Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek

Präsentation zum Thema: "Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek"—  Präsentation transkript:

1 Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek
Von MILESS zu MyCoRe Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek Frank Lützenkirchen HochschulRechenZentrum der Universität Essen Universität Rostock

2 Intentionen und Ziele Lehr- und Lernmaterial ist vorhanden, aber
Ziele des MILESS Projektes: oft mühsam auffindbar, verstreut in der Hochschule Zentraler, einheitlicher Zugang für alle Fachbereiche, Suche und Navigation in einem homogenen System keine systematische Ordnung Sachliche, systematische Erschließung in bibliothekarischer Qualität, Integration der Bibliothek in den Dokumentenworkflow Universität Rostock

3 Intentionen und Ziele Lehr- und Lernmaterial ist
Ziele des MILESS Projektes: oft flüchtig, Verfügbarkeit nicht garantiert Archivierung und Sicherung, dauerhafte, zuverlässige Verfügbarkeit Pflege des Distributionssystems (Web-Server) aufwendig Zentrale Plattform zur Verteilung von Materialien Manipulationsgefahr, Urheberschutzprobleme Manipulationssicherheit, Digitale Signatur, Zugriffsschutz Elektronische Dissertationen Universität Rostock

4 Intentionen und Ziele Multimediales Material: Ziele in MILESS:
Verschiedenste Formate Unterstützung beliebiger Dateiformate Audio / Videomaterialien: Große Datenmengen Skalierbarkeit des Systems, Spezielle Audio-/Videosoftware "Zoo" verschiedener Systeme, verteilt über die Universität Schaffung einer Infrastruktur als nachhaltige, einheitliche Lösung Universität Rostock

5 Gemeinschaftsprojekt der zentralen Einrichtungen der Universität Essen
Hochschul- rechenzentrum Universitäts- bibliothek Medien- zentrum Fachbereiche Universität Rostock

6 Was ist MILESS? MILESS: Multimedialer Lehr- und Lernserver Essen
Genauer: Multimedialer Lehr- und Lernmittel-Server Nicht: E-Learning-System (Kursmanagement, Diskussionsforen, ...) Essener Digitale Bibliothek: Infrastruktur für die Universität Essen In Essen für Essen entwickelte Applikation, d .h. ursprünglich zugeschnitten auf Essener Anforderungen Dublin Core Datenmodell, XML-Schnittstellen, beliebige Dateitypen Benötigt IBM Content Manager, DB2 unter AIX / NT Java-Applikation bestehend aus Servlets, Applets Open Source unter GNU General Public License, nichtkommerziell Nachnutzung durch andere Universitäten erfolgreich, z. B. Leipzig (Bach Digital), Jena (Urmel), ca. ein Dutzend Installationen Zunehmende Flexibilisierung zur einfacheren Nachnutzung Teil der CampusSource Initiative NRW, Teil des MyCoRe Projekts Universität Rostock

7 MILESS als Digitale Bibliothek
Katalogsysteme: Integration auf Metadatenebene, nur Nachweis (Link) Keine Archivierung, keine wirkliche Verfügbarkeitsgarantie MILESS: Dokumente werden im System selbst gehalten: Einheit von Metadaten und Inhalten Verfügbarkeit der Inhalte kann garantiert werden Keine ungültigen Verweise Grundlage für zuverlässigen Einsatz in Vorlesung, Vor- und Nachbereitung, zur Schaffung von Zitierfähigkeit Archivierung und Sicherung, Zugriffs- und Manipulationsschutz Zusatzdienste werden vereinfacht oder erst ermöglicht, z. B. Suche im Volltext, ZIP-Generierung, später Bildsuche (QBIC), ... Universität Rostock

8 Systemkomponenten MILESS / CM
HTTP OPAC- System Web-Server Web-Browser Java Servlets: MILESS Server-Komponenten Java-Applet: MILESS Autoren-GUI HTML VideoCharger Server: Streaming von Audio/Video Daten (MPEG, ...) XML IBM Content Manager IBM 3494 Tape Library System Text Search Server: Volltext-Suche (Textindizes) Object Server: Dateien (PS, PDF, ...), zentral / dezentral Library Server: Metadaten (Titel, Autor, ...) IBM DB2 Datenbank TSM Server: Langzeit-Archivierung, HSM-Funktionalität Universität Rostock

9 Content Manager: Wesentliche Funktionen
Content Manager: Server-Komponenten mit DB2, TSM-Anbindung... Enterprise Information Portal: Client-Komponenten u. Text Search Verwaltung und Speicherung von Metadaten und Content Zentrale / dezentrale Object Server mit TSM Anbindung Parametrische Suche, vergleichbar mit Suche in relationaler DB Volltextsuche mit linguistischen Features Über EIP verteilte Suche mit Anbindung an andere Backends Programmier-Schnittstellen für Java, C++, C, ActiveX Funktionen für Benutzer- und Rechtemanagement Workflow-Funktionen Einfache Beispiel-Applikationen (flaches Karteikarten-Datenmodell) Administrations-Clients, ... (diese Liste ist nicht vollständig) Universität Rostock

10 MILESS Hardware-Basis in Essen
Internet via GWIN: 155 Mbit/s Anbindung an Gigabit Wissen-schaftsnetz RS/6000 SP mit mehreren Frames MILESS IBM DB2 Content Manager Objectserver Libraryserver Videoserver parallel batch parallel batch Mail-Server IMAP login services students Neuer Video-Server login services staff TSM Serial batch Uni Essen Campus Netzwerk Gigabit Ethernet Web CMS DB and WWW Services Scalable POWERParallel Switch SCSI SSA Online Plattenpool (ca 800 GB) 3494-C2A 3494-L10 3494-D12 172 GB SSA- Raid RAID RAID Ca. 800 Band- lager- fächer 3590 3590 30 GB In 2002: SAN-Lösung mit NAS-Gateway, ca. 1,6 TB Nutzspeicher 0,8 TB Copy-Speicher 30 GB In 2002: Neue Tape-Library mit zunächst ca. >= 100 TB 3490 3490 3590 3590 58 GB SSA 58 GB SSA 36 GB SSA 172 GB SSA- Raid IBM 3494 Tape Library (derzeit 12 TB) Universität Rostock

11 Content Manager: Stärken und Schwächen (subjektiv)
Integrierte Verwaltung von Metadaten und Content Hohe Skalierbarkeit: Millionen von Items, verteilte Komponenten Automatisierte Anbindung an TSM-Server: Automatische Auslagerung von Objekten auf Band anhand zu definierender Policies wie z. B. Plattenplatz, Häufigkeit der Zugriffe Integration des IBM VideoCharger Server: Streaming von Audio-/Videodateien grossen Umfangs (MPEG2...) Content Manager ist ein IBM Produkt: Integration in IBM/AIX/TSM Systemumgebung des HRZ Der Anbieter wird nicht so schnell von der Bildfläche verschwinden Werkzeugkasten, keine fertige Applikation Version 7.1: Möglichkeiten der Metadatenmodellierung eingeschränkt Version 8: Hierarchische Metadatenmodelle, neue Systemarchitektur Universität Rostock

12 MILESS Software-Architektur
Datenmodell Java-Klassen: Dokumente Personen Klassifikationen Kategorien Derivate Dateien und ihre Beziehungen untereinander MILESS Autoren-GUI (Java Applet): Inhalte einbringen und bearbeiten MILESS HTML-Seiten: Inhalte suchen und anzeigen, durch den Bestand navigieren B R O W S E MILESS Java Servlets: Ablaufsteuerung, Generierung von HTML-Seiten, Login W E B - S R V MILESS Java Persistenz-Layer: MILESS Objekte erzeugen, lesen, ändern, löschen, suchen C M IBM Enterprise Information Portal / Content Manager API (C, C++, Java, ...) Universität Rostock

13 Deutsche Bibliothek: Elektronische Dissertationen
MILESS Datenmodell Dokumentenmodell ist Umsetzung des Dublin Core Element Set: Creator, Publisher, Contributor, Title, Subject, Description, Source, Coverage, Rights, Type, Format, Date, Language, ... Ergänzt um Modell für Personen / Körperschaftsdaten: Personen, Namensformen, Kontaktinformationen, ... Ergänzt um Modell für Dokumenten-Derivate und Dateien Ein Dokument in verschiedenen Formaten (HTML, PS, PDF, ...) Metadatensatz ist abgestimmt auf / mit Deutsche Bibliothek: Elektronische Dissertationen Universität Rostock

14 Datenmodell und Funktionalität
Bis zu 30 Autoren, Herausgeber, Beitragende (Übersetzer, ...) je Dokument Personen- / Körperschaftsdaten Unterstützung mehrerer Namensformen je Person, z. B. für verschiedene Schreibweisen, Nachname nach u. vor Heirat... L/M/R-trunkierte Suche Mehrere Kontakte (dienstl., privat) Mehrere - und Web- Adressen, Telefon, Telefax, Anschriften je Kontakt Universität Rostock

15 Datenmodell und Funktionalität
Freie Stichwörter / Schlagwörter Unterstützung beliebiger hierarchischer Fachklassifikationen Mehrfachzuordnung, parallele Verwendung mehrer Klassifikationen Exakte Suche nach bestimmten Kategorien Volltextsuche (Wörter, Phrasen) nach Kategorien und Stichwörtern Universität Rostock

16 Datenmodell und Funktionalität
Klassifikations- bäume können in MILESS integriert geladen werden Navigation durch die Hierarchie, Suche in der Hierarchie Volltextsuche im Klassifikationssystem zum Auffinden von Kategorien ( z. B. PACS: ca Kategorien ) Universität Rostock

17 Navigation durch Klassifikationsbäume
Universität Rostock

18 Datenmodell und Funktionalität
Ein Dokument kann in mehreren Formaten (Derivate) vorliegen Medientyp: Grobeinordnung, Formate: Genauere Angabe Derivat kann in MILESS archiviert oder auch nur URL sein Unterstützung beliebiger Dateiformate (erweiterbare Liste) Beibehaltung der Verzeichnishierarchie des Derivates Integrierter Verweis auf Plug-In‘s, Anzeige Umfang Generierung von zip-Archiven on the fly Universität Rostock

19 Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken
Universität Rostock

20 Ergebnisliste Universität Rostock

21 Dokumenten-Metadaten
Universität Rostock

22 Applet für Autoren: Einstellen / Ändern
Universität Rostock

23 Dissertation in verschiedenen Formaten
Universität Rostock

24 Java- oder Shockwave-Animationen
Universität Rostock

25 Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet
Universität Rostock

26 Ausgabe via XML / XSL-Stylesheets
Universität Rostock

27 Video-Storyboard via XSL-Stylesheet
Universität Rostock

28 Video-Storyboard, XML-Darstellung
Universität Rostock

29 Video-Storyboard, Bearbeitung mit Storyboard-Servlet
Universität Rostock

30 MILESS Weiterentwicklung: Online Digital Video Archive
IBM Shared University Research Grant im Dezember 1999: Hard-/Software und Service zum Ausbau Richtung Video DFG-Projekt ”Verteilte Digitale Video/Audio-Bibliothek" Uni Essen (HRZ, UB, MZ) und FSU Jena (URZ, THULB): - Projekt seit Mitte 2001, Laufzeit 2 Jahre - Transparente, gemeinsame Nutzung von digitalem Videomaterial - Erschliessung der Struktur von Videos: Szenen-Erkennung, Storyboard-Generierung - Transcoding für verschiedene Bandbreiten - Erweiterung der Recherchemöglichkeiten z. B. durch Volltextindizierung der Audio-Spur nach Spracherkennung Universität Rostock

31 Verteilte Digitale Audio-/Video-Bibliothek
MILESS System Universität Essen Metadaten Texte Storyboard Digitales Videoarchiv Digitaliserung Analoges Videoarchiv Transcodierung, Strukturelle Erschließung MILESS- basiertes System FSU Jena Metadaten Texte Storyboard Digitales Videoarchiv Digitalisierung Analoges Videoarchiv Transcodierung, strukturelle Erschließung FSU Jena Legende: existierende Arbeitsgebiete neue Arbeitsgebiete im Projekt Universität Essen VerteilteSuche im Online Digital Audio/Video-Archive Universität Rostock

32 Generierung eines Storyboards
Digitalisiertes Video (MPEG2/MPEG1 etc.) 03:20 04:14 04:15 05:10 Scene change detection / Keyframe extraction 03: :14 04: :10 Storyboard im XML-Format + Keyframes im JPEG-Format Universität Rostock

33 Spracherkennung der Audio-Spur
Digitalisiertes Video (MPEG2/MPEG1 etc.) 03:20 04:14 04:15 05:10 Spracherkennungssoftware ...fand heute in Warnemünde ein Vortrag zum Thema Digitale III Bibliotheken statt. Der Nutzer kann von seinem PC aus... 03: :14 04: :10 Storyboard im XML-Format ergänzt um erkannten Text aus Audio-Spur Universität Rostock

34 Videodokument in der digitalen Bibliothek
Streaming des gesamten Videos oder einzelner Szenen Präsentation über Stylesheets: Visuelles Storyboard GUI zur Bearbeitung: Annotation von Szenen, Aufteilung der Szenen ändern Metadaten: Titel, Autor, ... Storyboard mit Text XML Bilder der Szenen JPEG Digitales Video MPEG4, Quicktime, ... Volltextindizierung für Suche Transcoding für verschiedene Bandbreiten Universität Rostock

35 MyCoRe: Entstehung und Ziele
Essener Lösung „MILESS“ ist spezialisiert auf die Essener Anforderungen (z. B. in Datenmodell, Graphische Oberflächen) „MILESS Community“ der Nachnutzer brachte zusätzliche Anforderungen, Flexibilisierungswünsche, neue Anwendungsgebiete ein Daher, ausgehend von MILESS, gemeinsame Entwicklung eines flexiblen, anpassbaren Software-Kerns („core“) zur Erstellung von digitalen Bibliothekssystemen / Archivlösungen (allgemein „Content Repositories“ -> CoRe), für verschiedene Backend-Datenbanken, unter anderem IBM Content Manager Entwicklung als Open Source auf Java-Basis unter GNU GPL Kern, ergänzt um Anpassungen und Erweiterungen, bildet jeweils eine lokale Lösung, z. B. für Münzsammlung, Papyri-Archiv, ... Universität Rostock

36 MyCoRe: Projektbeteiligte
Universität Essen: Rechenzentrum, Bibliothek, Medienzentrum Universität Jena: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Leipzig: Rechenzentrum Universität Münster: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Halle: Rechenzentrum, Bibliothek Universität Freiburg: Rechenzentrum Universität Rostock: Rechenzentrum, Bibliothek, Informatik Prof. Heuer Universität Bonn: Rechenzentrum Universität Greifswald: Rechenzentrum Universität Hamburg. Rechenzentrum, Bibliothek GWDG Göttingen mit Bayerischer Staatsbibliothek München Universität Uppsala / Louisiana Tech University: Architectural History IBM Deutschland: Content Manager Gruppe, Forschung & Lehre Weitere potentielle Beteiligte / interessierte zukünftige Nutzer / Kontakte Potsdam, HU Berlin, Düsseldorf, Bochum, Mainz, BASF Ludwigshafen, ... Universität Rostock

37 MyCoRe: Organisation Einzelne Mitglieder übernehmen Weiterentwicklung bestimmter Funktionsbereiche: Analyse, Design, Implementierung usw. Gemeinsame Arbeitsumgebung für die Software-Entwickler (Entwicklungsrechner in Essen, CVS-Repository zur Code-Verwaltung, zentraler Web-Server, Mailing-Liste): Teilkomponenten werden hier entwickelt und zusammengeführt Architecture Board (5 Pers.) koordiniert gemeinsame Entwicklung, einigt sich auf zu verwendende Standards, Richtlinien, Schnittstellen, sammelt Anforderungen aller Mitglieder, stellt Integrationsfähigkeit der Teile sicher etc. IBM-Support: gemeinsam, über einen Koordinator kanalisiert Finanzierung: Meist Eigenmittel Universität / Land, wenige aus DFG-Projekten, derzeit Bemühung um breitere Förderung (DFG) Universität Rostock

38 Quellcode-Verwaltung über CVS Repository
Universität Rostock

39 MyCoRe: Arbeitsteilige Implementierung
Essen: Unterstützung hierarchischer Fachklassifikationen, Systeminterne Dateiverwaltung, Videofunktionen, Editoren Münster und Rostock: Verteilte Suche, Schnittstelle für Open Archives Initiative, Z39.50 Jena und Leipzig: Flexibilisierung des Metadatenmodells (Dokumente, Personen) Freiburg: Benutzer- und Rechteverwaltung Göttingen: Workflow-Funktionen Bonn: Aufbau einer Support-Struktur IBM: HowTo-Support, Link zum Entwicklungslabor Universität Rostock

40 MyCoRe: Einsatzgebiete
Essen, Jena: Verteilte Digitale Audio-/Video-Bibliothek Freiburg: Sammlung Salvator Rosa, Handschriften Raimundus Lullus, Videosammlung der Bibliothek, Altrömische Münzen GWDG Göttingen, Bayer. Staatsbibliothek München: Publikations- und Redaktionssystem Geschichte (Frühe Neuzeit) Jena, Leipzig: Digitalisierung historisches Universitätsarchiv Jena, Leipzig, Halle: Papyri-Sammlung Rostock: Mecklenburgische Jahrbücher, Schreiberhände, ... Uppsala, Louisiana: Repository mit Material zur Architekturgeschichte, Anbindung an Online-Lernumgebung Bonn: Beethoven-Archiv Leipzig: Bach Digital Alle: Lokaler Digitaler Dokumentenserver der Universität Universität Rostock

41 MyCoRe: Eine wachsende Gemeinschaft
Quelle: IBM Deutschland Universität Rostock

42 Digitale Bibliothek - Lehr- und Lernplattform
Digitale Multimediale Bibliothek Lehrmaterial, Metadaten Suche in Metadaten, inhaltsbasierte Suche in Text, Bild, Video Systematische Erschliessung, Anbindung an externe Quellen Audio-/Video-Streaming, ... Archivierung, Backup Konvertierung, Transcoding, Versionsmanagement E-Learning Plattform Lernender Benutzer, Lernprozess Führung durch Lerninhalte Kursmanagement Interaktive Tests, Gradebook Verwaltung der Studenten Terminkalender, Ankündigungen Kommunikation: Foren, Chat Schnittstellen, Services Universität Rostock

43 Learning Management System in SCORM
Quelle: SCORM Dokumentation Universität Rostock

44 Projekt KUPFER: Klausur- und Prüfungsvorbereitung
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) Universität Rostock

45 Projekt KUPFER: Überblick
Entwicklung interaktiver Module für die Klausur- und Prüfungsvorbereitung Beteiligte Fachgebiete des FB 10 der Universität Essen: Institut für Massivbau Institut für Mechanik Institut für Stadtplanung+Städtebau (Koordination) Institut für Verkehrswesen und Verkehrsbau Programmierung: Firma Scolaware Hosting / Repository: MILESS – Die Essener Digitale Bibliothek Universität Rostock

46 Projekt KUPFER: Zusammenarbeit mit MILESS
Sammlung klausurtypischer Aufgaben zur Prüfungsvorbereitung Interaktive Bearbeitung der Aufgabe mit Feedback und Hilfe vom System Online-Version in MILESS, Offline-Version auf CD-ROM Aufgabe wird in XML-Datei beschrieben: Aufgabenstellung, Lösungsschritte, Hilfetexte, Bearbeitungszeit, Punkte, ... Zusätzliche Dateien je Aufgabe: Grafiken, HTML, Audio, Video Aufgabe ist Dokument in der Digitalen Bibliothek MILESS Querverweise zu anderen Dokumenten (Skripte, Videos, Animationen, ...) Arbeitsteilung MILESS: Suche nach Aufgaben Navigation durch Fachgebiete / Klassifikationen Streaming von Audio- / Video, Archivierung, Zugriffsschutz, ... Arbeitsteilung KUPFER: Editoren für verschiedene Aufgabentypen Darstellungsmodule für verschiedene Aufgabentypen Zusammenstellen und Durchführen einer Probeklausur Universität Rostock

47 Projekt KUPFER: Module für Aufgabentypen
Tabellenmodul: Verarbeitet Aufgaben mit den Antworttypen Zahl, Multiple-Choice und Stichworten Grafikmodul: Ermöglicht die Beschriftung bzw. Ergänzung von vorgegebenen Grafiken sowie das Erstellen eigener Zeichnungen Mechanikmodul: Interaktive Aufbereitung statischer Systeme mit den dazugehörigen Informationen (Kräftegleichgewicht, Schnittgrößen) Städtebaumodul: Interaktive Umsetzung eines städtebaulichen Gestaltungsplanes (Plazieren von diversen vordefinierten Elementen wie z.B. Häusern, Straßen etc.). Universität Rostock

48 Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) Universität Rostock

49 Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) Universität Rostock

50 Projekt KUPFER: Graphischer Editor für Aufgaben
Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) Universität Rostock

51 Projekt KUPFER: Bearbeitungsmodi für Aufgaben
Klausurmodus: Keine Hilfestellung, begrenzte Bearbeitungszeit Hilfemodus: Deklarative und prozedurale Hilfestellungen in Textform sowie Links zu online verfügbaren Informationsquellen können bei Bedarf aufgerufen werden Schritt-für-Schritt Modus: Der Anwender wird schrittweise durch die Aufgabe geführt. Die Hilfestellungen stehen ebenfalls zur Verfügung. Universität Rostock

52 MILESS und Lehr- und Lernumgebungen
MILESS ist Teil der CampusSource Initiative NRW: Kooperation mit CampusSource-Partnern und anderen Partnern zur Schaffung von Schnittstellen zwischen Digitaler Bibliothek und E-Learning-Umgebungen Universität Rostock

53 OpenUSS (CampusSource NRW): E-Learning-Plattform der Universität Münster
Universität Rostock

54 OpenUSS Installationen: Application Service Provider
Quelle: OpenUSS Dokumentation Universität Rostock

55 OpenUSS Implementierung: Enterprise Java Beans / Servlets
Quelle: OpenUSS Dokumentation Universität Rostock

56 OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components
Quelle: OpenUSS Dokumentation Universität Rostock

57 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Universität Rostock