Literaturversorgung im Wandel - von der Integration der ...digbib.ubka.uni-karlsruhe.de/volltexte/digibib/2002/10-Christoffel.pdf · UniCats Michael Christoffel Folie 3/84 Gliederung

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

UniCats

A UNiversal Integration of Catalogues based on anAgent-supported Trading and wrapping System

„Die digitale Bibliothek“, 10.7.2002

Michael Christoffel

UniCats

Michael Christoffel Folie 3/84

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

UniCats


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

Nachteile?

Probleme?

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Angebotsvielfalt

Medoc

LEA

Springer

BLB

UBKA

Informatik-Bibliographie

KVK

NCSTRL

WWW

ZID

SubitoInformationsüberflutung

UniCats


Heterogenität der Anbieter

WWW

hohe Einarbeitungszeiten

UniCats


Kommerzialisierung

WWW

Aufkommen eines Informationsmarkteskomplizierte Gebührenmodelle

UniCats


Lösungsansatz

WWW

:

:

Integration existierender Informationsquellen

UniCats


*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

UniCats


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?

UniCats


Ziel dieses Vortrages

Vorstellung der Konzepte für eine Integrationsplattform am Beispieldes UniCats-Projektes

Einblick in die wissenschaftliche Grundlagenforschung im Grenzgebietzwischen Informatik und Bibliothekswesen

UniCats


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

UniCats


Szenario

„Heimat-“Bibliothek

Bestände

Dienste

Dienste

direkt / Internet

...


„andere“Bibliotheken

eingeschränkter Zugriffdirekt / Internet

Buchhandel

Verlage

? ? ? ? ? ?

„neue“ Dienste im Internet: Recherche, Dokumentenbestände, Lieferung,...

UniCats


Szenario


Bestände

Dienste

Dienste

direkt / Internet

...




Buchhandel

Verlage

? ? ? ? ? ?


einheitliche Schnittstelle

UniCats


Szenario


Bestände

Dienste

Dienste

direkt / Internet

...




Buchhandel

Verlage

? ? ? ? ? ?


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)

UniCats


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

UniCats


*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

UniCats


*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

UniCats


UniCats-Umgebung

Kunden AnbieterUniCats-Umgebung

UniCats-Agenten

Gruppenkommunikation

direkte Kommunikation

UniCats


UniCats-Agenten

Kommunikationsschicht

Zwischenschicht

TCP/IP

Agentenschicht

Anwendungsschicht

Gruppenkommunikation direkte Kommunikation

TCP/IP


Zwischenschicht

Agentenschicht

Anwendungsschicht


Zwischenschicht

TCP/IP

Agentenschicht

Anwendungsschicht

UniCats


*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

UniCats


*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

UniCats


Agententypen

Kunden AnbieterBenutzeragenten

UA

UA

UA

Wrapper

W

W

W

Trader

T

TT

UniCats


Agententypen

W

W

WUA

UA

UA

T

TT

Kunden Benutzeragenten Trader Wrapper Anbieter

� Schnittstelle zu Anbieter� Übersetzung von Anfragen und Ergebnissen� Anfrageoptimierung, Kostenüberwachung

UniCats


Agententypen

W

W

WUA

UA

UA

T

TT


� Unabhängige Vermittlungsinstanz� Halten von Metadaten über Anbieter� Vermittlung geeigneter Anbieter für eine Anfrage

UniCats


Agententypen

W

W

WUA

UA

UA

T

TT


� Schnittstelle zu Kunden� Anfrageformulierung� Ergebnisintegration

UniCats


Wrapper

Anfrage-validierung

Anfrage-planung

Kosten-ermittlung

Über-setzung desErgebnisses

Über-setzung der

Anfrage

UniCats


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

UniCats


Aufbau des Wrappers

BA

TKoordinator Anfragevalidierung

Anfrageprüfung Metadaten

UniCats


Aufbau des Wrappers

BA

TKoordinator

Planer

Anfragevalidierung

Metadaten

AnfrageplanungAnfrageoptimierung

Seiten-struktur

Navigationsgraph

UniCats


Aufbau des Wrappers

BA

TKoordinator

Planer

Konverter

Anfragevalidierung

Metadaten

Anfrageausführung

UniCats


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

UniCats


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

Wrappergenerator

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Trader

Anfrage-analyse

Über-prüfungder ge-

speichertenAnbieter-

profile

Ermittlungdes bestenEmpfeh-lungen

unter-stützendeAnfragenan andere

Trader

Finden derAnbieter

mit größterRelevanz

UniCats


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

UniCats


Aufbau des Traders

Anfrageprüfung

BA Koordinator

UniCats


Aufbau des Traders

Anfrageausführung

BA

T

Koordinator

ProfilRepository

Anfrageauswertung

W

Profilauswertung

Empfehlungen(geordnet)

1

2

3

UniCats


Aufbau des Traders

BA

T

Koordinator

Anfrageauswertung

W

Profilauswertung ProfilRepository

MetadatenManagement

Rückmeldungen

W

Profilvalidierung

BA

UniCats


� 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

UniCats


� 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

UniCats


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

UniCats


Aufbau des Benutzeragenten

Persönlicher Arbeitsbereich

Benutzerschnittstelle

ProfilRepository

Anfrageassistent Profilauswertung

Zugangskontrolle

UniCats



Anfrageplan

Benutzerschnittstelle

ProfilRepository

Anfrageassistent Profilauswertung

Zugangskontrolle

Planer T

Anfrageplanung

UniCats



User Interface

ProfilRepository

Query Assistant Profile Handling

Access Control

Planer T

Integrator W

Planausführung und Ergebnisintegration

UniCats


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

UniCats


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

UniCats


� 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

UniCats


Benutzerschnittstellen

� Text-basiert:� (ASCII-Text)� HTML

– Vorteil: schneller Zugriff über beliebigen Webbrowser– Nachteil: eingeschränkte Darstellungsformen– Nachteil: keine Interaktion möglich (außer erneuter Aufruf)

UniCats



� 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)

UniCats



� 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

UniCats



� 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

UniCats


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

UniCats


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

UniCats


Modern Mart: Teilprojekte

A Marktmodelle und Geschäftsstrategien

B Infrastrukturen

C Recommendersysteme

D Zahlungssysteme

F Experimenteller Einsatz

E Marktstrategien und Simulation

UniCats


Wenn Euch das Thema interessiert

Innerhalb des Projektes sind regelmäßigStudien- und Diplomarbeiten zu vergeben

UniCats


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

UniCats


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

UniCats


*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

UniCats


*Zusammenfassung:Architektur

Kunden unabhängigeAnbieter

UniCats-Umgebung

Benutzer-agent

WrapperTrader ? ?

UniCats


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?

UniCats


Zusammenfassung:Kontakt

� WWW:http://www.unicats.de/

� E-Mail:[email protected]

ENDEENDE

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