modelagem de bibliotecas digitais -...

Modelagem deModelagem deBibliotecas DigitaisBibliotecas Digitais

Cristiano Roberto Cervi

Orientadora: Profª. Dr. Renata GalanteCo-orientador: Prof. Dr. José Palazzo M. de Oliveira

Porto Alegre, julho de 2009

Universidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Informática – PPGC

Exame de Qualificação em Abrangência

Cristiano Roberto Cervi – Exame de qualificação em abrangência – PPGC – UFRGS 2/40

RoteiroRoteiro

� Introdução

� Fundamentos de Bibliotecas Digitais� Modelos para a Construção de Bibliotecas

Digitais� Comparação Entre os Modelos� Visão Geral da Tese

� Referências


IntroduIntroduççãoão

Ciência da InformaCiência da Informa ççãoão

Ciência da ComputaCiência da Computa ççãoão

BIBLIOTECASBIBLIOTECASDIGITAISDIGITAIS



Objetos DigitaisObjetos Digitais

ServiServi ççosos

UsuUsu ááriosrios

“Uma biblioteca digital pode ser Uma biblioteca digital pode ser definida como uma coledefinida como uma coleçção ão

organizada de organizada de objetos digitaisobjetos digitaisassociada a um conjunto de associada a um conjunto de

serviservi ççosos dispondisponííveis, visando veis, visando atender necessidades de atender necessidades de

comunidades de comunidades de usuusu ááriosrios ..”

(Gonçalves, 2004)



Conteúdo Funcionalidades Comunidades

Arquitetura Políticas Qualidade

Base de DadosBase de Dados

InterfaceInterface

ServiServi ççososPadrões Metadados



� Possui ligação com várias áreas da Computação


VantagensVantagens

� Custo reduzido� Economia de espaço físico� Não há degradação física de objetos� Rápido acesso a novas informações� Compartilhamento do mesmo objeto� Facilidade de acesso� Serviços diferenciados� Preservação


PrincPrincíípios para o Desenvolvimento de pios para o Desenvolvimento de Bibliotecas DigitaisBibliotecas Digitais

� Propostos por McCray and Gallagher (2001)� Baseados em experiência na construção de

bibliotecas digitais� Considera aspectos que são a base

� Projeto� Execução� Manutenção

� Os princípios aplicam-se a� Projetos de conversão de objetos digitais� Projetos em que os objetos foram criados digitalmente� Projetos de ambos os tipos

Alexa McCray(Harvard)


PrincPrincíípios para o Desenvolvimento de pios para o Desenvolvimento de Bibliotecas DigitaisBibliotecas Digitais

Estar ciente sobre o direito dos dadosEstar ciente sobre o direito dos dados

Automatizar sempre que possAutomatizar sempre que poss íívelvel

Se preocupar com a persistênciaSe preocupar com a persistência

Envolver as pessoas certasEnvolver as pessoas certas

Assegurar o acesso abertoAssegurar o acesso aberto

Conhecer seu conteConhecer seu conte úúdodo

Projetar sistemas Projetar sistemas úúteisteis

Esperar mudanEsperar mudan ççasas

Garantir qualidadeGarantir qualidade

Adotar padrõesAdotar padrões


MetadadosMetadados

� Um dado que possibilita a descrição ou definição de outro

� Padrões para Bibliotecas Digitais�� Dublin CoreDublin Core (DC)(DC)� Machine-Readable Cataloging (MARC)� Metadata Encoding and Transmission Specification

(METS)


Dublin CoreDublin Core

� Conjunto de metadados para descrever objetos digitais (1995)� 15 elementos


Open Open ArchivesArchives InitiativeInitiative

� Significa "aberto" do ponto de vista da arquitetura

� A base da iniciativa é o protocolo PMH� Protocol for Metadata Harvesting

� Utiliza o padrão Dublin Core

� Provedores de Dados (Data Providers)� Mantêm repositórios de metadados de documentos digitais

� Forma de expor os metadados de seus documentos

� Provedores de Serviços (Service Providers)� Oferecem buscas a metadados ou outros serviços

Provedor de DadosProvedor de DadosProvedorProvedor de de ServiServiççosos

Requisições (HTTP)

Metadados (XML)

Harvester

Metadados

RepositórioServiServiççoo

Metadados(documentos)


Open Open ArchivesArchives InitiativeInitiative

� Coleta baseada em data� Apenas metadados após data especificada

� Coleta baseadas em conjunto� Conjunto de registros


OAIOAI--PMHPMH

� Consiste de 6 requests (codificação em XML)� Identify

� Recupera as informações sobre o provedor de dados

� ListMetadataFormats� Recupera os formatos dos metadados

� GetRecord� Recupera um registro do repositório

� ListRecords� Coleta os metadados do repositório

� ListIdentifiers� Retorna apenas os cabeçalhos dos registros

� ListSets� Lista a estrutura do conjunto de um provedor de dados (árvore,

hierarquia)


Modelos Para Bibliotecas DigitaisModelos Para Bibliotecas Digitais

� Open Digital Library (Suleman and Fox, 2001)

� Abordagem 5S (Gonçalves et al., 2004)

� Modelo de Referência DELOS (Candela et al., 2007)


Open Digital Open Digital LibraryLibrary (ODL)(ODL)

� Define um arcabouço� Serviços

� Busca� Navegação� Recomendação

� Consulta local� Consulta em outras bases

Hussein Suleman(Virginia Tech)


ODLODL

ODL ODL -- UnionUnion

ODL ODL -- FilterFilter

ODL ODL -- SearchSearch

ODL ODL -- BrowseBrowse

ODL ODL -- RecentRecent

Combina metadados de mCombina metadados de m úúltiplas fontesltiplas fontes

Formata os metadados fora do padrãoFormata os metadados fora do padrão

Oferece funcionalidade de buscaOferece funcionalidade de busca

Fornece navegaFornece navega çção dirigida a categoriasão dirigida a categorias

Apresenta Apresenta úúltimos itens adicionadosltimos itens adicionados

Componentes do arcabouComponentes do arcabou çço ODLo ODL


ODLODL

Visão geral da arquiteturaVisão geral da arquitetura

União de metadados de diferentes fontesUnião de metadados de diferentes fontes

Componente de buscaComponente de busca


ODLODL

� Considerações� Utilização

� CITIDEL

� NDLTD� CSTC

� Vantagem� Simplicidade� Define um mínimo de serviços

� Desvantagem� Não define um processo


Abordagem 5SAbordagem 5S

� Define um arcabouço para modelagem de bibliotecas digitais através de 5 dimensões� Streams� Structures� Spaces� Scenarios� Societies

Marcos Gonçalves(UFMG)

Edward Fox(Virginia Tech)



Visão geral da abordagem 5SVisão geral da abordagem 5S

services

searchingbrowsing

indexing

hypertext


Processo de Modelagem com 5SProcesso de Modelagem com 5S

Processo de modelagem de umaProcesso de modelagem de umabiblioteca digital utilizando a abordagem 5Sbiblioteca digital utilizando a abordagem 5S


Linguagem 5SLLinguagem 5SL

� Necessidade de formalizar a abordagem 5S� São geradas definições para cada uma das dimensões definidas

� As dimensões são descritas como elementos XML

� Transformar os modelos 5S em elementos 5SL� Para utilizar a linguagem 5SL não é necessário

� Especialista em Engenharia de Software� Especialista em Ciência da Informação

� Deve-se ter uma idéia conceitual clara das necessidades da biblioteca digital

� Vantagens� Redução do trabalho do projetista

� Agilidade na fase de projeto

� Aumenta a qualidade da biblioteca digital construída


Ferramenta 5SGraphFerramenta 5SGraph

� Ferramenta visual� Permite modelagem utilizando a abordagem 5S e a

linguagem 5SL� Possibilita a criação de instâncias de um modelo para a

biblioteca digital que esta sendo projetada� Generalização/Especialização

� As saídas geradas pela ferramenta devem ser analisadas por especialistas� Podem ser complementadas

� São utilizadas como entradas para a ferramenta 5SLGen


Ferramenta 5SLGenFerramenta 5SLGen

� Ferramenta para transformar os modelos de scenarios e societies em código� O código pode ser utilizado para implementar a aplicação

correspondente

� Utiliza uma biblioteca de componentes que implementa operações básicas� Busca� Navegação

� Os componentes são inseridos no código gerado


5S5S


� BDBComp

� ETANA

� Vantagens� Define um processo sequencial

� Ferramentas auxiliares

� Prevê requisitos de qualidade� Reusabilidade

� Flexibilidade (exporta para UML)

� Desvantagem� O processo não apresenta o “como fazer”


DELOSDELOS

� Rede de excelência em bibliotecas digitais� Grupo formado por pesquisadores de alguns países

� Itália, Grécia, Reino Unido, Estados Unidos, Suíça

� Criaram o Modelo DELOS de referência de bibliotecas digitais

� Divulgado em dezembro de 2007� Buscou normatizar fundamentos comuns para melhorar

a compreensão e estimular a evolução da área� Utiliza diagramas UML para modelagem� Padrão OAI-PMH, Dublin Core


DELOSDELOS

Visão geral do modelo de referência DELOSVisão geral do modelo de referência DELOS

User


DELOSDELOS

� Content� Refere-se aos dados que a biblioteca disponibiliza aos

usuários� É um conceito genérico para agregar todas as formas de

objetos de informação� Compreende tanto objetos como metadados


DELOSDELOS

� User� Envolve todos os atores que interagem com a biblioteca

digital� User é um conceito genérico que inclui a representação e

gerenciamento de atores na biblioteca digital


DELOSDELOS

� Functionality� Encapsula todos os serviços que a biblioteca digital

oferece aos usuários� Prevê que uma biblioteca digital deve fornecer um

mínimo de funcionalidades� Registro de novos objetos� Busca

� Navegação

� Visam gerenciar as funções da biblioteca digital para assegurar que elas reflitam as necessidades dos usuários


DELOSDELOS

� Quality� Refere-se aos parâmetros que podem ser usados para

caracterizar e avaliar o conteúdo e o comportamento da biblioteca digital

� A qualidade deve ser medida pela satisfação dos usuários pelos serviços oferecidos

� Facilidade de navegação� Resposta satisfatória em buscas

� Agilidade no arquivamento

� Garantia de cumprimento das políticas� Acerto na recomendação


DELOSDELOS

� Policy� Representa o conjunto de condições, regras, termos e

regulamentações entre a biblioteca digital e usuários� Privacidade e confidencialidade de conteúdo

� Direitos autorais� Leis governamentais

� Deve suportar políticas internas e externas


DELOSDELOS

� Architecture� Refere-se ao “sistema de biblioteca digital”� Conjunto de partes que formam o sistema

� Funcionalidades� Usuários

� Base de dados

� Componentes de software e hardware


DELOSDELOS


� Não encontrado

� Vantagens� Desenvolvido por autoridades na área

� Prevê requisitos de qualidade

� Prevê um conjunto mínimo de serviços

� Desvantagens� Imaturidade

� Ausência de ferramentas de apoio


ComparaComparaçção Entre Modelosão Entre Modelos

XDefine um processo

XXContinuidade do modelo

XXMaturidade do modelo

XComponentes auxiliares

XXXPadrão OAI, XML e Dublin Core

XXXAmbiente web

DELOSDELOS5S5SODLODL


Visão Geral da TeseVisão Geral da Tese


ReferênciasReferências(Livros e tutoriais)(Livros e tutoriais)� Arms, W. Y. Digital Libraries. http://www.cs.cornell.edu/wya/DigLib/index.html� Candela, L. et al. The DELOS Digital Library Reference Model.

http://www.delos.info/files/pdf/ReferenceModel/DELOS_DLReferenceModel_0.98.pdf� Digital Library na Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Library� Dublin Core. http://dublincore.org� Fox, E.; Sornil, O. Digital Libraries. In: Ricardo Baeza-Yates and Berthier Ribeiro-Neto.

Modern Information Retrieval (415-432). Addison Wesley, 1999.� Heuser, C. A. Projeto de Banco de Dados. 6ª edição. Editora Bookman, 2008.� Lesk, M. Practical Digital Libraries. Morgan Kaufmann Publishers, 1997.� Lesk, M. Understanding Digital Libraries, Second Edition (The Morgan Kaufmann Series

in Multimedia and Information Systems). Morgan Kaufmann Publishers Inc., 2004.� Li, X.; Furht, B. Design and Implementation of Digital Libraries. In: Handbook of Internet

Computing, B. Furht, Ed. CRC Press, 2000.� Noy, N. F.; McGuinness, D. L. “Ontology Development 101: A Guide to Creating Your

First Ontology” (2001). http://protege.stanford.edu/publications/ontology_development/ontology101.html

� OAI. Open Archives Initiative. http://www.dlib.vt.edu/projects/OpenArchives� Procópio, E. Construindo Uma Biblioteca Digital. Edições Inteligentes, 2005.� Sowa, J. F. Guided Tour of Ontology. http://www.jfsowa.com/ontology/guided.htm� Witten, I. H.; Bainbridge, D. How to Build a Digital Library. The Morgan Kaufmann

Series in Multimedia Information and Systems.


ReferênciasReferências(Artigos cient(Artigos cientííficos)ficos)� Buchanan, G.; Bainbridge, D.; Don, K. J.; Witten, I. H. A New Framework for Building

Digital Library Collections. In Proceedings of the 5th ACM/IEEE Joint Conference onDigital Libraries, Denver, CO, USA, 2005.

� Fox, E. A.; Akscyn, R. M.; Furuta, R. K.; Leggett, J. J. Digital Libraries. Communications of the ACM, 38(4):22-28, 1995.

� Gonçalves, M. A.; Fox, E. A. 5SL - A Language for Declarative Specification andGeneration of Digital Libraries. In Proceedings of the Second ACM/IEEE JoinConference on Digital Libraries, Portland, Oregon, 263-272, 2002.

� Gonçalves, M. A.; Fox, E. A.; Watson, L. T.; Kipp, N. A. Streams, Structures, Spaces, Scenarios, Societies (5S): A Formal Model for Digital Libraries. ACM Transactions onInformation Systems, 22(2): 270-312, 2004.

� Laender, A. H. F.; Gonçalves, M. A.; Roberto, P. A. BDBComp: Building a Digital Library for the Brazilian Computer Science Community. Proceedings of the 4th ACM/IEEE-CS Joint Conference on Digital Libraries, Tuscon, AZ, USA, 2004.

� McCray, A.; Gallagher, M. Principles for Digital Library Development. Communications of the ACM, 44(5): 49-54, 2001.

� Waters, D. J. What Are Digital Libraries? Digital Library Information Resources in Berkeley Digital Library SunSite. CLIR Issues, n.4, July/August 1998.

Modelagem deModelagem deBibliotecas DigitaisBibliotecas Digitais

Cristiano Roberto Cervi

Orientadora: Profª. Dr. Renata GalanteCo-orientador: Prof. Dr. José Palazzo M. de Oliveira

Porto Alegre, julho de 2009

Universidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Informática – PPGC

Exame de Qualificação em Abrangência


Slides ComplementaresSlides Complementares



�� ““Bibliotecas digitais são compostas por coleBibliotecas digitais são compostas por coleçções de objetos digitais, ões de objetos digitais, como, por exemplo, documentos, imagens, vcomo, por exemplo, documentos, imagens, víídeos, mapas, etc., deos, mapas, etc., que oferecem servique oferecem serviçços aos seus usuos aos seus usuáários como pesquisa e rios como pesquisa e publicapublicaçção desses objetos.ão desses objetos.”” (Fox et al., 1995)

�� ““As bibliotecas digitais são as organizaAs bibliotecas digitais são as organizaçções que fornecem os ões que fornecem os recursos, incluindo a equipe especializada, para selecionar, recursos, incluindo a equipe especializada, para selecionar, estruturar, oferecer o acesso intelectual, interpretar, distribuestruturar, oferecer o acesso intelectual, interpretar, distribuir, ir, preservar a integridade e assegurar a persistência integral das preservar a integridade e assegurar a persistência integral das colecoleçções de trabalhos digitais, de modo que estejam prontamente e ões de trabalhos digitais, de modo que estejam prontamente e economicamente disponeconomicamente disponííveis para o uso por uma comunidade veis para o uso por uma comunidade definida ou conjunto de comunidades.definida ou conjunto de comunidades.”” (Waters, 1998)

� “Uma biblioteca digital pode ser definida como uma coleUma biblioteca digital pode ser definida como uma coleçção ão organizada de objetos digitais associada a um conjunto de serviorganizada de objetos digitais associada a um conjunto de serviçços os dispondisponííveis, visando atender necessidades de comunidades de veis, visando atender necessidades de comunidades de usuusuáários.rios.” (Gonçalves, 2004)


Premissas Para ModelagemPremissas Para Modelagem

� A modelagem de uma biblioteca digital envolve diversos aspectos relevantes� Tipos de dados

� Texto� Imagem

� Áudio

� Vídeo

� Banco de dados� Relacional

� Multimídia� Geográfico



� A modelagem de uma biblioteca digital envolve diversos aspectos relevantes� Forma de acesso

� Livre� Restrita

� Interface� Padrão� Personalizada

� Serviços disponíveis� Busca

� Navegação

� Auto-arquivamento� Personalização

� Recomendação



� A modelagem de uma biblioteca digital envolve diversos aspectos relevantes� Disposição física

� Standalone� Rede local

� Web

� Intranet

� Tipos de ambientes� Administrativo

� Usuário

� Direitos autorais


Modelo ERModelo ER

� Padrão para a modelagem conceitual de banco de dados

� É composto por três conceitos� Entidade� Atributo� Relacionamento

� Utilização� Indicação de dados e seus relacionamentos da forma

como percebidos no mundo real� Independência de detalhes de representação de SGBDs� Tradução para qualquer modelo de SGBD


UMLUML

� Unified Modeling Language� Linguagem de modelagem� Versão 2.0� 13 diagramas� Modelagem estática

� Casos de Uso, Classes, Objetos, Pacotes e Estrutura Composta

� Modelagem dinâmica� Atividades, Seqüência, Comunicação, Estados, Visão

Geral de Interação e Temporização

� Modelagem Arquitetural� Componentes e Implantação


OntologiaOntologia

�� ““Ontologia Ontologia éé a descria descriçção de conceitos e relacionamentos que ão de conceitos e relacionamentos que existem, para uma pessoa e para uma comunidade de existem, para uma pessoa e para uma comunidade de pessoas.pessoas.”” (Gruber, 1993)

�� ““Ontologia Ontologia éé o estudo de categorias de coisas que existem o estudo de categorias de coisas que existem ou podem existir em algum domou podem existir em algum domíínio.nio.”” (Sowa, 2005)

� Uma ontologia pode ser entendida como uma definição formal e explícita de conceitos com seus atributos, relações e restrições

� Utilização em bibliotecas digitais� Possibilita reuso de conhecimento do domínio� Separa o conhecimento do domínio do conhecimento

operacional� Proporciona análise do conhecimento do domínio

� Descreve o máximo possível sobre um determinado domínio


RDFRDF

� Resource Description Framework (Padrão W3C, de 1999)� Linguagem para representar informação na Internet� Modelo de dados com semântica formal� Utiliza o vocabulário URI e XML� Tem três componentes básicos

� Recurso� Qualquer coisa que pode conter um URI, incluindo as

páginas da web, assim como elementos de um documento XML

� Propriedade� Um recurso que tenha um determinado nome e possa ser

utilizado como uma propriedade� Indicação

� Combinação de um recurso, de uma propriedade e de um valor


MetadadosMetadados

� Melhor identificação sobre os dados� “Dados sobre os dados”� Um dado que possibilita a descrição ou definição

de outro� Permite a recuperação de informações de forma

mais eficiente� Padrões para Bibliotecas Digitais

�� Dublin CoreDublin Core (DC)(DC)� Machine-Readable Cataloging (MARC)� Metadata Encoding and Transmission Specification

(METS)


MetadadosMetadados

� Para distintas comunidades de usuários, o conceito de metadados é diferente� Bibliotecários

� Registros em um catálogo

� Cientistas da computação� Parte do projeto do banco de dados

� Esquemas relacionais

� Proporcionam interoperabilidade entre bibliotecas digitais� Conjunto mínimo de metadados

� Tipo de arquiteturas compatíveis

� Abertura para a criação de serviços de outras bibliotecas


Dublin Core Dublin Core –– representarepresentaçção em XMLão em XML

<metadata><dc:title>BDTC - Uma Biblioteca Digital para Trabalhos de Conclusão de Curso</dc:title><dc:creator>Manica, Edimar</dc:creator><dc:creator>Cervi, Cristiano Roberto</dc:creator><dc:creator>Dorneles, Carina Friedrich</dc:creator><dc:subject>Biblioteca Digital</dc:subject><dc:subject>Metadados</dc:subject><dc:publisher>VII Simpósio de Informática do Planalto Médio</dc:publisher><dc:date>2007-09-002</dc:date><dc:format>Arquivo PDF</dc:format><dc:language>Português</dc:language>

</metadata>


OAIOAI--PMH PMH –– representarepresentaçção em XMLão em XML


Exemplos de Bibliotecas DigitaisExemplos de Bibliotecas Digitais

� Alexandria Digital Library� http://www.alexandria.ucsb.edu

� Biblioteca Digital Brasileira de Computação� www.lbd.dcc.ufmg.br/bdbcomp

� Biblioteca Digital de Trabalhos de Conclusão� www.inf.upf.br/bibdig

� CiteSeer� http://citeseer.ist.psu.edu

� Etana� http://digbase.etana.org:8080/etana/servlet/Start

� The DBLP Computer Science Bibliography� http://www.informatik.uni-trier.de/~ley/db

� National Library of Canada Electronic Collection� http://www.nlc-bnc.ca/index-e.html

� The Collection of Computer Science Bibliographies� http://liinwww.ira.uka.de/bibliography/index.html



� Streams� Tipos de dados multimídia suportados

� Structures� Como a informação é estruturada e organizada

� Metadados� Bancos de dados

� Spaces� Modelam representações lógicas e operações sobre vários

componentes de uma biblioteca digital

� Descrevem a aparência das interfaces de usuário

� Scenarios� Fornece serviços aos usuários

� Societies� Diferentes comunidades envolvidas� Responsáveis pelos serviços e por sua utilização


Requirements Analysis Design Implementation Test

5S 5SLOO ClassesWorkflow Components

DLEvaluation

5SGraph 5SLGenFormalTheory/Metamodel

DL XMLLog


Código que define um stream, onde cada elemento define o tipo de conteúdo armazenado

Neste caso, o tipo é texto e o subtipo é XML


Código que define um stream, onde cada elemento define o tipo de conteúdo armazenado

Neste caso, o tipo é texto e o subtipo é XML

Representação de um registro OAI

Representação de Structures


Representação de Spaces


Representação de Societies


Representação de Scenarios


Processo de Modelagem com 5SProcesso de Modelagem com 5S

� Dividido em cinco etapas1) Levantamento de requisitos2) Transformação das instâncias dos modelos 5S

� Através da ferramenta 5SGraph� Obtenção de um modelo especificado pela linguagem 5SL

3) Análise do modelo especificado em 5SL� Por um especialista� Alterando de acordo com os requisitos

� dos usuários� dos serviços oferecidos

4) Utilização do modelo como entrada para a ferramenta 5SLGen� Gerar o esqueleto do código para implementar os serviços

5) Complementação do código para criar a aplicação


ConferênciasConferências

� Principais� JCDL - ACM and IEEE Joint Conference on Digital Libraries� ECDL - European Conference on Digital Libraries� ICSD - International Conference for Digital Libraries and the

Semantic Web� ICADL - International Conference on Asian Digital Libraries� EUDL - European Union Digital Library

� Relacionadas� SBBD – Simpósio Brasileiro de Banco de Dados� WebMedia – Simpósio Brasileiro de Sistemas Multimídia e Web� SIGIR - Special Interest Group on Information Retrieval

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