Метод формирования поисковых интерфейсов на основе параметров, отражающих специфику предметных направлений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Федеральный портал "Инженерное образование"

т электронный журнал

ОБРАЗОВАНИЕ

Инженерное образование Ассоциация технических университетов

#8 август 2007

Общие проблемы

инженерного

образования

Инженер в современной России

Наука в образовании: Электронное научное издание

CALS-технологии

Зарубежное образование

История технического прогресса

Учебные программы Будущий инженер Вне рубрик

English Library

Пресс-релизы

Библиотека

Конференции

Выставки

Форум

Доска объявлений

Архив

Переписка

Информация о проекте About project

Эл N ФС 7730569

# Гос. регистрации 0420800025

Найти!

ISSN 19940408

Ред. совет Специальности Рецензентам Авторам English Koi-8 Win

Найти выделенное

Метод формирования поисковых интерфейсов на основе параметров, отражающих специфику предметных направлений #8 август 2007

УДК 004.9

Введение

Шевнина Ю.С.

Использование современных информационных технологий в различных областях деятельности привело к накоплению огромного количества информационных ресурсов [1, 2]. Эти информационные ресурсы объединяются в различных информационных системах, размещаются в свободном доступе на серверах и порталах глобальной сети Интернет. И практически каждая информационная система предоставляет поисковый сервис по накопленным информационным ресурсам через специальный поисковый интерфейс, в котором пользователю необходимо задать определенные параметры. Как правило, в поисковых интерфейсах большинства электронных библиотек при указании параметров используются общие термины и понятия (название, автор и т.п.). Однако, такой набор названий параметров поиска не всегда удовлетворяет потребностям представителей различных сфер деятельности. Использование одного общего поискового интерфейса для всех категорий пользователей электронной библиотеки также приводит к усложнению доступа к ИР и снижению качества и эффективности работы с информационными ресурсами представителей различных сфер деятельности. Для решения этих проблем предлагается использовать профилированные интерфейсы пользователей [3] (т.е. настроенные на профиль определенного рода деятельности), а при их построении специфичную для предметной области деятельности терминологии. При организации построения профилированных интерфейсов для конечных потребителей ИР встают проблемы адаптации структуры элементов интерфейса к специфике конкретной предметной области деятельности.

1. Параметризируемый шаблон доступа к объектам информационной среды

В работе [4] был предложен механизм, основой которого являются параметризируемый шаблон доступа к объектам информационной среды. Условно структуру шаблона можно разделить на три части: 1 - список функций, разрешенных в системе для пользователей; 2 - список элементов базовой модели представления ИР; 3 - список системных средств организации интерфейса для работы с информационными ресурсами. В качестве базовой модели представления ИР в результате анализа существующих стандартов метаописаний ресурсов был выбран международный стандарт Dublin Core (DC) Metadata Set [5], как наиболее универсальный и, вместе с тем, являющийся простым по содержанию и реализации. К некоторым элементам в соответствии с базовой моделью представления ИР могут подключаться рубрикаторы. Для выявления специфики предметной области на основе анализа практической деятельности строится ее онтологическая модель (например, с помощью методов стандарта онтологического моделирования IDEF5 [6]). Результаты и выводы онтологического моделирования используются при формировании специализированных шаблонов, получаемых в результате настройки базового параметризируемого шаблона. Целевые Web-интерфейсы пользователей формируются на основе специализированных шаблонов представления ИР, в элементах которых присутствует выявленная в результате онтологического анализа специфика конкретного направления предметной области деятельности.

Рассмотрим более подробно вторую часть шаблона - список элементов базовой модели представления ИР. На основе структуры (рисунок 1), заложенной в эту часть шаблона представления ИР в системе можно строить профилированные интерфейсы пользователей при работе с сервисами, такими, например, как публикация и поиск опубликованных ресурсов.

Эю1снг ыодын ИР

Назв^не шин DC

1 Z5™

Тнпоруггуры]........Qj&J

Ру6$нптор

Текстовое попе

Ягик

Дпа

Рисунок 1 - Структурная схема шаблона параметризации базовой модели представления информационного ресурса

Практическая реализация параметризируемого шаблона осуществлена в [7].

В процессе исследования были сформулированы следующие основные этапы адаптации базовой модели представления ИР к предметной области деятельности:

П.1. Установление соответствия между названиями элементов стандарта Dublin Core и терминологией предметной области деятельности, выявленной в результате онтологического анализа этой предметной области. П.2. Определение элементов, которые будут представлены в виде рубрикаторов.

П.3. Формирование перечня терминов предметной области деятельности для каждого из рубрикаторов. П.4. Параметризация представления структуры базового шаблона с учетом пп.1-3.

2. Математическое описание шаблона представления ИР

Для реального использования такого шаблона при построении профилированных интерфейсов пользователей встают задачи исследования свойств и параметров взаимодействия элементов специализированного шаблона. Для этого в соответствии со структурной схемой шаблона параметризации базовой модели представления ИР (рисунок 1) рассмотрим шаблон как алгебраическую систему:

S=<T,R,DC,P,I\,D2*?hMn > (1)

T - множество свойств (элементов) или терминов конкретного направления предметной области деятельности, предназначенных для отображения в профилированных интерфейсах пользователей.

R - множество значений свойств. Значения свойств объединяются в так называемые рубрикаторы и позволяют еще шире

БиГОР

База и Генератор Образовательных Ресурсов

использовать терминологию предметной области при построении элементов пользовательского интерфейса. Множества T и R получаются в результате онтологического анализа направления предметной области деятельности. DC - множество элементов метаданных стандарта Dublin Core.

P - множество правил доступа к элементам шаблона (свойствам и их значениям). Элементы множества P представляют собой пары (k, f), где k - роль, f- уровень доступа (доступ открыт, доступ закрыт). Dj - отношение на T x R.

D2 - отношение на T x DC.

D3 - отношения T x P.

D4 - отношение R x P.

В результате применения правил адаптации базовой модели представления ИР к предметной области деятельности (П1-П4) выведем следующие свойства отношений D^.

1. Vij eTBij ciiVre^ -^(i/^JeBi Отношение Dj определяет принадлежность значений из множества

R конкретным элементам множества T, причем каждому элементу (свойству) соответствует хотя бы одно значение.

2. Vrei 3ieT:iDir. Это свойство говорит о том, что любой элемент г из множества R всегда связан с элементом t из множества T отношением Dj, и, причем только с одним.

3. Vieî"BitEiDCztDjdc. Всякое свойство t из множества Т связано с единственным элементом de из множества DC отношением D2.

4. Vff eT3iJ<z.P: VpeiJ —>(fi=Fp)e >0. Другими словами, отношение Dj определяет принадлежность значений из множества P конкретным свойствам множества свойств T.

5. Данное свойство вытекает из свойства 1. Если свойству t из множества T не соответствует ни одного правила доступа ( l^îl — 0 ), то будем считать, что это свойство доступно всем участникам направления деятельности.

6. 3peP3teT:tD$p. Существует правило доступа связанное только с одним свойством из множества Тотношением/)^.

7. <= л : Vr е RjlPj <= P: Чр е Pj DA = rjDAp | > О Отношение D4 определяет принадлежность значений правил доступа из множества P значениям свойств из множества R.

8. Если — то будем считать, что соответствующее / значение свойства из множества R доступно всем участникам конкретного направления деятельности.

9. ЭреРЗгеЯ-.Ю^р. Во множестве Р не существует значений, несвязанных отношением D^ ни с одним из значений свойств описания ИР, кроме того, каждое описание правил доступа связано только с одним значением свойства.

10. 3ieî"^peP:—itD^P—>ЭгеRz rD^p Если элемент t множеств Т и элемент р множества Р не связаны между собой отношением D3, значит элемент p множества правил доступа P связан отношением D4 с элементом множества значений свойств r.

11. Одно и тоже правило доступа не может одновременно быть связанным со свойством и значением свойства.

Таким образом, полученные при математическом моделировании шаблона представления ИР свойства и отношения между элементами позволяют утверждать, что при формировании специализированных шаблонов, получаемых в результате настройки базового параметризируемого шаблона на предметную область деятельности, учитывается вся необходимая информация для построения профилированного интерфейса пользователя. В результате каждый из участников конкретного направления деятельности в своем индивидуальном профилированном интерфейсе получает минимальный набор необходимых ему для работы (например, поиска ИР) элементов интерфейса, отображаемых в терминологии этого направления деятельности.

3. Алгоритм построения профилированного интерфейса пользователя

При описании алгоритма построения профилированного интерфейса пользователя на основе полученного шаблона представления ИР будут использоваться следующие определения.

- событием называется выполнение условия добавления одного элемента из шаблона в интерфейс пользователя;

- обработчиком события называется блок команд, которые будут выполняться при наступлении события;

- правильным называется такой обработчик события, работа которого заканчивается за конечное число шагов.

При дальнейшем описании математической модели формирования интерфейса пользователя будем рассматривать только правильные обработчики.

Обработка событий при формировании интерфейса пользователя организуется с помощью очереди Q.

Q={(ll,—- множество вызовов обработчиков событий. Если i < j, то событие обрабатывается раньше события q..

' J

Помещение события в очередь означает то, что в очередь помещается вызов обработчика этого события.

Обозначим Ot состояние очереди после обработки t первых элементов, если Qt-\ Од — состояние очереди до начала

обработки.

События из очереди обрабатываются последовательно и если в процессе исполнения обработчика появляются новые события, то они помещаются в конец очереди. Исполнение одного блока команд приводит к помещению в очередь конечного числа событий. В очередь не попадают одинаковые события, т.е. в одном интерфейсе пользователя не может быть одинаковых элементов.

Описание элементов пользовательского интерфейса в шаблоне конечно и счетно, т.е. для построения интерфейса определено конечное и счетное число событий. Поэтому для обработки конкретного шаблона существует не более чем конечное и счетное множество E всех событий е.

* = (2)

Е - число событий конечное и счетное.

Пусть 0) = {?}, т.е. в очереди только одно событие q по обработке элементов шаблона, M ¡q - события, порождаемые обработкой события q. Это может быть добавление комментариев к элементу интерфейса, формирование рубрикаторов и т.д. Если Mjq Ф 0, то процесс обработки будет продолжаться. Mnq - последовательность событий, порождаемых при обработке последовательности Mn jq. Если M jq пуста, то и Mnq пуста.

= UjAflfifc

n = 1,2,

(3)

к - порядковый номер события в последовательности. Если в QQ больше одного элемента, то

= ЩОа=

, п = 1,2,... (4)

Обработка событий заканчивается тогда, когда заканчиваются события в очереди (т.е. заканчиваются элементы в шаблоне).

ШМкОа=0 (5)

Число шагов обработки очереди конечно. Докажем это. Условие

(6)

при выполнении которого в очередь не попадают события, порождающие сами себя, т.е. не происходит зацикливаний при выполнении программных блоков.

Для начала изобразим элемент шаблона в виде дерева (рисунок 2). Элементы интерфейса можно представить несколькими типами деревьев. На рисунке 2 изображен самый сложный тип дерева: элемент представляет собой рубрикатор и правила доступа подключаются как к самому элементу, так и к каждому значению рубрикатора. Для того чтобы не загромождать рисунок, на нем представлен только один элемент рубрикатора и одно описание доступа. В реальном описании элемента интерфейса может присутствовать как несколько значений рубрикатора, так и несколько описаний правил доступа, но в любом случае их количество конечное и счетное.

Уровень г (Ь) - это все вершины дерева, построенные на /-ом шаге обработки событий построения пользовательского

интерфейса. Вершины дерева будут соответствовать событиям. Всего таких уровней п, где п - число шагов обработки событий по формированию интерфейса пользователя.

Шаг 0. На 0 шаге необходимо выбрать одно событие с/, которое станет корнем дерева ¿о = {?}

ШагДля каждой вершины дерева (элемента) - Ф0 добавить элементы последовательности М^.

При = & дерево будет построено, т.е. элемент интерфейса сформирован.

Рисунок 2 - Представление элемента шаблона в виде дерева.

В качестве примера построим элемент пользовательского интерфейса, соответствующего элементу шаблона, представленному на рисунке 2. Пусть q - событие по обработке описания элемента интерфейса, г - событие по добавлению элемента рубрикатора (значения рубрикатора), aq - событие по обработке правила доступа к элементу интерфейса, fq -событие по добавлению описания правила доступа к элементу интерфейса, аг - событие по обработке правила доступа к значению рубрикатора vi.fr - событие по добавлению описания правила доступа к значению рубрикатора. Тогда получим: М\д = {г,ад} М\г = ^г} Мущ = {_/д} М\аг = М\/д = . М\¿г = 0. Или в виде дерева (рисунок 3).

Рисунок 3 - Элемент интерфейса, представленный в виде дерева

Учитывая условие М^е а также тот факт, что в результате обработки одного события в очередь не

попадают одинаковые события, в дереве не может быть более уровней. Также отсюда следует, что для любой вершины к уровня существует не более —^ подвершин. Соответственно, в каждом уровне содержится не более чем

элементов, а все дерево состоит не более чем из

(7)

(8)

вершин. Построенное так дерево соответствует попаданию событий в очередь, очередь обрабатывается не более, чем за V шагов.

4. Пример построения профилированного интерфейса пользователя

Приведем пример построения профилированного интерфейса пользователей для научного сообщества с использованием разработанной математической модели формирования шаблонов и построения интерфейсов. Адаптируем базовую модель к специфике научного направления деятельности [8]. В результате проведенного онтологического анализа предметной области научной деятельности вуза Московского института электронной техники (технического университета), использования рекомендаций ГОСТа 7.83-2001 «Электронные издания. Основные виды и выходные сведения», а также, построенной по результатам анализа 21 сайта научных электронных библиотек, была построена «практическая онтологическая модель» предметной области, выбраны элементы базовой модели информационных ресурсов и необходимость их переименований и/или подключения специализированных рубрикаторов на уровне представлений. Полученные результаты, соотнесенные с обозначениями, определенными в математическом описании шаблона представления ИР, представлены в таблице 1.

T R DC

<1 Предметная область R1 ГРНТИ dc3 subject

<2 Тип ресурса R2 r2-1 - r2-31 dc8 Type

<3 Название dc1 Title

<4 Автор dc2 Creator

<5 Издательство dc 5 Publisher

t6 Описание dc4 Description

<7 Язык R3 r3-1 - русский dc12 Language

Г3 2 - английский

<8 Год издания dc26 created

<9 Условия доступа R4 r4 1 - бесплатный dc15 rights

r4 2 - частично платный

r4 3 - платный

Г4 4 - внешний

Г4 5 - внутренний

<10 УДК dc56 Text

<11 ББК dc10 Identifier

<12 Объем ресурса dc31 extent

<13 Номер/серия dc13 Relation

(выходные данные)

<14 Аудитория R5 Г51 - Для научных dc22 audience

сотрудников

r5-2 - Для преподавателей

r5-3 - Для аспирантов

r5-4 - Для студентов

r5-5 - Для гостей

Г5 6 - Г5. - подразделения

<15 Формат ресурса R6 r6_1 - Архив RAR dc9 Format

Гб-5 - Документ Word

r6_6 - Документ PDF

r6_7 - Изображение

r6_14 - Текст HTML

<16 Примечание dc16 Abstract

<17 Местонахождение dc11 Source

Таблица 1 - Шаблон представления научных ресурсов

Отношение Д алгебраической системы £ шаблона для представления ИР в соответствии с таблицей 1 будет иметь вид: А отношение ¡Уъ -

Щ = ,<ЬЪ Оз*^ Х(*4 ^2ХОбА X {Н&ТЬ Х^О»1*» Х^^Х^З^ЗХ

{кА^Л Х(*16^16 Х(%7 ^11й

Для определения отношений и между наименованиями элементов шаблона и правил доступа к ним определим множество этих правил р. Как уже было сказано выше, элементы множества Р представляют собой пары (к, где к - роль,/ - уровень доступа (1 - доступ открыт, 0 - доступ закрыт). Пусть £ - множество ролей, - научные сотрудники, {к^} -преподаватели, - аспиранты, {£4} - студенты, - гости, } - сотрудники подразделения; тогда:

¡Н = & ЛклМь Хкл)Х (*3 ЛклМь Лкл)1 (й ЛкчьмШ Ь ХкчьмпМьо ХкМЬпЛкШъЛкпМ'пЛкМ

{Ь,{КЛ)\{115 ,{К,0)\{116 Щ%т .(Г*)»

и

вА = р! Хкл)\{яъХк\ {¿4 №

({^1К^ыМЬ-з №2 }ДМ^з ШЪМ МШ

Таким образом, получена алгебраическая система шаблона представления информационных ресурсов 5 4 >, сочетающая в себе все элементы и их взаимосвязи.

После определения алгебраической системы шаблона представления информационных ресурсов перейдем к построению элементов профилированного интерфейса пользователя. Для этого в соответствии с вышеизложенным необходимо

сформировать очередь событий по обработке элементов шаблона представления ИР 0 = . Где ?/ представляет собой

I -ое значение алгебраической системы шаблона представления ИР, например,

яг = {1blRi.ftbilPiJhiJhiJhi.Dii}

Построим элемент пользовательского интерфейса, соответствующего элементу «Аудитория» базового шаблона представления научных ИР, рассмотренному выше, для научных сотрудников кафедры «Вычислительная техника». Событие ? будет выглядеть следующим образом:

tu = (faUs-fen

Согласно описанному выше методу построения профилированных интерфейсов пользователя из набора элементов события gi4 необходимо выбрать элемент, который станет корнем дерева. Таким элементом будет элемент из набора Dublin Core

dcji, поскольку является базовым в элементе шаблона. Далее для каждой вершины дерева необходимо

добавить элементы последовательности .

Ми&ы =fo4}

^14*14 = или А^14*14 =

При формировании элементов последовательности учитывались значения элементов отношений и D4,

отвечающих за предоставление доступа к формируемому элементу указанной роли пользователей. Для упрощения записи события 014 в ней указаны только те значения отношений ^ и Д4 , в которых разрешен доступ к элементам интерфейса для указанной роли пользователей. Если же доступ к элементу запрещен, то при построении интерфейса такие элементы пропускаются и последовательности для них не строятся.

Полученный результат можно представить в виде дерева (рисунок 4).

Li dt -22 1 1

L2 t 14 1 1

FiR

L3 r5-l r5-3 r5 -4 r5—5 r5 9

Рисунок 4 - Элемент интерфейса «Аудитория» для научного сотрудника.

Если в полученное представление элемента пользовательского интерфейса подставить значения, приведенные в таблице 1, то получим элемент в том виде, в котором он доступен пользователю (рисунок 5).

Рисунок 5 - Представление элемента «Аудитория» для научного сотрудника.

Элемент dcterms:audience из набора элементов Dublin Core является служебным и при выводе элемента интерфейса на экран для конечного пользователя не отображается.

Приведенный пример показывает, что использование разработанной методики построения профилированных интерфейсов позволяет корректно формировать элементы интерфейсов с использованием терминологии конкретного направления для каждого из участников корпоративной деятельности. Из примера видно, что из множества приведенных в шаблоне представления ИР значений рубрикатора «Аудитория» для сотрудника кафедры «Вычислительная техника» в интерфейсе пользователя доступны только необходимые ему для работы элементы (рисунок 5).

Заключение

Предлагаемый подход к построению профилированных интерфейсов пользователей позволяет настраивать набор элементов поискового интерфейса для любого представителя любой предметной области деятельности в соответствии со спецификой. Причем описанный метод построения пользовательских интерфейсов позволяет регулировать не только количество отображаемых элементов, но и их семантику, а также список разрешенных пользователю операций в системе, - что позволяет достичь максимально полной адаптации профилированного интерфейса к специфике конкретного направления предметной области деятельности конечного потребителя ИР. А это, в свою очередь, увеличивает эффективность работы с накопленными информационными ресурсами.

Список литературы:

1. Жижимов О.Л., Турпанов А.А., Федотов А.М.. Корпоративный каталог СО РАН. Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции. Труды Восьмой Всероссийской научной конференции (RCDL'2006). Суздаль, 17-19 октября 2006 г. С. 226.

2. Смирнов И.С., Лобанов А.Л., Пугачев О.Н., Алимов А.Ф., Воронина Е.П.. Электронные коллекции в зоологии и электронные библиотеки // «Электронные библиотеки», Том 9 - Выпуск 4, 2006 г.

3. Игнатова И.Г., Павлов А.Ю., Шевнина Ю.С. Формирование профилированных интерфейсов при организации работы с информационными ресурсами для пользователей из научно-образовательного сообщества: Тезисы докладов V международной научно-технической конференции «Электроника и информатика - 2005».-М.:МИЭТ.-2005.- С.31-32.

4. Игнатова И.Г. Корпоративные электронные информационные среды поддержки научно-образовательной деятельности на основе процессно-ролевого подхода.-М.,2005.

5. Проект Dublin Core Metadata Initiative http://www.dublincore.org.

6. Верников Г. Стандарт онтологического исследования IDEF5 .- www.cfin.ru/vernikov .

7. Игнатова И.Г., Резонтов К.В., Чаплыгин Ю.А. Программные средства накопления разноформатной информации с использованием Web-интерфейса // Сборник научных Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в образовании, технике и медицине» (24-26 сентября 2002 года, г. Волгоград): Издательство «Политехник» с.

8. Средства поддержки формирования и объединения метаописаний разнородных гетерогенных информационных ресурсов: Отчет о НИР (этап 2005)/ Научн.рук. Чаплыгин Ю.А.- Шифр 737-ГБ-Целевые-РФФИ-МОЦНИТ.

Публикации с ключевыми словами: доступ - метаданные - информационный ресурс - профилированный интерфейс пользователя -шаблон представления ИР - параметры поиска - онтология предметной области

Публикации со словами: доступ - метаданные - информационный ресурс - профилированный интерфейс пользователя - шаблон представления ИР - параметры поиска - онтология предметной области См. также:

■ Доступ к базам данных

■ Введение в базы данных Написать комментарий >>

115-118.

Журнал | Портал | Раздел Copyright © 2003 «Наука и образование. Инженерное образование» E-mail: magazine@xware.ru | тел.: +7 (495) 263-68-67

Вход для редакторов