотечно-ин^ормационнои системы.

2. Модель оценки качества образовательных информационных ресурсов, основывающаяся на теории нечетких множеств.

3. Алгоритмы, реализующие сбор, обработку информации и управление информационными потоками, основанные на подходах, моделях, разработанных в результате данного исследования.

Научная новизна

1. Разработана модель построения автоматизированной системы управления электронной библиотекой на базе автоматизированной библиотечно-информационной системы.

2. Созданы алгоритмы и процедуры реализации автоматизированной системы управления электронной библиотекой.

3. Разработана модель оценки качества программного обеспечения автоматизированной системы управления электронной библиотекой на основе теории нечетких множеств.

Практическое использование результатов работы

Разработана система управления информационными ресурсами электронной библиотеки, которая позволила автоматизировать процесс создания и предоставления информационных ресурсов пользователям в Научной библиотеке Петрозаводского госуниверситета и в Национальной библиотеке Республики Карелия.

Метод оценки качества образовательных информационных ресурсов использован при наполнении электронной библиотеки в Научной библиотеке ПетрГУ, Национальной библиотеке Республики Карелия, Таганрогском государственном радиотехническом университете, Белгородском государственном университете.

Внедрение в Петрозаводском государственном университете автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки позволило повысить уровень книгообеспеченности различных (прежде всего, гуманитарных) специальностей вуза, что, в конечном счете, ведет к повышению качества образования.

Достоверность

Достоверность полученных научных результатов подтверждена результатами практических применений, положительными результатами их обсуждения на международных и российских научных конференциях, строгостью используемого математического аппарата.

Внедрение результатов работы

Разработанная автоматизированная система управления информационными ресурсами электронной библиотеки внедрена в образовательную и практическую деятельность Научной библиотеки Петрозаводского государственного университета и Национальной библиотеки Республики Карелия. Модель оценки качества информационных образовательных ресурсов использована при создании электронных библиотек в Таганрогском радиотехническом университете и Белгородском государственном университете.

Апробация

Основные результаты работы докладывались на научных конференциях: • Интернет. Общество. Личность (Санкт-Петербург, 2000).

• Крым-2000: Библиотеки и ассоциации в меняющемся мире (Украина, Крым, Судак. 2000).

• Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции (Петрозаводск, 2001).

• Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях, бизнесе - 1Т+8Е'03 (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 2003).

• Телематика-2003 (Санкт-Петербург, 2003).

• Информационно-коммуникационные технологии в управлении вузом (Петрозаводск, 2003).

• Крым-2004: Библиотеки и ассоциации в меняющемся мире (Украина, Крым, Судак, 2004).

Результаты демонстрировались на всероссийских выставках «Современная образовательная среда», проходивших в 2003-2004 годах в Москве на ВВЦ.

Публикации

Результаты исследований опубликованы в 15 печатных работах, среди которых 5 научных статей и 10 материалов докладов на международных и всероссийских конференциях.

Основное содержание работы

В соответствии с вышеизложенным диссертация построена следующим образом.

Во введении обоснована актуальность работы, структура диссертации, приведены основные положения, выносимые на защиту, дана ее краткая характеристика, определены основные пути решения поставленной задачи.

В первой главе дан анализ автоматизированных библиотечных систем и электронных библиотек, на основе анализа сформулирована основная цель диссертации - разработка моделей и алгоритмов для реализации автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки, интегрированной с автоматизированной библиотечно-информационной системой и включающей в себя модули оценки качества образовательных информационных ресурсов.

Во второй главе проанализированы подходы и средства, используемые для разработки системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки, разработана физическая структура базы данных.

В третьей главе разработаны метод, модель и программные модули оценки качества образовательных информационных ресурсов на основе теории нечетких множеств.

В четвертой главе представлено описание функциональных возможностей реализованной и внедренной автоматизированной системы управления информационными ресурсами электронной библиотеки.

В приложениях представлены акты о внедрении результатов диссертационной работы, листинги программных модулей.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Леонтьев, Алексей Анатольевич

6. Результаты работы внедрены в образовательную деятельность Петрозаводского государственного университета, в работу Национальной библиотеки Республики Карелия.

7. Модель и метод оценки образовательных информационных ресурсов используются при наполнении электронных библиотек в Национальной библиотеке Республики Карелия, Белгородском государственном университете, Таганрогском государственном радиотехническом университете.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Леонтьев, Алексей Анатольевич, 2004 год

1. Агошков С. В., Дмитриев П. А. Системы публикации электронных изданий // Программирование. — 2002. № 5. - С. 69-80.

2. Алиев Р. А., Абдикеев Н. М., Шахназаров М. М. Производственные системы с искусственным интеллектом. М: Радио и связь, 1990. - 264 с.

3. Алтунин А. Е., Семухин М. В. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях. Тюмень: Изд-во Тюменского гос. ун-та, 2000. -352 с.

4. Андреев В. А. Электронные библиотеки: опыт создания за рубежом // Научные и технические библиотеки. 1998. - № 2. - С.8-11.

5. Арме В. Электронные библиотеки: Пер. с англ. М.: ПИК ВИНИТИ, 2001.-276 с.

6. Архангельский А. Я. Программирование в Delphi 5. М.: Бином, 2000. - 1070 с.

7. Архангельский В. И., Богаенко И. Н., Грабовский Г. Г., Рюмшин Н. А. Системы фуцци-управления. — К.: Тэхника, 1997. 208 с.

8. Баркер Б. CASE Method Моделирование взаимосвязей между сущностями: Электрон. ресурс. - Способ доступа: URL: ftp://ftp.opennet.ru/pub/docs/CASEmeth.zip.

9. Беллман Р., Заде JI. Принятие решений в расплывчатых условиях. В кн.: Вопросы анализа и процедуры принятия решений. - М.:Мир, 1976. -С. 172-215.

10. Берштейн Л. С., Боженюк А. В. Нечеткие модели принятия решений: дедукция, индукция, аналогия. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001. - 110 с.

11. Болл Д. Модель универсальной научной полнотекстовой электронной библиотеки // Научные и технические библиотеки. 1997. - № 6. - С.3-9.

12. Борисов А. Н., Алексеев А. В., Крумберг О. А. и др. Модели принятия решений на основе лингвистической переменной. Рига: Зинатне, 1982.-256 с.

13. Борисов А. Н., Алексеев А. В., Меркурьева Г. В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М: Радио и связь.1989.-304 с.

14. Борисов А. Н., Крумберг О. А., Федоров И. П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Примеры использования. Рига:Зинатне,1990.- 184 с.

15. Борцова Н. Н. Информационное будущее вузовской библиотеки // Библиотеки учебных заведений. 2004. - № 12. - С. 23-28.

16. Бочарников В. П. Fuzzy-Технология: математические основы практика моделирования в экономике. — СПб, 2001. 328 с.

17. Васильев В. Н. Принципы создания интегрированной информационно-библиотечной системы управления вузом // Интернет. Общество. Личность: ИОЛ-2000: Тез. докл. межд. конф. СПб, 2002. - 257 с.20.