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ein Einblick in die aktuelle Forschungstätigkeit im Bereichdigitale Bibliotheken
„Die digitale Bibliothek“, 10.7.2002
Michael Christoffel
Literaturversorgung im Wandel -von der Integration der Angebote zurelektronischen Bibliothek der Zukunft
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UniCats
A UNiversal Integration of Catalogues based on anAgent-supported Trading and wrapping System
„Die digitale Bibliothek“, 10.7.2002
Michael Christoffel
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Gliederung
� Literaturversorgung im Wandel� Lernziele� Grundidee: Integration der Dienste� Anforderungen� Technische Realisierung
� technische Infrastruktur� zentrale Komponenten
� Projektumfeld� Zusammenfassung
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Literaturversorgung im Wandel
Rechner werden immer leistungsfähiger
weltweite Verknüpfung der Rechner durch das Internet
Entwicklung einer Informationsgesellschaft
schneller Zugriff auf relevante Informationen wird immer wichtiger
Dienstleistung über Beschaffung hinaus werden immer wichtiger
Weiterverarbeitung der Informationen wird immer wichtiger
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Die traditionelle Bibliothek
� Gebäude� Raumbegrenzung� öffentlicher Raum
� Dokumentensammlung� Auswahl/Organisation von Materialien� Qualität der Auswahl
� Dienste� Zugriffsmöglichkeiten� Fachpersonal
� Zielgruppe
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Die digitale Bibliothek
� keine Raum-/Zeitbegrenzung� mehrere Organisationsformen möglich� „bessere“ Dienste
� größere Dokumentenmenge� erweiterte Suchfunktionalität
� andere Dienste� persönlicher Arbeitsraum� Operationen auf Materialien
� Zugriff über Netze
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Vorteile der digitalen Bibliothek
� Zugriff auf Dokumentenbestände weltweit� schnellerer Zugriff auf Dokumente� größere Auswahl an Anbietern� Zugewinn durch neue und neuartige Dienste� Recherche, Bestellung (und Lieferung) möglich, ohne
Arbeitsplatz zu verlassen� sofortige Weiterverarbeitung elektronischer Dokumente
möglich
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Nachteile?
Probleme?
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Angebotsvielfalt
Medoc
LEA
Springer
BLB
UBKA
Informatik-Bibliographie
KVK
NCSTRL
WWW
ZID
SubitoInformationsüberflutung
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Heterogenität der Anbieter
WWW
hohe Einarbeitungszeiten
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Kommerzialisierung
WWW
Aufkommen eines Informationsmarkteskomplizierte Gebührenmodelle
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Lösungsansatz
WWW
:
:
Integration existierender Informationsquellen
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*Nachteile der digitalen Bibliothek
� Informationsüberflutung� Finden und Auswahl geeigneter Anbieter� Vergleich der Anbieter
� hohe Einarbeitungszeiten� unterschiedliche Schnittstellen, Formate, Protokolle, Sprachen� sequentielle Benutzung mehrerer Anbieter� zeitaufwendige Recherche
� zunehmende Kommerzialisierung des Internets� komplizierte Gebührenmodelle� eingeschränkte Sicherheit� teure Recherche
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Ziel des UniCats Projektes
� Herstellung der Markttransparenz im Informationsmarkt� vergleichbares Angebot
a UNiversal Integration of Catalogues based on anAgent-supported Trading and wrapping System
� Integration vielfältiger Dienste zu Recherche undBeschaffung
� einheitliche Benutzeroberfläche� Finden einer neuen Rolle für klassische Bibliotheken
� Mehrwert durch neue Dienste
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Lernziele
Welche Herausforderungen bringt die digitale Bibliothek der Zukunft?
Welche Ziele verfolgt die Integration von Informationsquellen?
Welche Anforderungen werden an die Integrationsplattform gestellt?
Wie kann eine solche Integrationsplattform realisiert werden?
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Ziel dieses Vortrages
Vorstellung der Konzepte für eine Integrationsplattform am Beispieldes UniCats-Projektes
Einblick in die wissenschaftliche Grundlagenforschung im Grenzgebietzwischen Informatik und Bibliothekswesen
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Grundidee: Integration der Dienste
Überlegungen:� Angebotsvielfalt und bestehende Möglichkeiten sollen
erhalten bleiben� Aufgaben der Bibliotheken sollen erhalten oder sogar
erweitert werden� Verschiedenartigkeit der Dienste und Anbieter soll
verdeckt werden� Auswahl der Anbieter und Zugriff soll automatisiert
werden� Bereitstellung einer einheitlichen Schnittstelle für die
Benutzer („Kunden“)� einfache Einbettung gebührenpflichtiger Dienste
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Szenario
„Heimat-“Bibliothek
Bestände
Dienste
Dienste
direkt / Internet
...
„Heimat-“Bibliothek
„andere“Bibliotheken
eingeschränkter Zugriffdirekt / Internet
Buchhandel
Verlage
? ? ? ? ? ?
„neue“ Dienste im Internet: Recherche, Dokumentenbestände, Lieferung,...
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Szenario
„Heimat-“Bibliothek
Bestände
Dienste
Dienste
direkt / Internet
...
„Heimat-“Bibliothek
„andere“Bibliotheken
eingeschränkter Zugriffdirekt / Internet
Buchhandel
Verlage
? ? ? ? ? ?
„neue“ Dienste im Internet: Recherche, Dokumentenbestände, Lieferung,...
einheitliche Schnittstelle
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Szenario
„Heimat-“Bibliothek
Bestände
Dienste
Dienste
direkt / Internet
...
„Heimat-“Bibliothek
„andere“Bibliotheken
eingeschränkter Zugriffdirekt / Internet
Buchhandel
Verlage
? ? ? ? ? ?
„neue“ Dienste im Internet: Recherche, Dokumentenbestände, Lieferung,...
Formulierung des Kundenwunsches(Wissen über den Kunden,Empfehlungen)
Auswahl geeigneter Anbieter(Alternativen)
Anfragen an mehrere Anbieter gleichzeitig
einheitliche und vergleichbare Ergebnisse
übersichtliche Darstellung der Ergebnisse
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Anforderungenaus Sicht der Benutzer
Einheitliche und auf die Bedürfnisses des Benutzers zugeschnitteneSchnittstelle
Optimierung der Anfragen (Zeit, Kosten)
Unterstützung des vollständigen Prozesses aus Recherche undBeschaffung
Überführung des Angebotsspektrums der klassischen Bibliothekauf die digitale Bibliothek
Unterstützung der Arbeit mit den Ergebnissen(persönlicher Arbeitsraum)
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Anforderungenaus Sicht der Informationsanbieter
Integration beliebiger Informationsquellen möglich
Autonomie der Quellen muß gewahrt werden
Alle Operationen der Quelle müssen nachgebildet werden
Anpassung an die Gegebenheiten des elektronischen Marktes
Für die Informationsquelle dürfen keine Nachteile entstehen(Sicherheit, Einkommenseinbußen)
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Technische Infrastruktur
Anforderungen:� verteiltes System über Grenzen von Betriebssystem und
Rechnerarchitektur hinweg� geringe Anforderung an Ressourcen� einfache Installation� Erweiterbarkeit� Skalierbarkeit� einfacher Datenaustausch� Konfigurierbarkeit
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Technische Infrastruktur
Lösungsideen:� Nachbildung eines elektronischen Marktes� Realisierung der Marktteilnehmer durch Softwareagenten� TCP/IP als Basis der Kommunikation� XML als Sprache des Datenaustauschs
Anforderung an Agentenplattform:� einheitliche Plattform für alle Agenten� geringe Anforderung zur Installation� einfache Erzeugung neuer Agententypen� flexibler Entwurf durch Schichten und Module
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*Schichten und Module
Schicht n+1
Schicht n
Schicht n-1
Schicht n+1 nutzt Methoden der Schicht nSchicht n+1 überschreibt Methoden der Schicht n
Realisierung über Generaliserung (Vererbung)
Schnittstelle n+1
Schnittstelle n+1
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*Schichten und Module
Schicht n+1
Schicht n
Schicht n-1
Modul A Modul B Modul C Modul D
Modul X nutzt Methoden des Moduls YModule X nutzt Klassen des Moduls Y
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UniCats-Umgebung
Kunden AnbieterUniCats-Umgebung
UniCats-Agenten
Gruppenkommunikation
direkte Kommunikation
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UniCats
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UniCats-Agenten
Kommunikationsschicht
Zwischenschicht
TCP/IP
Agentenschicht
Anwendungsschicht
Gruppenkommunikation direkte Kommunikation
TCP/IP
Kommunikationsschicht
Zwischenschicht
Agentenschicht
Anwendungsschicht
Kommunikationsschicht
Zwischenschicht
TCP/IP
Agentenschicht
Anwendungsschicht
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UniCats
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*UniCats-Agenten
� Kommunikationsschicht:� Nachrichten werden als Zeichenketten betrachtet� Realisierung der Gruppen- und direkten Kommunikation� Verzeichnis aller bekannten Agenten und Gruppen
� Zwischenschicht:� Bereitstellung geeigneter Methoden zum Senden und Empfang der
Nachrichten� Nachrichten werden als Objekte aufgefaßt und nach ihrem Typ
unterschieden� Realisierung einfacher Kommunikationstransaktionen� XML-Kodierung� Verschlüsselung
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UniCats
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*UniCats-Agenten
� Agentenschicht:� Implementierung aller Kommunikationstransaktionen des Agenten� Nachrichten können konkrete Objekte angefügt werden (Anfragen,
Ergebnisse, Profile, Dokumente)� Verzeichnis aller aktiven Aufträge des Agenten und deren
Überwachung� definiert einen Agententyp
� Anwendungsschicht:� Implementierung der semantisch hochstehenden Operationen� Algorithmen, Lernverfahren� persönlicher Datenbestand des Agenten� Schnittstelle zu menschlichen Benutzern� definiert einen individuellen Agenten
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Agententypen
Kunden AnbieterBenutzeragenten
UA
UA
UA
Wrapper
W
W
W
Trader
T
TT
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Agententypen
W
W
WUA
UA
UA
T
TT
Kunden Benutzeragenten Trader Wrapper Anbieter
� Schnittstelle zu Anbieter� Übersetzung von Anfragen und Ergebnissen� Anfrageoptimierung, Kostenüberwachung
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Michael Christoffel Folie 33/84
Agententypen
W
W
WUA
UA
UA
T
TT
Kunden Benutzeragenten Trader Wrapper Anbieter
� Unabhängige Vermittlungsinstanz� Halten von Metadaten über Anbieter� Vermittlung geeigneter Anbieter für eine Anfrage
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Agententypen
W
W
WUA
UA
UA
T
TT
Kunden Benutzeragenten Trader Wrapper Anbieter
� Schnittstelle zu Kunden� Anfrageformulierung� Ergebnisintegration
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UniCats
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Wrapper
Anfrage-validierung
Anfrage-planung
Kosten-ermittlung
Über-setzung desErgebnisses
Über-setzung der
Anfrage
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UniCats
Michael Christoffel Folie 36/84
Anbindung der Anbieter
Problem:� Anbindung beliebiger Informationsquellen� geringe Anforderungen an Anbieter
(kein direkter Zugriff auf Datenbanken)� Wahrung der Autonomie der Quellen
Lösung:� Verwendung der existierenden HTML-Schnittstelle des
Anbieters
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UniCats
Michael Christoffel Folie 37/84
Aufbau des Wrappers
BA
TKoordinator Anfragevalidierung
Anfrageprüfung Metadaten
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UniCats
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Aufbau des Wrappers
BA
TKoordinator
Planer
Anfragevalidierung
Metadaten
AnfrageplanungAnfrageoptimierung
Seiten-struktur
Navigationsgraph
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UniCats
Michael Christoffel Folie 39/84
Aufbau des Wrappers
BA
TKoordinator
Planer
Konverter
Anfragevalidierung
Metadaten
Anfrageausführung
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Erzeugung der Wrapper
Problem:� Wrapper ist für Informationsquelle zugeschnitten� für jeden Anbieter benötigen wir mindestens einen
Wrapper� bei jeder Änderung der Quelle muß Wrapper angepaßt
werden� Implementierung eines Wrappers per Hand ist sehr
aufwendig und kompliziert
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Erzeugung der Wrapper
Lösung:� Entwurf eines Wrappers für mehrere Quellen� jeder Wrapper erhält zum Betrieb eine
Quellenbeschreibung, die Daten über die Quelle und ihreWebschnittstelle enthält
� bei Änderung an der Quelle muß nur dieQuellenbeschreibung angepaßt werden
� Entwicklung der Quellenbeschreibung durchWrappergenerator
� Bedienungsmetapher „Generation by Example“ermöglicht auch Nicht-Fachleuten (Bibliothekaren)Erzeugung und Anpassung der Wrapper
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Wrappergenerator
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Trader
Anfrage-analyse
Über-prüfungder ge-
speichertenAnbieter-
profile
Ermittlungdes bestenEmpfeh-lungen
unter-stützendeAnfragenan andere
Trader
Finden derAnbieter
mit größterRelevanz
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Trader: Herausforderungen
� Kenntnis der Anbieter: Angebot, Kostenstrukturen,Lieferbedingungen durch Halten von Profilen
� ständige Validierung der Profile� Vorschlagen der geeignetsten Anbieter für eine Quelle� Orientieren an verschiedenen Kriterien:
� Inhalt� Kosten� Gütemerkmale (Lieferzeit, Lieferformate)� Örtlichkeit
� Reaktion auf Veränderungen im Markt� Zusammenarbeit mehrerer Trader
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Aufbau des Traders
Anfrageprüfung
BA Koordinator
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Aufbau des Traders
Anfrageausführung
BA
T
Koordinator
ProfilRepository
Anfrageauswertung
W
Profilauswertung
Empfehlungen(geordnet)
1
2
3
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Aufbau des Traders
BA
T
Koordinator
Anfrageauswertung
W
Profilauswertung ProfilRepository
MetadatenManagement
Rückmeldungen
W
Profilvalidierung
BA
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� Erweiterung der Anfrage durchBerücksichtigung allgemeines Wissens(Nachbarschaftsrelationen)
� Berechnung der Übereinstimmung zwischenAnfrage und Profil des Anbieters
� Auswahl der Profile mit der höchstenÜbereinstimmung
� Ausblendung von Attributen zur Vergrößerungder Ergebnismenge
*MetadatenbasierteAnfragebearbeitung
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� manuelle Eingabe� bei Registrierung
� durch Anbieter� durch Wrapper
� Abhören der Verbindung� durch Anfragen des Traders� durch Auswertung der Rückmeldungen
� durch Benutzer� durch Benutzeragent
*Metadatengewinnung
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Traderkooperation� unterstützende Anfragen� Halten von Profilen anderer Trader und
Berechnung der Übereinstimmung� keine festen Beziehungen zwischen Tradern� Trader stehen untereinander im Wettbewerb
*Zusammenarbeit mehrerer Trader
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Traderföderation� feste Beziehungen zwischen Tradern
(nicht unbedingt lebenslänglich)� Aufteilung der Kunden und Anbietern� Spezialisierung von Tradern
Herausforderungen� Bildung von Traderföderationen� Struktur von Traderföderationen� Verwaltung von Traderföderationen
*Zusammenarbeit mehrerer Trader
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Benutzeragent
Anfrage-formu-lierung
Bearbei-tungsplan
Präsen-tation derErgebnisse
Ergebnis-integration
paralleleAnfragen
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Aufbau des Benutzeragenten
Persönlicher Arbeitsbereich
Benutzerschnittstelle
ProfilRepository
Anfrageassistent Profilauswertung
Zugangskontrolle
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Aufbau des Benutzeragenten
Anfrageplan
Benutzerschnittstelle
ProfilRepository
Anfrageassistent Profilauswertung
Zugangskontrolle
Planer T
Anfrageplanung
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Aufbau des Benutzeragenten
User Interface
ProfilRepository
Query Assistant Profile Handling
Access Control
Planer T
Integrator W
Planausführung und Ergebnisintegration
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Ergebnisintegration undErgebnispräsentation
� Inkrementelle Ergebnisintegration� Ergebnisse werden angezeigt, sobald sie eintreffen� neue Ergebnisse und neue Attributwerte werden hinzugefügt� konfigurierbare Duplikaterkennung und -eliminierung� Gruppierung und Sortierung (auch während der Integration)
� Ergebnismengenpräsentation� mehrere Ansichten definieren und verwenden� mehrere Anzeigeformate� HiCites zur besseren Vergleichbarkeit� Annotationen
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Problem:� verschiedene Benutzer haben verschiedene
Anforderungen und Kenntnisse� Benutzereinstellungen müssen bei jeder Benutzung
erhoben werden� verschiedene Situationen erfordern verschiedene
Vorgaben
Anpassung an Benutzer
Lösungsansätze:� Anlage von Gruppenprofilen mit Standardwerten� Personalisierung
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� Individuelle Arbeitsumgebung für sitzungsübergreifendeProzesse
� Speicherung und Nutzung persönlicher Vorgaben� Speicherung vergangener Anfragen� Bearbeitung und Verknüpfung mehrere Anfragen zur
gleichen Zeit� persönliche Handbibliothek� Annotationen� Weitergabe / gemeinsame Nutzung von Dokumenten
Personalisierung
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Benutzerschnittstellen
� Text-basiert:� (ASCII-Text)� HTML
– Vorteil: schneller Zugriff über beliebigen Webbrowser– Nachteil: eingeschränkte Darstellungsformen– Nachteil: keine Interaktion möglich (außer erneuter Aufruf)
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Benutzerschnittstellen
� Text-basiert:� (ASCII-Text)� HTML� interaktive grafische Benutzeroberfläche
– Vorteil: große Vielfalt an Strukturierungs- undGestaltungsmöglichkeiten
– Vorteil: Übersichtsgewinn durch HiCites, kontextabhängigeAnzeigen und Kontextmenüs
– Vorteil: einfache und schnelle Bedienung– Nachteil: Benutzung über Internet langsam (Applet)
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Benutzerschnittstellen
� Text-basiert� Grafik-basiert
� abstrakt– Vorteil: große Breite and Gestaltungsmöglichkeiten– Nachteil: Darstellung auf den ersten Blick nicht einsichtig– Nachteil: Zugriff über Internet nicht (oder nur schwer) möglich
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Benutzerschnittstellen
� Text-basiert� Grafik-basiert
� abstrakt� konkret
– Vorteil: Benutzer findet vertraute Umgebung vor (VirtualReality)
– Nachteil: langsamer Zugriff und umständliche Bedienung(lange Wege)
– Nachteil: Zugriff über Internet nicht (oder nur schwer) möglich
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Projektumfeld
UniCats ist Teil eines interdisziplinären Forschungsprojektesan der Universität Karlsruhe
UniversitätsbibliothekInstitut für Programmstrukturen und Datenorganisation
Lehrstuhl für elektronische MärkteInstitut für Wirtschaftspolitik und Wirtschaftsforschung
Modeling, Experiments, and Simulation with/inInformation Markets
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Projektumfeld
modern modern modern modern martmartmartmart ist Teil eines nationalenSchwerpunktprogrammes der Deutschen
Forschungsgemeinschaft
RWTH Aachen, Uni Augsburg, Uni Bielefeld, Uni Bonn,TU Braunschweig, Uni Bremen, Uni Dortmund, Uni Erlangen,Uni Frankfurt a.M., Uni Freiburg, TU Ilmenau, Uni Karlsruhe,
Uni Leipzig, Uni Mannheim, TU München, Uni Konstanz,Uni Oldenburg, Uni Stuttgart, Uni Tübingen, Uni Ulm und andere
Verteilte Vermittlung und Verarbeitung digitalerDokumente
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Modern Mart: Teilprojekte
A Marktmodelle und Geschäftsstrategien
B Infrastrukturen
C Recommendersysteme
D Zahlungssysteme
F Experimenteller Einsatz
E Marktstrategien und Simulation
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Wenn Euch das Thema interessiert
Innerhalb des Projektes sind regelmäßigStudien- und Diplomarbeiten zu vergeben
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Seminar im WS 02/03
Digitale Bibliotheken� Einführung in digitale Bibliotheken� Datenstrukturen und Datenbanken für digitale Bibliotheken� Rechner- und Softwarearchitekturen für digitale Bibliotheken� Zugriff und Suche auf digitalen Bibliotheken� Geschäftsmodelle für digitale Bibliotheken� Bibliotheken im Wandel� Beispiele für digitale Bibliotheken� digitale Handbibliotheken� Personalisierung für digitale Bibliotheken� Erstellung digitaler Dokumente� rechtliche Fragestellungen� elektronisches Papier
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Zusammenfassung:Zielsetzung
weltweiter Zugriff auf Informationsquellen
Kombination und Integration der Informationsquellen
Autonomie der einzelnen Informationsquellen soll erhalten bleiben
klassische Bibliotheksdienstleistungen sollen nachgebildet werden
einheitlicher Zugang des Benutzers
neue Dienstleistungen sollen erschlossen werden
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*Zusammenfassung:Architektur
Kunden unabhängigeAnbieter
Integrationsplattform
Benutzer-anbindung
AnbindungexternerDienste
Interne Dienste
Benutzer-schnittstelle
Benutzer-verwaltung
Gebühren-abrechnung
Protokoll-übersetzung
Zugangs-kontrolle
Kosten-kontrolle
Anfrageplanung
Anbieterauswahl
Ergebnisintegration
Zertifizierung
Zahlungsdurchführung
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*Zusammenfassung:Architektur
Kunden unabhängigeAnbieter
UniCats-Umgebung
Benutzer-agent
WrapperTrader ? ?
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UniCats
Michael Christoffel Folie 83/84
Zusammenfassung:Was haben wir gelernt?
Welche Herausforderungen bringt die digitale Bibliothek der Zukunft?
Welche Ziele verfolgt die Integration von Informationsquellen?
Welche Anforderungen werden an die Integrationsplattform gestellt?
Wie kann eine solche Integrationsplattform realisiert werden?
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Michael Christoffel Folie 84/84
Zusammenfassung:Kontakt
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ENDEENDE