Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek Von MILESS zu MyCoRe Multimediale Lehr- und Lernmittel in der Digitalen Bibliothek http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/ Frank Lützenkirchen HochschulRechenZentrum der Universität Essen 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

Gemeinschaftsprojekt der zentralen Einrichtungen der Universität Essen Hochschul- rechenzentrum Universitäts- bibliothek http://miless.uni-essen.de/ Medien- zentrum Fachbereiche 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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), ... 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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) 10.07.2002 Universität Rostock

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 email services students Neuer Video-Server login email 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) 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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, ...) 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 E-Mail- und Web- Adressen, Telefon, Telefax, Anschriften je Kontakt 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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. 2900 Kategorien ) 10.07.2002 Universität Rostock

Navigation durch Klassifikationsbäume 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken 10.07.2002 Universität Rostock

Ergebnisliste 10.07.2002 Universität Rostock

Dokumenten-Metadaten 10.07.2002 Universität Rostock

Applet für Autoren: Einstellen / Ändern 10.07.2002 Universität Rostock

Dissertation in verschiedenen Formaten 10.07.2002 Universität Rostock

Java- oder Shockwave-Animationen 10.07.2002 Universität Rostock

Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet 10.07.2002 Universität Rostock

Ausgabe via XML / XSL-Stylesheets 10.07.2002 Universität Rostock

Video-Storyboard via XSL-Stylesheet 10.07.2002 Universität Rostock

Video-Storyboard, XML-Darstellung 10.07.2002 Universität Rostock

Video-Storyboard, Bearbeitung mit Storyboard-Servlet 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

Generierung eines Storyboards Digitalisiertes Video (MPEG2/MPEG1 etc.) 03:20 04:14 04:15 05:10 Scene change detection / Keyframe extraction 03:20 - 04:14 04:15 - 05:10 Storyboard im XML-Format + Keyframes im JPEG-Format 10.07.2002 Universität Rostock

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... 03:20 - 04:14 04:15 - 05:10 Storyboard im XML-Format ergänzt um erkannten Text aus Audio-Spur 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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, ... 10.07.2002 Universität Rostock

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, ... 10.07.2002 Universität Rostock

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) 10.07.2002 Universität Rostock

Quellcode-Verwaltung über CVS Repository 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

MyCoRe: Eine wachsende Gemeinschaft Quelle: IBM Deutschland 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

Learning Management System in SCORM Quelle: SCORM Dokumentation 10.07.2002 Universität Rostock

Projekt KUPFER: Klausur- und Prüfungsvorbereitung Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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 10.07.2002 Universität Rostock

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.). 10.07.2002 Universität Rostock

Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) 10.07.2002 Universität Rostock

Projekt KUPFER: Präsentation einer Aufgabe Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) 10.07.2002 Universität Rostock

Projekt KUPFER: Graphischer Editor für Aufgaben Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein) 10.07.2002 Universität Rostock

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. 10.07.2002 Universität Rostock

MILESS und Lehr- und Lernumgebungen MILESS ist Teil der CampusSource Initiative NRW: http://www.campussource.de/ Kooperation mit CampusSource-Partnern und anderen Partnern zur Schaffung von Schnittstellen zwischen Digitaler Bibliothek und E-Learning-Umgebungen 10.07.2002 Universität Rostock

OpenUSS (CampusSource NRW): E-Learning-Plattform der Universität Münster 10.07.2002 Universität Rostock

OpenUSS Installationen: Application Service Provider Quelle: OpenUSS Dokumentation 10.07.2002 Universität Rostock

OpenUSS Implementierung: Enterprise Java Beans / Servlets Quelle: OpenUSS Dokumentation 10.07.2002 Universität Rostock

OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components Quelle: OpenUSS Dokumentation 10.07.2002 Universität Rostock

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/ luetzenkirchen@hrz.uni-essen.de heuer@informatik.uni-rostock.de 10.07.2002 Universität Rostock