Формирование электронной среды информационного обеспечения учебного и научного процессов на основе интеграции электронных коллекций

Н.В.Соколова,

А.В.Кедрин,

Д.Р.Храмцов

Формирование электронной среды информационного обеспечения учебного и научного процессов на основе интеграции электронных коллекций

Проблема формирования качественного информационного обеспечения становится все более актуальной в эпоху перехода к системе непрерывного повышения квалификации специалистов. Но в условиях лавинообразного роста количества электронных информационных ресурсов меняется характер проблем, связанных с созданием электронного образовательного пространства. На первый план выходит задача отбора качественных ресурсов и объеди-,

(коллекциях).

Решение в виде создания единого централизованного хранилища инфор-

, ,

существенную ограниченность его применения на практике. Если говорить о

,

коллекцию. Однако в совокупности они имеют колоссальный информационный потенциал при условии, что будут решены задачи оперативного поиска информации сразу во всех вузах и эффективной доставки ее потребителю «на рабочий стол». Отметим, что в настоящее время информационный потенциал вуза определяется не только фондом библиотеки, но и всеми созданными в библиотеке и подразделениях электронными коллекциями образовательных и . , -рокому кругу пользователей, становясь трудно отыскиваемыми поисковыми машинами Интернет через сайты библиотек и вузов.

Общая схема единого пространства информационного обеспечения, гарантирующая его динамическое обновление, представлена на рис. 1. Данный подход предполагает создание и накопление информационных ресурсов различными организациями (библиотеками) и многократное их использование всеми заинтересованными категориями пользователей, естественно, имеющих полномочия на доступ к конкретному ресурсу.

© Соколова Н.В., Кедрин А.В., Храмцов ДР., 2008

Рис.1. Общая архитектура информационного обеспечения сферы образования

Общая архитектура информационного обеспечения включает:

• вариативный интерфейс, который настраивается в зависимости от круга решаемых задач и категории пользователей;

• промежуточный уровень интеграции отобранных экспертами ресур-

;

• собственно электронные ресурсы (элеетронные коллекции, электронные каталоги и пр.).

Интегрирующий портал является в общем случае иерархическим, причем каждый уровень иерархии обеспечивает интеграция по отдельным категориям ресурсов и/или по различным протоколам. Электронные ресурсы могут располагаться в различных системах управления электронными коллекциями, т.е. в общем случае среда является гетерогенной и распределенной. Особенностью предложения Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (СПбГГТУ) является то, что при построении системы используется философия открытых систем.

Реализация портала верхнего уровня, обеспечивающего интерфейсную , , ,

существенно зависит от круга решаемых задач и может варьироваться от «информационной образовательной среды» (ИОС) до простого списка ресурсов, обеспечивающего переход по гиперссылке к конкретному ресурсу. Рассмотрим отдельные типовые решения интерфейсного уровня для сферы об.

Создание ИОС целесообразно выполнять в среде образовательного пор, , -

троля знаний с целью подтверждения образовательного ценза. В контексте данной работы остановимся только на функции информационного обеспечения процесса обучения в среде ИОС.

Традиционным видом структуризации является представление учебно-методического комплекса в качестве списка образовательных дисциплин,

сгруппированных по предметным областям. Однако подобная формализация не обеспечивает целостного представления предметной области и не способствует совместной деятельности различных кафедр, факультетов и вузов в

создании и использовании информационных ресурсов. В качестве универ-,

, ,

предложено создание системы навигации в виде онтологии как формального описания предметной области, состоящего из набора понятий и утверждений об этих понятиях. Реализация онтологий была выполнена на языке OWL (Web Ontology Language) [1]. Следует отметить, что онтологии и язык OWL являются одной из трех ключевых технологий реализации концепции Semantic Web. В таблице 1 приведено сравнение различных способов задания структур данных для реализации онтологии.

Таблица 1

Сравнение способов задания структуры данных

Синтаксис - туриро-ванных данных - ние типов данных Описание модели данных для ресурсов Описание свойств и классов ресурсов . - можности описания *

XML +

XML Schema + +

RDF + + +

RDF Schema + + + +

OWL + + + + +

* Задание отношений между классами, кардинальность отношений, равенство, типы и ха-, .

В качестве инструмента для реализации ИОС в последнее время все чаще стали использовать так называемые системы управления обучением LMS (Leaming Management System) — разновидность систем управления контентом CMS (Content Management System), ориентированных на поддержку учебной деятельности. Как правило, это подразумевает реализацию дополнительной функциональности для структурированного представления учебных , -

дентов и планирования занятий.

Выбор критериев для оценки и сравнения LMS является отдельной задачей для исследования. Это сравнительно новый вид программного обеспече-

, ,

была бы проверена временем. Для формирования критериев сравнения LMS за основу были взяты характеристики качества ПО из ГОСТ Р ИСО / МЭК

9126-93 [2] и дополнены еще несколькими показателями, отражающими специфику области использования ПО. Результаты проведенного сравнения LMS, являющимися ПО с открытым исходным кодом, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Рейтинговые оценки ЬМЭ

Название ЬМБ Claroline COSE Docebo ILLIAS .LRN Manhattan Moodle OLAT Sakai

Рейтинговая оценка 0,8525 0,4722 0,8610 0,8550 0,7690 0,5470 0,9720 0,4850 0,4880

Наиболее высокой рейтинговой оценкой обладает LMS Moodle, которая и была выбрана в качестве основы для проекта образовательного портала .

Схема предложенной структуры онтологии для образовательной дисцип-. 2.

Разработанный модуль онтологии позволяет в среде LMS Moodle описы-, -

, -, .

. 2.

Другим типовым вариантом интерфейса является система управления . -новные этапы жизненного цикла электронного документа: его создание, описание, размещение в хранилище, поиск и извлечение. Для поиска ресурсов

используются их метаданные, в ряде случаев обеспечивается и полнотексто-

. .

Но в данной среде не обеспечивается непосредственная связь образовательных дисциплин с ресурсами. Поиск и отбор ресурсов производится пользователем самостоятельно или при методической поддержке преподавателя.

Еще одним типовым интерфейсом доступа к электронным ресурсам в настоящее время является OPAC (On-Line Public Access Catalogue), предоставляющий доступ к электронным каталогам библиотек, в которых отражены традиционные и электронные ресурсы, причем обычно в стандартной форме — в MARC-формате.

Собственно новое качество предлагаемому решению дает промежуточный уровень, выполняющий функции интеграции «стандартных» источников

. -кового запроса (дерево поиска) к ресурсу в виде древовидной структуры, в которой листьями являются собственно информационные ресурсы, дугами — переходы к локальным системам навигации конкретных узлов, узла— ,

узлов и подчиненных им ресурсов. Корень такого дерева — система навигации единого пространства всей системы. В дереве поиска на рис. 3 выделены три типа узлов:

.3. -

• портальный, т.е. имеющий Web-интерфейс с пользователем и преобразующий протокол HTTP во внутренний протокол сети. Примеры реализации таких узлов были рассмотрены выше;

Транслирую

• транслирующий, т.е. рассылающий запрос «ниже» по дереву и выполняющий при необходимости преобразование форм запросов и ответов для согласования протоколов обмена данными;

• узел доступа к информационным ресурсам, преобразующий запрос на внутреннем протоколе сети в обращение к механизмам поиска и хранения,

используемым на данном конкретном узле.

, -

, ( ). Для обеспечения интероперабельности узлов и возможности объединения различных узлов в едином поисковом дереве должны выполняться два

, :

• единый (согласованный) протокол взаимодействия, включающий про-

/ -

щей информации и язык формирования сообщений, передаваемых между уз;

• единый (согласованный) механизм осуществления поиска по метадан-

/ . , -

мым и достаточным условием для обеспечения доступности информационных ресурсов узла, для вовлечения узла в информационные сервисы, предоставляемые распределенной информационной системой.

Стандартизация в данном контексте предполагает предопределенность протокола взаимодействия, а также формата описания документа — в совокупности эти два элемента обеспечивают средства универсального поиска по разнородным распределенным электронным ресурсам, т.е. формируют профиль доступа к электронным ресурсам. Профиль стандартов при объединении ресурсов в единой среде включает в себя:

• протокол поиска (формирование запроса и доставка результата поиска);

• перечень точек доступа, по которым может выполняться поиск;

• перечень возвращаем ой информации;

• формат описаний электронных ресурсов (метаданных);

• формат хранения и формат предоставления электронных ресурсов. Элементами профиля могут стать протоколы поиска и извлечения OAI-

PMH, SRU/SRW или Z39.50, а также формат метаданных Dublin Core. Желательным компонентом является и единый механизм выполнения полнотек-. . OAI-PMH (Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting) обеспечивает независимую от приложений схему взаимодействия для сбора и предос-.

рамках так называемой инициативы открытых архивов для обеспечения свободного доступа к научной информации.

Протоколы Z39.50 и SRU/SRW были разработаны в среде библиотечных систем. Эти протоколы не предполагают сбор метаданных, а обеспечивают поиск в распределенной среде. Протокол Z39.50 был разработан еще в 1980-е годы для целей интеграции электронных каталогов библиотек с обеспечением функций поиска, заказа и др. Этот протокол развивается до сих пор: в начале 2000-х вышла его очередная версия. С массовым внедрением Web-

SRU/SRW, -

полнение функции распределенного поиска.

Dublin Core (DC) -

тронных ресурсов и коллекций. MARC-формат, традиционно используемый для описания библиотечного фонда в электронных каталогах, может быть DC.

Поддержка всего комплекса протоколов на промежуточном уровне общей архитектуры дает свободу в выборе произвольных типов ресурсов для

: ,

печатных документов из фондов библиотек и пр. Таким образом, предлагаемая архитектура является универсальным решением, которое может быть адаптировано к конкретному виду ресурсов и потребностям конкретных организаций и пользователей.

Проекты создания распределенной информационно-библиотечной среды и реализации сервисов информационного обеспечения

Рассмотренная выше общая концепция формирования распределенной

, ,

, .

,

области информационного обеспечения, были вынуждены искать новые , -

, ,

именно на библиотечные ресурсы и сервисы, на методологию организации информационно-библиотечных процессов и получивших фактическое развитие с массовым развитием Интернет. При этом библиотечные порталы обеспечивают доступ к электронным каталогам и базам данных, как правило, недоступным для поисковых машин. Кроме того, обеспечивается доступность , . При возрастании объемов информации, росте их стоимости, ограниченности человеческих и финансовых ресурсов на содержание книжного фонда и обслуживание пользователей отдельная библиотека не может располагать полным репертуаром литературы. Естественное направление развития библиотек во всем мире — объединение, создание общих информационных систем, получающих название виртуальных библиотек, единых информационных пространств и т.д. Если посмотреть на этот процесс шире, то тенденция создания общих организованных информационных пространств, альтерна-

тивных хаотически развивающемуся пространству Интернет, реализуется как проекты создания электронного государства, электронного правительства, объединения публичных или государственных информационных ресурсов. Суть проектов заключается в обеспечении государством гарантированного доступа населения к социально значимой информации, созданной на средства государственного бюджета. Библиотеки, как правило, занимают в таких проектах собственную нишу. Интересны в области создания таких пространств рекомендации международного комитета OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards), предлагающие объединение информационных ресурсов самых разных поставщиков на основе открытых непроприетарных стандартов. ,

единого распределенного информационного пространства страны, совместимого с мировым информационным пространством. Примерно по указанным выше принципам происходило развитие распределенной библиотечно-информационной системы членов некоммерческого партнерства «Ассоциация региональных библиотечных консорциумов» (АРБИКОН), основанного в 2002 году. В конце 1990-х годов в России на инициативной основе была начала серия проектов по объединению библиотек в консорциумы для повышения эффективности процесса информационного обеспечения населения. Идея

объединения была достаточно прозрачна: библиотека предоставляла свои ре, -

.

, -

колов и форматов обмена данными, оставляя при этом библиотеке на локальном уровне свободу выбора собственного решения для автоматизации — в библиотеке может применяться система «Ирбис», «Руслан», МАРК SQL или . , -ся более или менее удобной и технологичной в зависимости от функциональных особенностей системы.

Особенностью процесса создания единого распределенного информационно-библиотечного пространства АРБИКОН является то, что с самого начала технологии развивались на основе общей концепции построения многоуровневого иерархического информационного пространства, базирующейся на национальных и международных стандартах. Именно использование стандартов является существенной особенностью пространства АРБИКОН. Остановимся на этом моменте подробнее. На начальных этапах автоматизации

перед библиотеками стояли задачи создания электронных каталогов собст-

,

обслуживания и т.д. При этом автоматизированная система могла использовать собственные форматы хранения библиографических записей, форматы

. -

, , « » , -

пользуют собственные, закрытые решения. В мировой практике для создания распределенных систем широкое распространение получил подход на основе .

,

(национальном, международном и пр.) и описания которых доступны для ознакомления и использования. Это помогает разработчикам развивать свои системы, обеспечивая им возможность «понимать» партнеров в едином про.

Форматом обмена библиографическими записями стал национальный формат RUSMARC, протоколом взаимодействия — международный стандарт Z39.50, который, появившись в еще до-вэбовскую эпоху, до сих пор является единственным международным стандартом, определяющим операции поиска, извлечения записей, записи данных, заказа документов и других

функций. К 2008 году АРБИКОН объединяет около более 200 российских

, :

• 75 массовых библиотек,

• 83 библиотеки ВУЗов,

• 12 библиотек сети РАН,

•

Общее количество электронных ресурсов в распределенной библиотечной информационной системе, объединяющей членов АРБИКОН, по состоя-2008 :

• более 40 млн. библиографических записей;

• около 500 тыс. полнотекстовых электронных ресурсов.

, ,

электронные ресурсы библиотек 58 регионов страны в единой распределенной информационной системе.

Развитие служб в распределенной информационной системе является ин-, -

ния и сопровождения централизованной информационной системы. Однако только такой подход обеспечивает актуальность данных (используются локальные данные, не выполняется дополнительное перемещение данных, проводящее к неминуемым задержкам в обновлении информации) и оперативность выполнения сервисов (заказ на выполнение сервиса поступает непо-

). -пользована как для решения общих задач информационного обеспечения населения в области науки, культуры и образования, так и для решения более узких задач по информационному обеспечению определенной отрасли знаний или категории населения путем специализации сети на предоставление определенной категории ресурсов и определенного вида сервисов. У АРБИ-КОНа есть опыт создания таких систем: медицинский портал, объединяющий ресурсы только медицинских библиотек и предоставляющий специализированные средства навигации (тезаурус по медицине) для поиска ресурсов; му-

зейно-библиотечный портал, обеспечивающий одновременно доступ к музейным экспонатам и информационным ресурсам по этой тематике, хранящимся в библиотеках; портал библиотек для слепых.

За годы своего существования АРБИКОН продемонстрировал свою устойчивость и стабильность развития. Однако по мере увеличения количества

участников единого информационно-библиотечного пространства стало оче-, -

осмысления предоставляемых на их основе сервисов не дает раскрыться заложенному в Партнерстве потенциалу в полном объеме. Самыми общими из идей реорганизации были следующие:

• признать созданную базовую инфраструктуру основой для развития корпоративных сервисов АРБИКОН;

• дать возможность каждому члену АРБИКОН участвовать только в тех направлениях развития базовой инфраструктуры, которые совпадают с целями и задачами данной конкретной организации;

• ввести проектный принцип в развитие новых сервисов, когда заинтересованные организации объединяются для развития нового корпоративного

;

• отойти от принципа общедоступности всех ресурсов и сервисов общего информационно-библиотечного пространства для всех членов АРБИКОН,

сделав доступными и бесплатными для библиотеки сервисы только тех про, ;

• сделать проекты АРБИКОН открытыми для участия организаций, не являющихся членами АРБИКОН;

• сделать доступными для внешних пользователей ресурсы и сервисы

, -

.

Все эти изменения были призваны внести элементы устойчивости в существование проектов АРБИКОН за счет совершенствования их качества, за счет направленности на решение актуальных для многих российских биб-.

:

• проект МАРС (межрегиональной аналитической росписи журнальных статей), создающий информационный ресурс аналитических библиографических записей на все статьи из около 1300 российских журналов;

• проект ЭЗД (элек^онного заказа и доставки электронных копий журнальных статей на основе сводного каталога журналов — около 4700 наиме-

);

• проект распределенной электронной библиотеки ЭПОС (электронное

).

Рассмотрим особенности и задачи каждого из проектов. Процесс создания информационного ресурса проекта МАРС обеспечивается средствами

распределенной информационной системы, которая гарантирует процессы

контроля качества созданного участниками ресурса, интеграцию ресурса в , -

вателей. В 2007 году информационный ресурс был впервые открыт для орга-, . получает возможность доступа к сервисам проекта без выполнения работ по

. 2008

информационного массива составляет около 1 миллиона записей. Ресурс дает оперативно пополняемую информацию о содержании статей из около 1300 , 103 .

, — 200 . записей. Все библиографические записи содержат аннотацию, ключевые сло-, .

Целью проекта ЭЗД является предоставление современной службы электронного заказа и доставки копий статей за счет распределения обязанностей по обслуживанию заказов между организациями — участниками проекта. Сводный каталог периодики библиотек России создается на основе разработки оригинальной технологии сбора данных. Для формирования заказов и их

обслуживания имеется специальный Web-ориентированный программный

,

бесплатно. Пользователь имеет возможность найти интересующий его документ, выбрать библиотеку-держателя, в которую направляется заказ, и выбрать форму доставки электронной копии журнальной статьи : по электрон, ftp- web- . может быть изготовлена по какой-то причине (журнал выдан на руки и пр.),

то заказ перенаправляется в другую библиотеку-держателя. Заказ считается , -

ние. Общее количество наименований, доступное в сводном каталоге периодики библиотек России, составляет около 5000 наименований. Оперативность выполнения заказа — не более трех рабочих дней. Программная система обеспечивает полную прозрачность хода выполнения заказа, собирает и анализирует статистику работы всей распределенной системы в целом. Все операции выполняются в соответствии с международными стандартами

Z39.50 и ISO ILL.

— , -

тронные коллекции участников проекта на основе согласованных правил и позволяющая эффективно использовать электронные ресурсы через глобальные сети передачи данных. Под электронной коллекцией участников проекта понимается систематическое собрание логически и технологически

( ). -

— —

ЭПОС на основании заключенного с АРБИКОН договора. Технологии создания электронных коллекций и предоставления к ним доступа должны удов-

летворять требованиям программно-технологического обеспечения проекта, а также ежегодно утверждаемому профилю стандартов проекта.

Все сервисы АРБИКОН доступны на портале http://www.arbicon.ru. Доступ к некоторым сервисам требует авторизации.

Перспективы формирования распределенного национального библиотечно-информационного фонда

Парадигма формирования единого библиотечного фонда страны эволюционирует вместе с расширением сектора электронных ресурсов в информационном пространстве глобального масштаба. Транснациональный характер электронной сетевой среды находится в противоречии с необходимостью защиты индивидуализированных характеристик объектов и субъектов взаимодействия в коммуникативной среде, защиты авторского права, управления

, -

минированном подходе к предоставлению права использования произведе-

.

Изменение роли библиотек состоит в том, что для них открывается возможность стать узлами сети, в которой точки входа в интегрированное биб-лиотечно-информационное пространство будут совмещены для пользователей с «узлами знаний». Для реализации своего потенциала в новых условиях библиотеки должны занимать активную позицию в условиях существования апробированных технологических решений по объединению и совместному использованию электронных коллекций в существующем нормативно.

В заключение можно отметить, что предлагаемый в работе подход к интеграции электронных коллекций в едином пространстве позволяет создать , -

.

системы, что вносит устойчивость в ее функционирование, поскольку электронные коллекции являются новой формой реализации традиционной мис-. -мировать специализированные информационные пространства, объединяющие только требуемые им ресурсы. Любая из организаций может стать частью единой информационно-библиотечной среды, если она удовлетворяет разработанному профилю стандартов по обеспечению доступа к информационным ресурсам и сервисам. Любая организация или физическое лицо может стать пользователем данной системы, получив доступ ресурсам многих библиотек через единый интерфейс поиска, заказа и доставки ресурсов.

Литература

1. McGuinness, D. L. OWL Web Ontology Language Overview [Элеетронный ресурс] / D. L. McGuinness, F. Harmelen // World Wide Web Consortium. — http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-features-20040210.

2. ГОСТ Р ИСО / МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка про-

. -менению. — Введ. 01.07.94. — М. : Изд-во стандартов, 1994. — 15 с. : ил.

3. / . . Аврамова [ и др.] // Образовательные порталы России : сб. ст. — Вып.1. — М. : Технопечать, 2004. — С. 7-24.

4. Голубева,М.В. Информационная модель дисциплины как эффективное

/ . . , . . , . . // -разовательная среда сегодня и завтра : матер. IV Всерос. науч.-практ. конф., Москва, 3 окт. 2007 г. — М. : Рособразование, 2007. — С. 57-60.

5. Племнек,А.И. Методология создания комплексной информационно-

/ . . , . . // . — СПб., 2007. — № 4, т. 2. — С. 169-176 : рис. — (Информационные тех).