Modelagem de Bibliotecas Digitais

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1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática PPGC Exame de Qualificação em Abrangência Modelagem de Bibliotecas Digitais Cristiano Roberto Cervi Orientadora: Profª. Dr. Renata Galante Co-orientador: Prof. Dr. José Palazzo M. de Oliveira Porto Alegre, julho de 2009

2 Roteiro Introdução Fundamentos de Bibliotecas Digitais Modelos para a Construção de Bibliotecas Digitais Comparação Entre os Modelos Visão Geral da Tese Referências Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 2/40

3 Introdução Ciência da Informação BIBLIOTECAS DIGITAIS Ciência da Computação Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 3/40

4 Introdução Usuários Uma biblioteca digital pode ser definida como uma coleção organizada de objetos digitais associada a um conjunto de serviços disponíveis, visando atender necessidades de comunidades de usuários rios. (Gonçalves, 2004) Serviços Objetos Digitais Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 4/40

5 Introdução Arquitetura Políticas Qualidade Interface Padrões Serviços Metadados Base de Dados Conteúdo Funcionalidades Comunidades Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 5/40

6 Introdução Possui ligação com várias áreas da Computação Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 6/40

7 Vantagens 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 7/40

8 Princípios para o Desenvolvimento de Bibliotecas 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 Alexa McCray (Harvard) Projetos de conversão de objetos digitais Projetos em que os objetos foram criados digitalmente Projetos de ambos os tipos Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 8/40

9 Princípios para o Desenvolvimento de Bibliotecas Digitais Adotar padrões Garantir qualidade Esperar mudanças as Projetar sistemas úteis Conhecer seu conteúdo Assegurar o acesso aberto Envolver as pessoas certas Se preocupar com a persistência Automatizar sempre que possível Estar ciente sobre o direito dos dados Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 9/40

10 Metadados Um dado que possibilita a descrição ou definição de outro Padrões para Bibliotecas Digitais Dublin Core (DC) Machine-Readable Cataloging (MARC) Metadata Encoding and Transmission Specification (METS) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 10/40

11 Dublin Core Conjunto de metadados para descrever objetos digitais (1995) 15 elementos Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 11/40

12 Open Archives Initiative 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 Serviço Metadados Harvester Requisições (HTTP) Repositório Metadados (documentos) Provedor de Serviços Metadados (XML) Provedor de Dados Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 12/40

13 Open Archives Initiative Coleta baseada em data Apenas metadados após data especificada Coleta baseadas em conjunto Conjunto de registros Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 13/40

14 OAI-PMH 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) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 14/40

15 Modelos Para Bibliotecas Digitais Open Digital Library (Suleman and Fox, 2001) Abordagem 5S (Gonçalves et al., 2004) Modelo de Referência DELOS (Candela et al., 2007) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 15/40

16 Open Digital Library (ODL) Define um arcabouço Serviços Busca Navegação Recomendação Consulta local Consulta em outras bases Hussein Suleman (Virginia Tech) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 16/40

17 ODL ODL - Union Combina metadados de múltiplas m fontes ODL - Filter Formata os metadados fora do padrão ODL - Search Oferece funcionalidade de busca ODL - Browse Fornece navegação dirigida a categorias ODL - Recent Apresenta últimos itens adicionados Componentes do arcabouço o ODL Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 17/40

18 ODL Visão geral da arquitetura Componente de busca União de metadados de diferentes fontes Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 18/40

19 ODL Considerações Utilização CITIDEL NDLTD CSTC Vantagem Simplicidade Define um mínimo de serviços Desvantagem Não define um processo Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 19/40

20 Abordagem 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) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 20/40

21 Abordagem 5S services indexing browsing searching hypertext Visão geral da abordagem 5S Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 21/40

22 Processo de Modelagem com 5S Processo de modelagem de uma biblioteca digital utilizando a abordagem 5S Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 22/40

23 Linguagem 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 23/40

24 Ferramenta 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 24/40

25 Ferramenta 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 25/40

26 5S Considerações Utilização 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 26/40

27 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 27/40

28 DELOS User Visão geral do modelo de referência DELOS Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 28/40

29 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 29/40

30 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 30/40

31 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 31/40

32 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 32/40

33 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 33/40

34 DELOS 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 34/40

35 DELOS Considerações Utilização 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 35/40

36 Comparação Entre Modelos ODL 5S DELOS Ambiente web X X X Padrão OAI, XML e Dublin Core X X X Define um processo X Componentes auxiliares X Maturidade do modelo X X Continuidade do modelo X X Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 36/40

37 Visão Geral da Tese Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 37/40

38 Referências (Livros e tutoriais) Arms, W. Y. Digital Libraries. Candela, L. et al. The DELOS Digital Library Reference Model. Digital Library na Wikipedia. Dublin Core. Fox, E.; Sornil, O. Digital Libraries. In: Ricardo Baeza-Yates and Berthier Ribeiro-Neto. Modern Information Retrieval ( ). Addison Wesley, Heuser, C. A. Projeto de Banco de Dados. 6ª edição. Editora Bookman, Lesk, M. Practical Digital Libraries. Morgan Kaufmann Publishers, Lesk, M. Understanding Digital Libraries, Second Edition (The Morgan Kaufmann Series in Multimedia and Information Systems). Morgan Kaufmann Publishers Inc., Li, X.; Furht, B. Design and Implementation of Digital Libraries. In: Handbook of Internet Computing, B. Furht, Ed. CRC Press, Noy, N. F.; McGuinness, D. L. Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology (2001). OAI. Open Archives Initiative. Procópio, E. Construindo Uma Biblioteca Digital. Edições Inteligentes, Sowa, J. F. Guided Tour of Ontology. Witten, I. H.; Bainbridge, D. How to Build a Digital Library. The Morgan Kaufmann Series in Multimedia Information and Systems. Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 38/40

39 Referências (Artigos científicos) 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 on Digital Libraries, Denver, CO, USA, Fox, E. A.; Akscyn, R. M.; Furuta, R. K.; Leggett, J. J. Digital Libraries. Communications of the ACM, 38(4):22-28, Gonçalves, M. A.; Fox, E. A. 5SL - A Language for Declarative Specification and Generation of Digital Libraries. In Proceedings of the Second ACM/IEEE Join Conference on Digital Libraries, Portland, Oregon, , 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 on Information Systems, 22(2): , 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, McCray, A.; Gallagher, M. Principles for Digital Library Development. Communications of the ACM, 44(5): 49-54, Waters, D. J. What Are Digital Libraries? Digital Library Information Resources in Berkeley Digital Library SunSite. CLIR Issues, n.4, July/August Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 39/40

40 Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Informática PPGC Exame de Qualificação em Abrangência Modelagem de Bibliotecas Digitais Cristiano Roberto Cervi Orientadora: Profª. Dr. Renata Galante Co-orientador: Prof. Dr. José Palazzo M. de Oliveira Porto Alegre, julho de 2009

41 Slides Complementares Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 41/40

42 Introdução Bibliotecas digitais são compostas por coleções de objetos digitais, como, por exemplo, documentos, imagens, vídeos, v mapas, etc., que oferecem serviços aos seus usuários como pesquisa e publicação desses objetos. (Fox et al., 1995) As bibliotecas digitais são as organizações que fornecem os recursos, incluindo a equipe especializada, para selecionar, estruturar, oferecer o acesso intelectual, interpretar, distribuir, ir, preservar a integridade e assegurar a persistência integral das coleções de trabalhos digitais, de modo que estejam prontamente e economicamente disponíveis para o uso por uma comunidade definida ou conjunto de comunidades. (Waters, 1998) Uma biblioteca digital pode ser definida como uma coleção organizada de objetos digitais associada a um conjunto de serviços disponíveis, visando atender necessidades de comunidades de usuários. rios. (Gonçalves, 2004) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 42/40

43 Premissas 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 43/40

44 Premissas Para Modelagem 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 44/40

45 Premissas Para Modelagem A modelagem de uma biblioteca digital envolve diversos aspectos relevantes Disposição física Standalone Rede local Web Intranet Tipos de ambientes Administrativo Usuário Direitos autorais Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 45/40

46 Modelo 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 46/40

47 UML Unified Modeling Language Linguagem de modelagem Versão 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 47/40

48 Ontologia Ontologia é a descrição de conceitos e relacionamentos que existem, para uma pessoa e para uma comunidade de pessoas. (Gruber, 1993) Ontologia é o estudo de categorias de coisas que existem ou podem existir em algum domínio. 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 48/40

49 RDF 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 49/40

50 Metadados 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 Core (DC) Machine-Readable Cataloging (MARC) Metadata Encoding and Transmission Specification (METS) Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 50/40

51 Metadados 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 51/40

52 Dublin Core representação 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> </dc:date> <dc:format>arquivo PDF</dc:format> <dc:language>português</dc:language> </metadata> Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 52/40

53 OAI-PMH representação em XML Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 53/40

54 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 54/40

55 Exemplos de Bibliotecas Digitais Alexandria Digital Library Biblioteca Digital Brasileira de Computação Biblioteca Digital de Trabalhos de Conclusão CiteSeer Etana The DBLP Computer Science Bibliography National Library of Canada Electronic Collection The Collection of Computer Science Bibliographies Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 55/40

56 Abordagem 5S Streams Tipos de dados multimídia suportados Structures Como a informação é estruturada e organizada Spaces Metadados Bancos de dados 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 56/40

57 Formal Theory/ Metamodel 5S 5SGraph 5SL 5SLGen OO Classes Workflow Components DL XML Log DL Evaluation Requirements Analysis Design Implementation Test Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 57/40

58 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 58/40

59 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 59/40

60 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 Structures Representação de um registro OAI Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 60/40

61 Representação de Spaces Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 61/40

62 Representação de Societies Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 62/40

63 Representação de Scenarios Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 63/40

64 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 64/40

65 Processo de Modelagem com 5S Dividido em cinco etapas 1) Levantamento de requisitos 2) 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 65/40

66 Conferências 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 Cristiano Roberto Cervi Exame de qualificação em abrangência PPGC UFRGS 66/40