Создание и применение в библиотечной практике корпоративной технологии на базе протокола Z39/50

Актуальность темы

Предоставление читателям информации из всех доступных источников, как печатных, так и электронных, является одной из основных задач современных библиотек. Практически во всех библиотеках электронные каталоги заменили карточные, читатели имеют доступ к электронным изданиям и базам данных. Интенсивное развитие информационных и телекоммуникационных технологий и открытых стандартов явилось технологической основой создания библиотечных корпораций, широкое распространение которых происходит во всем мире в последнее десятилетие [7, 8, 9]. Для читателей библиотечные корпорации предоставляют такие новые возможности, как поиск в виртуальном сводном каталоге, объединяющем информационные ресурсы участников корпорации, доступ к полнотекстовым документам из виртуального сводного каталога, заказ оцифрованных документов через службу электронной доставки, доступ к подписным базам данных и полнотекстовым изданиям, получаемым на основе корпоративного комплектования [17, 18]. Для сотрудников библиотек корпоративные технологии дают возможности сократить рутинные операций и существенно снизить трудоемкость и затраты за счет использования технологии каталогизации путем заимствования записей.

Современные технические решения позволяют любой крупной библиотеке создавать и поддерживать собственные поисковые Интернет-порталы, использующие доступ к ресурсам библиотечных корпораций на основе протокола 239.50, с целью более полного удовлетворения запросов поиска и получения информации для своей читательской аудитории. В зависимости от профиля библиотеки и назначения поискового портала число каталогов, входящих в виртуальный сводный каталог, может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен. Несмотря на очевидные преимущества распределенной информационной системы, время обработки поисковых запросов в ней может существенно превышать значения, получаемые при поиске в системах, использующих предварительную индексацию документов, например Google. Это обстоятельство создает ситуацию, когда задержки при обработке поисковых запросов через порталы библиотечных корпораций, а также значительный объем информации, выдаваемой на экран при поиске по большому числу источников, препятствуют полноценному использованию корпоративных библиотечных порталов [74].

Начавшийся поиск путей решения этой проблемы привел к идее создания целевых поисковых групп, сужающих охват информационных источников на основе тематических и географических критериев [105]. Такие решения реализованы, например, на портале Ассоциации российских библиотечных консорциумов (АРБИКОН) (http://www.arbicon.ru) .

Однако большинство поисковых порталов библиотечных корпораций, использующих решения на основе протокола Z39.50, не в полной мере используют его функциональные возможности, обеспечивающие параллельность обработки пользовательских запросов и представления результатов поиска, что приводит к возникновению значительных временных задержек при поиске по большому числу информационных источников.

В связи с этим возникла потребность на базе портала корпоративной сети московских библиотек исследовать причины возникновения задержек при поиске по группе серверов Z39.50 и предложить программные и технологические решения, повышающие производительность поиска в корпоративных библиотечных сетях, что является актуальной научной и технической задачей.

Одним из перспективных направлений развития корпоративных библиотечных порталов является интеграция поиска по электронным каталогам и полнотекстовым коллекциям документов. Технические решения для поддержки такого комбинированного поиска, используемые, в частности, в проекте Европейской библиотеки (TEL), базируются на протоколе SRU, являющемся дальнейшим развитием протокола Z39.50 и позволяющем проводить поиск и по электронным коллекциям, поддерживающим технологию ОА1-РМН.

Однако значительное число российских библиотек, в том числе вузовских, в течение ряда лет используют программные решения ИРБИС для создания электронных каталогов полнотекстовых ресурсов. Данные решения в сочетании с решениями системы автоматизации библиотек ИРБИС для поиска по массивам полнотекстовых документов образуют техническую среду для создания электронных библиотек. Использование корпоративных технологий на основе протокола 739.50 позволяет расширить число подключаемых информационных источников и повысить эффективность обработки поисковых запросов пользователей при работе с электронными библиотеками, использующими программные решения ИРБИС. Таким образом, возникает потребность исследовать теоретические и практические аспекты создания и применения в библиотечной практике корпоративной технологии на базе протокола 739.50 с целью дальнейшего её совершенствования, что является актуальной научной и технической задачей.

Целью настоящего исследования является выявление и анализ совокупности причин увеличения временных задержек при поиске по большому числу серверов 239.50 в библиотечной корпорации, а также определение путей повышения эффективности обработки поисковых запросов пользователей, в том числе при создании электронных библиотек вузов на основе программных решений ИРБИС и шлюза НТТР-739.50.

Реализация данной цели достигается путём решения следующих задач:

— анализ программно-технических решений реализации корпоративных библиотечных порталов и выявление основных факторов, влияющие на временные задержки при обработке поисковых запросов пользователей;

— разработка и анализ математической модели обработки поисковых запросов в системе, состоящей из шлюза НТТР-239.50 и группы серверов;

— разработка обобщенных алгоритмов передачи поискового запроса серверам корпоративной сети и представления результатов на поисковом портале;

— разработка типового решения портала электронной библиотеки на основе использования технологии Z39.50 и программных решений ИРБИС с возможностями интегрированного поиска по электронному каталогу библиографических описаний и массиву полнотекстовых документов. Поставленные задачи решались на базе Государственной публичной научно-технической библиотеки России (ГПНТБ), являющейся сетевым центром-провайдером корпоративной сети московских библиотек (КСМБ). ГПНТБ располагает значительным объемом информационных ресурсов на сервере Z39.50, отражающих фонды библиотеки, а также имеет сводные каталоги на основе библиографических данных, получаемых от московских и российских библиотек-партнеров. Кроме того, результаты работы были использованы при разработке программных решений на основе протокола Z39.50 в новой версии АБИС ИРБИС.

Изученность темы.

Широкий комплекс вопросов проектирования корпоративных библиотечных систем был подробно рассмотрен в трудах Я. Л. Шрайберга, Ф. С. Воройского. Вопросы использования протокола Z39.50 при разработке и реализации библиотечных Интернет-комплексов подробно исследованы в работах М. В. Гончарова. Теоретические и технические аспекты построения распределенных информационных систем на основе протокола Z39.50 рассмотрены в трудах O.JI. Жижимова, в том числе в его докторской диссертации. Вопросы построения распределенных информационных систем на основе СУБД CDS/ISIS и технологии Z39.50 изучались в работах H.A. Мазова. Проблемы создания распределенного электронного каталога библиотечного консорциума, использующего протокол Z39.50 для поиска информации, рассматривались в работах О. С. Колобова.

Отдельные проблемы, касающиеся оптимизации обработки поисковых запросов в информационной системе, состоящей из шлюза HTTP-Z39.50 и группы серверов корпоративной библиотечной сети, уже были рассмотрены в научной литературе. Так, в работах O.JI. Жижимова изучались вопросы оптимизации задержек при обработке запросов с использованием провайдера удаленного доступа сервера ZooPARK и уменьшения числа одновременных сеансов взаимодействия между клиентом и сервером. Вопросы использования многопоточности при обработке поисковых запросов в информационной среде, состоящей из шлюза HTTP-Z39.50 и группы серверов Z39.50, рассматривались в работах А. Ю. Хохлова и впервые в российской практике были решены в разработанном им портале СИГЛА. Использование мониторинга серверов Z39.50 с целью исключения неактивных серверов при обработке широковещательных поисковых запросов было предложено в работах Р. Т. Усманова и A.A. Кузнецова и реализовано в рабочей версии портала АРБИКОН.

Однако до настоящего времени не проводилось комплексного исследования информационной системы, состоящей из шлюза HTTP-Z39.50 и группы серверов Z39.50 корпоративной библиотечной сети, с целью разработки комплекса технических решений, повышающих производительность поиска.

Кроме того, не исследовались вопросы создания типового решенияэлектронной библиотеки вуза с использованием программных решений ИРБИС и шлюза HTTP-Z39.50. Данная диссертация предполагает восполнить этот пробел.

Объектом исследования является теория и практика программных и технических решений на основе протокола Z39.50 с позиции эффективности их использования при обслуживании пользователей информационных ресурсов корпоративных библиотечных систем.

Предмет исследования: способы оптимизации программно-технических средств обработки поисковых запросов в корпоративных библиотечных сетях, использующих протокол Z39.50.

Методологической основой исследования явились положения, изложенные в трудах по основным принципам разработки и эксплуатации автоматизированных библиотечно-информационных систем библиотек Я.Л.

Шрайберга, Ф. С. Воройского, Б. И. Маршака, М. В. Гончарова, А. И. Бродовского, разработки в области информатики, в частности — по созданию информационных систем и баз данных Дж. Мартина, проектирования и эксплуатации региональных информационных систем и использования информационных ресурсов Н. Е. Каленова. Существенной методологической опорой для проведения исследования в области корпоративных сетей, использующих протокол Z39.50, стали положения, изложенные в работах O.JI. Жижимова, H.A. Мазова, А. И. Племнека.

Ввиду комплексного характера исследования в качестве инструментария для его проведения использовались: метод сравнительного анализа, моделирование, анкетирование, инженерные методы анализа и синтеза информационных систем, положения теории систем и сетей массового обслуживания.

На защиту выносятся следующие результаты работы и положения:

1. Шлюз HTTP-Z39.50 должен обеспечивать обработку поисковых запросов пользователей библиотечной корпорации с минимальными задержками.

2. Решение задачи повышения характеристик порталов на основе шлюзов HTTP-Z39.50 может быть достигнуто за счет обеспечения фонового мониторинга библиотечной корпоративной сети с целью выявления неактивных серверов, а также с помощью навигации и уточнения поисковых запросов в пользовательском интерфейсе портала.

3. Предложенная автором математическая модель обработки поискового запроса библиотечной корпоративной сети на основе шлюза Z39.50 позволяет сделать следующие выводы:

— функциональные возможности поискового портала на основе шлюза HTTP-Z39.50 могут быть существенно улучшены при исключении неактивных серверов из числа опрашиваемых;

— при большом числе заданий в системе возрастают требования к производительности центрального узла — шлюза HTTP-Z39.50.

4. Электронная библиотека вуза, созданная на основе шлюза HTTP-Z39.50 и программных решений ИРБИС, обеспечивает интегрированный поиск по электронным каталогам и полнотекстовым массивам документов.

5. Порталы КСМБ и «Электронная библиотека МГУКИ» целесообразно строить на основе предложенных автором технических решений, использующих результаты исследования: шлюза НТТР-239.50 и сервера 232/264.

Научная новизна. В результате анализа технологических решений современных российских библиотечных корпораций, использующих протокол 239.50, в настоящей работе выявлены основные факторы, влияющие на эффективность обработки поисковых запросов пользователей. Разработана математическая модель обработки поисковых запросов в корпоративной сети, позволяющая повысить функциональные характеристики корпоративного портала. Предложено типовое решение для портала электронной библиотеки вуза на основе шлюза НТТР-239.50. Определен новый подход к интеграции поиска по электронному каталогу библиографических описаний и массиву полнотекстовых документов с использованием провайдера данных 239.50 для полнотекстового модуля АБИС ИРБИС.

Теоретическая значимость исследования состоит в развитии концепции создания поисковых порталов библиотечных корпораций, использующих технологию 239.50, а также в определении технологических и организационных принципов их дальнейшего расширения для создания электронных библиотек.

Практическая значимость и реализация результатов исследования заключаются в создании программного комплекса, состоящего из шлюза НТТР-239.50 и сервера 232/264, входящего в состав АБИС ИРБИС, который используется для создания корпоративных библиотечных систем, в том числе и в Корпоративной сети московских библиотек, а также для создания электронных библиотек вузов, в частности, для пилотной версии электронной библиотеки МГУКИ.

Цели и задачи исследования определили логику изложения материала и структуру построения диссертации. Она состоит из введения, трех глав и за.

3.6 Выводы.

Разработанные решения и описанная выше технология обработки поисковых запросов на шлюзе НТТР-239.50 позволили улучшить характеристики поискового портала, существовавших в предыдущих реализациях корпоративных библиотечных порталов, а именно:

— устранены задержки, связанные с опросом неактивных серверов 239.50;

— уменьшено число одновременных сеансов 239.50 за счет использования целевых поисковых групп;

— используется последовательная навигация с применением региональных и тематических поисковых групп;

— для библиотек, использующих АБИС ИРБИС, разработано типовое решение портала электронной библиотеки, включая интегрированный поиск по электронному каталогу библиографических описаний и массиву полнотекстовых документов.

Одним из основных направлений развития корпоративных библиотечных порталов в ближайшее время будет интеграция поиска по электронным каталогам и полнотекстовым коллекциям документов, а также повышение производительности поиска и удобства пользовательского интерфейса. В этой связи разработанная технология интегрированного поиска для электронных библиотек и предложенный алгоритм исключения неактивных серверов из поисковой группы являются важным результатом диссертационного исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Развитие библиотечных корпоративных технологий на современном этапе неразрывно связано с использованием программных и технологических решений на основе протокола Z39.50. Проведенное автором исследование посвящено рассмотрению проблем создания поисковых корпоративных порталов на основе шлюза НТТР-239.50. Анализ современного состояния и использования решений на основе протокола 239.50 для создания виртуальных сводных каталогов, корпоративной каталогизации, электронной доставки документов и проведенный анализ параметров интерфейсов ряда российских корпоративных библиотечных порталов, позволил выявить ряд проблем, возникающих при практической реализации корпоративных библиотечных порталов. Проведенное автором исследование временных задержек при поиске по серверам 239.50 корпоративной сети московских библиотек с использованием шлюза НТТР-239.50 позволило разработать базовую модель обработки запросов в информационной системе, состоящей из шлюза НТТР-239.50 и группы серверов 239.50. На основании результатов моделирования сделаны выводы о том, что с увеличением числа неактивных серверов пропорционально возрастает средняя длина очереди заданий, выполняющихся с большими задержками, а с увеличением числа поисковых запросов в корпоративной сети возрастают требования к производительности шлюза НТТР-239.50. С учетом выводов результатов моделирования разработаны новые программные и технологические решения: шлюз НТТР-239.50, обеспечивающий поддержку фонового мониторинга серверов корпоративной сети и исключение неактивных серверов из числа опрашиваемых при обработке поисковых запросов пользователейсервер 232/264 с провайдером данных для АБИС ИРБИС.

В ходе исследования показано что:

1. Корпоративные порталы на основе шлюза НТТР-239.50 могут эффективно использоваться для поиска в современных библиотечных корпорациях.

2. Функциональные возможности корпоративных порталов, использующих шлюз НТТР-739.50, могут быть существенно улучшены в случае применения технологии, исключающей неактивные сервера из числа опрашиваемых.

3. Использование целевых поисковых групп, создаваемых на основе географических и тематических критериев, а также применение средств навигации и уточнения пользовательских запросов позволяют повысить результативность поиска.

4. Технология на основе использования протокола 739.50 может эффективно применяться при создании электронных библиотек.

В ходе исследования получены следующие результаты:

1. Исследована информационная система корпоративной сети московских библиотек, состоящая из шлюза НТТР-739.50 и группы серверов 739.50 и определены основные требования, предъявляемые к поисковым библиотечным порталам, использующим технологию 739.50.

2. На основании анализа существующих решений и результатов моделирования разработан алгоритм, позволяющий уменьшить время обработки поисковых запросов за счет использования фонового мониторинга серверов 739.50 библиотечной корпорации и исключения неактивных серверов из числа опрашиваемых шлюзом НТТР-739.50.

3. Предложен подход и реализован алгоритм, предусматривающий последовательную навигацию при поиске с использованием региональных и тематических поисковых групп.

4. Разработан комплект программного обеспечения для узлов информационной системы корпоративной сети библиотек, включающий шлюз НТТР-739.50 и сервер 732/764 с провайдером данных для АБИС ИРБИС. Это программное обеспечение успешно функционирует в корпоративной сети московских библиотек, внедрено в ГПНТБ России, ВГБИЛ им. М. И. Рудомино, в библиотеках КСМБ, использующих ИРБИС, а также включено в комплект поставки системы автоматизации библиотек ИРБИС, распространяемой ассоциацией.

ЭБНИТ. Сервер 232/764 успешно используется в узлах библиотек, входящих в Российский информационно-библиотечный консорциум (РИБК) для поддержки электронного каталога ВГБИЛ и электронного каталога Парламентской библиотеки.

5. Предложено типовое решение вузовской электронной библиотеки, основанное на использовании технологии 239.50, разработано программное обеспечение и реализована опытная модель ЭБ МГУКИ. Аналогичное решение внедрено в опытной модели ЭБ ГПНТБ России.