Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в русскоязычном сегменте Интернет п открытом доступе имеется множество информационных ресурсов, потенциально полезных образовательному сообществу. Эти ресурсы расположены на серверах учебных заведений, коммерческих и некоммерческих организаций, федеральных и региональных органов управления образованием. Однако, релевантный поиск таких ресурсов затруднен в связи с их разобщенностью и сложностью выделения наиболее качественных.
В связи с этим в рамках федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды» (РЕОИС) была создана единая система образовательных порталов, получившая дальнейшее развитие в соответствии с «Федеральной целевой программой развития образования» (ФЦПРО) на 2006-2010 годы []. Большой вклад в создание и развитие системы образовательных порталов в сфере образования и науки внесли российские ученые Тихонов А.Н., Булгаков М.В., Васильев В.Н., Гриднна Е.Г., Иванников А.Д., Ижванов ЮЛ., Кулагин В.П., Мордвинов В.А., Фомина А.Б.
Указанная система порталов сформирована из совокупности вертикальных образовательных nopmawe (ВОП) - специализированных систем сбора, управления, интеграции и обработки информации в рамках специфических образовательных задач, с учетом отраслевых особенностей. Вместе с тем, ВОП не всегда достаточно полно охватывают комплексы образовательных услуг в рамках постоянно расширяющейся и обновляющейся тематики. Это связано с индивидуальностью возлагаемых на ВОП круга задач, а также с различиями и ограничениями применяемых для их построения платформ. Отличаются реализации отдельных функциональных модулей, технологии наполнения и подсистемы поиска. Поэтому актуальной представляется задача выработки решений, позволяющих расширить и объединить функционал ВОП, при этом наладив эффективный механизм поиска и обмена ресурсами между ними за счет внедрения дополнительных сервисных возможностей. С этой целью автор предлагает использовать разработанные в диссертации принципы открытости архитектуры ВОП, позволяющие интегрировать решения сторонних фирм по открытым спецификациям. Это предоставит пользователям дополнительные преимущества, избавив от необходимости построения сложных запросов к разным поисковым системам, и повысит качество функционирования ВОП.
В диссертации рассмотрены вопросы построения и взаимодействия ВОП с поисковыми системами с позиций архитектурных и системных решений. Вопросы, связанные с технологическим построением информаци-
онных сетей и взаимодействием узлов на сетевом уровне настоящим исследованием не затрагиваются.
Объект исследования. Объектом исследования настоящей работы являются вертикальные образовательные порталы, рассматриваемые автором с позиций системного анализа, а также входящие в состав порталов сервисы с учетом отраслевых особенностей. При этом анализируются возможности, предоставляемые открытой архитектурой в части интеграции мощных поисковых систем непосредственно в систему управления ВОП.
Цель и постановка задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка, исследование и программная реализация принципов построения ВОП с открытой архитектурой, позволяющих использовать внешние сервисы для повышения качества обработки информации и расширения сервисных возможностей ВОП.
Для достижения вышесформулированной цели в диссертации поставлены следующие задачи:
-
Разработка модели открытой архитектуры ВОП с целью использования внешних сервисов, не входящих в состав их технологических платформ.
-
Разработка математической модели функционирования поисковых сервисов ВОП для объединения критериев качества поиска ВОП.
-
Определение системы критериев качества функционирования поисковых сервисов ВОП для проведения оценки качества поиска разными поисковыми способами с учетом тематической направленности.
-
Разработка методики формирования тестовой коллекции терминов, определяющих основное тематическое содержание ВОП для проведения экспериментальных оценок качества поиска.
-
Разработка методики формирования расширенной поисковой области в соответствии с тематикой ВОП с целью улучшения качества поиска.
-
Разработка алгоритмов для построения поисковых сервисов ВОП на базе открытой архитектуры с целью использования с их помощью глобальных поисковых машин для обработки поисковых запросов.
-
Проведение экспериментальных исследований и оценка качества полученных результатов с целью подтверждения применимости использования поисковых машин в качестве сервисов ВОП.
-
Внедрение результатов диссертации в практические разработки с целью повышения эффективности их функционирования в части поисковых сервисов.
Принципы построения вертикальных образовательных порталов с открытой архитектурой реализуются через решение указанных задач.
Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены с использованием методов теории систем и системного анализа, теории множеств, теории информационного поиска, теории про-
граммирования, методических основ построения порталов и метода экспертных оценок.
Научная новизна работы состоит в разработке специального математического обеспечения системы управления вертикальным образовательным порталом. Это обеспечение включает в себя алгоритмические, профаммныс и архитектурные решения, повышающие эффективность функционирования поисковых сервисов ВОП. Лично автором:
разработана система критериев для оценки качества работы поисковых сервисов ВОП;
предложен коэффициент фактического использования результатов поиска для оценки пертинентности поисковых выдач;
на основе разработанных критериев предложена математическая модель оценки качества поисковых сервисов ВОП, использованная при проведении экспериментов;
разработана методика определения весов терминов с использованием законов Зипфа и на ее основе спроектирован словарь терминов, определяющих основное тематическое содержание ВОП;
поставлена и решена задача автоматизации процесса расширенного поиска с использованием принципов открытости архитектуры.
Теоретическая ценность состоит в дальнейшем развитии впервые предложенной автором концепции открытой архитектуры ВОП и организации функционирования на ее основе дополнительных сервисов, взаимодействующих вне зависимости от технологических платформ.
Практическая ценность работы состоит в том, что в ней:
Разработаны алгоритмы функционирования поисковых сервисов на базе открытой архитектуры для использования поисковых машин из интерфейса ВОП.
Разработан модуль трансляции поисковых запросов пользователя с учетом выделенного набора адресов для проведения поиска в рамках тематической направленности ВОП.
Разработаны поисковый шаблон, обработчик модуля трансляции и внешний интерфейс поискового модуля для реализации принципов открытости в системе управления содержанием «iPHPortal».
Прикладное значение результатов диссертации подтверждено использованием разработанных принципов при проектировании конкретных поисковых сервисов ВОП с интеграцией поисковых машин на базе открытой архитектуры. Область применения результатов работы не ограничивается отраслью образования и может быть использована при разработке вертикальных порталов различной направленности.
Обоснованность и достоверность научных положений, содержащихся в диссертации, обусловлена применением фундаментальных поло-
жений теории систем и системного анализа, теории информации и теории программирования. Обоснованность выводов и авторских рекомендаций подтверждена экспериментом и практическим внедрением полученных в диссертации результатов в портальные системы и сервисы, разработанные под руководством и при участии автора. Полученные данные, использованные при практической апробации предлагаемых моделей, методик и решений, показали их работоспособность и правильность заложенных в них подходов.
Апробация и праісгнческое внедрение результатов работы. При непосредственном участии автора разработаны следующие вертикальные образовательные порталы, в которых диссертант для повышения эффективности поисковых сервисов использовал принципы открытости архитектуры:
«Информационно-аналитическая система поддержки экспорта российского образования» (ИАС ЭРО) []. Для интеграции внешней поисковой системы в качестве поискового сервиса в ИАС ЭРО использованы алгоритмы на базе открытой архитектуры. Для проведения вертикального поиска по тематике ИАС ЭРО в Интернет проведен полный анализ контента и сформирована расширенная область релевантных ресурсов.
«Информационно-справочный Интернет-портал поддержки систем управления качеством образовательных учреждений высшего профессионального образования» []. Для интеграции внешней поисковой системы в качестве поискового сервиса использованы разработанные диссертантом поисковые алгоритмы на базе открытой архитектуры.
Портал «Дополнительное образование детей» []. Для интеграции поисковой системы «Яндекс» в качестве поискового сервиса использованы алгоритмы на базе открытой архитектуры.
Портал специальности 230201 «Информационные системы и технологии» []. С использованием открытой архитектуры интегрирована внешняя поисковая система и реализован вертикальный поиск по направлению деятельности портала.
Перечисленные ВОП разработаны под эгидой Федерального государственного учреждения «Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций (ФГУ ГНИЙ ИТТ) «Информика», Московского городского Дворца детского (юношеского) творчества (МГДД(Ю)Т), кафедры ТИССУ ГОУ ВПО МИРЭА.
Результаты диссертационной работы используются в учебно-исследовательской работе, курсовом и дипломном проектировании на кафедре ТИССУ ГОУ ВПО МИРЭА.
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и российских научных конференциях, семинарах и конкурсах, в том числе:
V региональная научно-практическая конференция «Профессиональная ориентация и методика преподавания в системе школа-вуз» (г.Москва, 2004г.);
VI региональная научно-практическая конференция «Профессиональная ориентация и методика преподавания в системе школа-вуз» (г.Москва, 2005г.);
Всероссийский конкурс инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению развития науки и техники «Информационно-телекоммуникационные системы» (г.Звенигород, 2005г.);
Всероссийский конкурс инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению развития науки и техники «Информационно-телекоммуникационные системы» (г.Звснигород, 2006г.);
Международная научно-практическая конференция «Новые информационные технологии в образовании» (г.Екатсринбург, 2007г.);
«Information technologies and telecommunications in education and science (IT&TES'2007)» (Turkey, Fethiye, 2007);
XIV Всероссийская научно-методическая конференция «Гслсмати-ка'2007» (г.Санкт-Петербург, 2007г.).
Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано четырнадцать печатных работ, отражающих основные результаты исследований, в том числе две работы в журналах из перечня ВАК. Получены два сертификата участника финала «Всероссийского конкурса инновационных проектов аспирантов и студентов», проводимого ФГУ ГНИЙ ИТТ «Информика». Получены три свидетельства о государственной и отраслевой регистрации разработки в «Отраслевом фонде алгоритмов и программ» (ОФАП).
Структура и объем работы. Текст диссертации состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и трех приложений, отражающих личное участие автора в практических разработках, относящихся к теме диссертации. Основному тексту диссертации предшествует терминологический глоссарий объемом 6 стр. Объем работы составляет 160 страниц машинописного текста, включая 31 рисунок и 5 таблиц. Список литературы включает 90 наименований.
