Введение к работе
Актуальность работы. Гипермедиа технология заслужила внимание широкого круга пользователей возможностью организации информации по чисто семантическим критериям, а не с точки зрения требований, определяемых системой хранения информации. Главными достоинствами систем, созданных на базе этой технологии, явились их ориентация на создание информационной среды, объективно отражающей практически любую предметную область, и возможность адекватного представления зсей взаимосвязи ее различных аспектов.
Сегодня средства гипермедиа переживают вторую волну популярности во всем мире в связи с появлением World Wide Web (WWW) - гигантской гипермедиа «паутины», созданной на базе :ети Internet. Развитие технологии в области телекоммуникаций і средств мультимедиа оказали большое влияние на развитие сироко распространенных ранее систем гипертекста. Они вышли за рамки однопользовательских систем организации текстового материала. Желание использовать гипертекстовую парадигму для зрганизации разнородной (мультимедийной) информации привело к юявлению гипермедиа систем.
Среди свойств современных гипермедиа систем можно зыделить динамический характер и смешанную природу інформации, распределенный характер ее хранения, тожественность авторов и гигантские размеры информационных занков.
С момента возникновения, важнейшим назначением ипермедиа систем считается обеспечение поддержки ^формализованной интеллектуальной деятельности человека. Их іреимуществом является естественная ориентация на поддержку шслительных процессов.
Однако, в настоящий момент, необозримые размеры чшермедийных баз данных, их запутанная система связей >ссбенно остро ставят одну из основных проблем гипермедиа ехнологии - проблему дезориентации пользователя в інформационном пространстве, получившую название проблемы іавигации.
Необходимость решения проблемы навигации, вызванная ібвальньїм ростом потребителей гипермедиа технологии, [озволяет уверенно говорить об актуальности разработки :редств поддержки процесса навигации, учитывающих свойства, [рисущие современным гипермедиа системам: динамичность, іасштабность, информационная разнородность и эволюционность іазвития.
Цель работы. Основной целью работы является создание подхода, позволяющего повысить эффективность процесса навигации в гипермедиа системах, и основанного на использовании структурных характеристик гипермедиа системы. Подход должен учитывать особенности современных гипермедиа систем.
Основные задачи исследования:
і. Разработка подхода к созданию средств поддержки навигации пользователей в гипермедиа системах.
2. Разработка метода автоматического выделения
структурных элементов гипермедиа и их взаимосвязей
(макроструктуры гипермедиа системы). Метод должен учитывать
разнородный (мультимедийный) характер информации в гипермедиа
системах.
3. Разработка алгоритмов поиска и выделения групп
семантически связанных информационных элементов. Алгоритмы
должны предполагать обработку гипермедиа систем большого
объема и ассоциативный (неформальный) характер установки
связей между информационными элементами.
4. Создание программных средств для поддержки процесса
навигации.
-
Создание программного прототипа системы поддержки навигации, для оценки эффективности предлагаемого подхода.
-
Проведения экспериментов для оценки эффективности предлагаемого подхода.
Методы исследования включают методы и технологии гипертекста и гипермедиа, теории графов, теории кластерного анализа, математической статистики, оптимизации, человеко-компьютерного взаимодействия, теории деятельности, технологии программирования.
Научная новизна заключается в том, что
-
Предложен подход к решению проблемы навигации, основанный на использовании структурных характеристик гипермедиа системы. Информация о структурных элементах и их взаимосвязях используются для представления гипермедиа системы пользователю и организации процесса навигации. Данные о структуре гипермедиа системы получаются с помощью алгоритма выделения структурных элементов автоматически.
-
Разработан метод автоматического выделения макроструктуры гипермедиа системы, основанный на топологическом подходе. Метод построен на анализе взаимосвязи информационных элементов и механизме рекурсивного агрегирования элементов в группы.
-
Разработана серия алгоритмов поиска групп
:емантически связанных элементов, основанных на вероятностно-:татистическом подходе.
4. Оценена вычислительная сложность и достоверность юзупьтатов разработанных алгоритмов. Приводятся рекомендации [О их использованию при различных условиях работы.
Практическая ценность и значимость результатов ;иссертационной работы заключается в том, что
-
Предложен подход к созданию средств поддержки роцесса навигации. Подход позволяет сократить временные и есурсные затраты, связанные с поиском информации в ипермедиа системах. Дается количественная оценка его рименимости.
-
Сформирована классификация алгоритмов зыделения групп емантически связанных информационных элементов гипермедиа, роведена оценка их вычислительной эффективности и остоверности получаемых результатов.
-
Разработан метод автоматического выделения внутренней труктуры гипермедиа. Получаемая информация о структуре, зжет использоваться как для организации процесса навигации, ак и для задач связанных с визуализацией гипермедиа и с рганизацией средств поиска информации.
-
Разработана серия алгоритмов выделения групп змантически связанных элементов, основанных на зпологическом подходе. Алгоритмы ориентированы на обработку формации больших объемов и могут также использоваться в нежных научных областях, где модель представления данных содна с моделью гипермедиа: наукометрия, сети цитирования и з. Делаются выводы о применимости алгоритмов при различных :ловиях работы.
-
Создан программный инструментарий для автоматического іделения структурных элементов и их взаимосвязей в іпермедиа системах World Wide Web и HyperMethod.
6. Разработана архитектура и программный прототип
[стемы поддержки навигации пользователей в гипермедиа
істемах World Wide Web и HyperMethod.
Апробация работы. Основные положения работы кладывались на следующих конференциях: Международная нференция «II International Conference on Soft Computing d Measurements (SC'99)», С.-Петербург, 1999; Конференция оенная радиоэлектроника: опыт использования и проблемы дготовки специалистов», Н. Петергоф, 1998; Международная нференция ACM «Computer Human Interaction' 97», Atlanta, А, І997; Международная конференция «Взаимодействие Человека Компьютером (EW-HCI)», Москва, 1996; Международная
конференция по компьютерной графике и визуализации «Graphicon'95», С.-Петербург, 1995.
Разработанное программное обеспечение было представлено на выставках SofTool'98(Москва) , CeBIT '98,'99,'2000 (Германия), Invecom '98'99 (С.-Петербург), Модуль'95 (Москва) и других.
Практические результаты диссертационной работы внедрены в Институте высокопроизводительных вычислений и баз данных, С.-Петербургском филиале Института «Открытое Общество» и ряде других.
Работа выполнялась в рамках проектов Министерства Науки и Технологий РФ:
«Исследование и построение формализованных моделей представления информации и их реализация средствами гипертекстовой технологии» (No 1.02.007/2-94), и «Создание автоматизированной среды разработки информационных массивов гипертекстовых и мультимедиа данных на базе технологии Web-CD».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ в отечественных и зарубежных изданиях, из них 14 тезисов докладов на конференциях и 3 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, двух приложений и списка литературы, включающего 105 наименований. Основная часть работы изложена на 127 страницах машинописного текста. Работа содержит 50 рисунков, 7 таблиц.
