Curs 01a Standarde Si Spatiul Hi Per Media

STANDARDELE ŞI SPAŢIUL HIPERMEDIA 1.1 Hipertextul Hipertextul (hypertext) este un mod de a organiza informaţia textuală, cu particularitatea că poate lega diferite părţi ale acesteia după o anumită logică, şi nu într-o succesiune liniară, impusa prin fraze şi paragrafe. Conceptul esenţial prezent în cadrul hipertextului este cel al legăturilor (ce apar în cadrul aceluiaşi document si/sau între documente diferite). Această caracteristică de legare permite organizarea non-lineară a informaţiilor. O parte dintre avantajele hipertextului faţă de textul tipărit sunt: •

forma neliniară a hipertextului oferă capabiliţăti eficiente de parcurgere a conţinutului;

•

mediile electronice pot stoca o cantitate impresionantă de informaţii;

•

hipertextul oferă o mai bună vizualizare a conţinutului şi o navigare rapidă, oricât de complexe ar fi documentele, tinând cont de specificaţiile utilizatorilor;

•

în cadrul sistemelor hipertext, interogările, filtrările, diversele preferinăe şi adnotările utilizatorilor pot fi refolosite ori de câte ori este necesar, putând fi stocate în cadrul structurii hipertext a documentelor folosite.

Principalele probleme cu care se confruntă informaticienii în ceea ce priveşte hipertextul sunt cele legate de: •

conversie (în general automată) a textului liniar în forma hipertext şi liniarizare a hipertextului;

•

proiectare (design) a documentelor hipertext;

•

accesare concurentă a bazelor de date hipertext în context distribuit;

•

construire a unor mecanisme optime pentru căutarea şi interogarea inteligente în cadrul informaţiilor hipertext;

•

suportare a extensiilor multimedia;

•

prezentare a documentelor hipertext într-o formă uşor de parcurs de către utilizatori etc.

1.2 Noduri si legături În principiu, un sistem hipermedia este constituit din noduri (concepte) si legături (relaţii). Un nod reprezintă, în mod uzual, un concept unic (o idee), putând conţine text, grafică, animaţie, audio, video, imagini sau programe. Un nod poate avea asociat un tip (detaliu, propoziţie, colecţie, observaţie etc.) înglobând o informaţie semantică. Nodurile sunt conectate de alte noduri prin intermediul legăturilor. Nodul sursă al unei legaturi se numeşte referinţa, iar cel destinaţie referent, putând fi denumite şi ancore. Conţinutul unui nod se afişează la activarea legăturii. Modalitatea de stocare a informaţiei în cadrul nodurilor variază de la sistem la sistem, dar cele mai folosite tehnici utilizează limbajele de marcare (SGML sau, mai nou, XML), standardele actuale construite pe baza acestor limbaje fiind HyTime (Hypermedia/Time-based

Structuring

Language),

MHEG

(Multimedia

and

Hypermedia Information Coding Expert Group), HTML (HyperText Markup Language). Avantajul major este asigurarea independenţei de platforma hardware şi software, formatele proprietare conducând la greutăţi de navigare, căutare sau întreţinere. Din moment ce nodurile pot conţine informaţii multimedia, sistemele hipermedia trebuie sa fie suficient de flexibile pentru a suporta o multitudine de formate grafice, audio si video. Legăturile sunt conexiuni între noduri (sau concepte) dependente unul de altul, putând fi bidirecţionale sau doar unidirecţionale. Şi legăturilor li se pot asocia tipuri (legătura de specificare, de elaborare, legătura membru, legătura de opoziţie etc.), definind natura relaţiei dintre noduri.

© Conf. Dr. I. Pop 2010

3

Figura 1.1 O structura hipertext compusa din mai multe noduri si modul de vizualizare folosind un browser hipertext

După Conklin, legăturile pot fi referenţiale (non-ierarhice, utile pentru realizarea referinţelor încrucişate, ele fiind cele deosebesc cel mai bine hipermedia de celelalte forme de stocare a informaţiei) sau organizaţionale (denumite ierarhice sau structurale, ilustrând relaţiile părinte-copil dintre noduri, folosite la organizarea nodurilor în maniera ierarhică într-o structură strictă). Legăturile organizaţionale sunt esenţiale pentru liniarizarea hipertextului şi permit autorilor să verifice coerenţa structurii hipertext.

Figura 1.2 Exemplu de structură hipertext liniara având legături referenţiale şi legături bidirecţionale

De asemeni, legăturile pot fi statice (stabilite de autorul documentului) sau dinamice (create în momentul rulării sistemului hipertext, în funcţie de context sau de cerinţele utilizatorilor). Ele pot fi utilizate, de exemplu, pentru a încorpora proceduri de securitate (o legatură poate fi disponibilă doar pentru un anumit utilizator) ori să permită utilizatorilor să-si creeze legături personale între diverse noduri care în mod uzual nu sunt conectate direct. Sisteme ca Hyper-G, © Conf. Dr. I. Pop 2010

4

Microcosm sau Deja-vu oferă suport pentru legături dinamice. Activarea marcajelor unei legături duce la vizualizarea (activarea) nodurilor. Conceptele de mai sus işi au originile în istoria omenirii. Talmudul (utilizând din plin comentarii şi adnotări imbricate, colaterale), Ramayana şi Mahabharata sunt prototipuri antice ale reprezentării hipertextului. Dicţionarele şi enciclopediile tipărite pot fi considerate vechi forme de hipertext, fiind văzute ca reţele de noduri-text unite de legături-referinţe. •

obiect hipertext o

nod ƒ

structura ƒ

ƒ ƒ

ƒ

cale lineara

ƒ

cale alternativa

ƒ

cale conditionata

nod de explorare

continut ƒ

ƒ o

nod-secvential

atomic ƒ

sursa interna

ƒ

sursa externa

nod compus

legatura ƒ

ƒ

structura ƒ

legatura secventiala

ƒ

legatura de explorare

continut

Figura 1.3 Structura ierarhica a conceptului de obiect hipertext

© Conf. Dr. I. Pop 2010

5

1.3 Conceperea documentelor hipertext Înţelegerea şi navigarea printr-un document de tip hipertext depind de abilitatea utilizatorului de a contrui o reprezentare mentală coerenta a structurii hipertextului, rămânând în responsabilitatea creatorului documentului sa asigure aceasta coerenta. Construirea unui document hipertext coerent poate fi considerata o problemă de design, fără a exista însă legi pentru conceperea de documente hipertext "corecte", deşi cercetatori precum Manfred Thuring, Usha Rao sau Jeff Conklin au stabilit o serie de reguli pentru aceasta. În viziunea acestora, un document hipertext coerent constă din trei componente: partea de conţinut, partea de organizare şi partea de prezentare a informaţiilor. Partea de conţinut Nodurile şi legăturile pot fi considerate drept obiecte proiectate, pentru asigurarea coerenţei putându-le fi asociate proprietăţi (semantici). Partea de conţinut conţine obiecte purtatoare de informaţie, acestea fiind noduri conţinut care conţin date şi legături de tip conţinut care conectează nodurile conţinut pe baza unor relaţii semantice. Nodurile conţinut pot fi atomice sau pot fi compuse din alte noduri (mărimea unui nod este determinată de autor). Precizând natura semantica a relaţiilor dintre noduri, legăturile pot fi clasificate pe mai multe nivele după cum urmează: •

nivelul 1: legăturile nu au asociate etichete;

•

nivelul 2: legăturile posedă etichete descriind întelesul global al relaţiei dintre obiecte (i.e. "este ilustrat de" sau "este discutat de");

•

nivelul 3: legăturile au etichete mai detaliate (precum "este vizualizat grafic prin", "este criticat de").

Aceasta clasificare poate fi rafinată, în sensul că ierarhia nivelelor legăturilor depinde de starea actuală de cunoaştere a autorului documentului. © Conf. Dr. I. Pop 2010

6

Partea de organizare Obiectele din cadrul acestei parţi măresc coerenţa prin structurarea reţelei hipertext din perspectiva cititorului acelui document. Autorul poate pregăti diverite variante ale documentului în funcţie de audienţa lor. Nodurile de structura organizează nodurile conţinut şi legăturile într-o manieră specifică, fiecare nod de structură având un nume şi un nod de start. Acestea pot fi de doua tipuri: 1. noduri de secvenţă care permit autorului să defineasca secvenţa de citire a conţinutului hipertextului (cititorul poate fi constrâns să urmeze secvenţa de noduri indicată de autor); 2. noduri de explorare care ofera utilizatorului posibilităţi de explorare a reţelei hipertext. Legăturile de structură se pot clasifica astfel: 1. legături de secvenţă asociate conţinutului fiecărui nod de secvenţă care posedă o secvenţă de prezentare (se utilizează pentru a defini ordinea de parcurgere: liniară, arborescentă etc.); 2. legături de explorare oferind acces la nodurile de explorare. Nodurile de secvenţă împreună cu legăturile de secvenţă pot oferi diverse secvenţe de prezentare a conţinutului hipertext (ca de exemplu căi de vizitare secvenţiale, arborescente sau condiţionale). Partea de prezentare Partea de prezentare are în vedere vizualizarea structurii şi conţinutului hipertextului si oferă mecanisme de navigare. Autorii pot adopta diferite stiluri de prezentare a informaţiilor: © Conf. Dr. I. Pop 2010

7

a. textual - nu se oferă o vizualizare grafică a structurii, prezentarea fiind limitată la afişarea conţinutului unuia sau mai multor noduri; b. grafic - există o vizualizare grafică a structurii hipertext (e.g. harta legăturilor dintre noduri, arbore de navigare etc.); c. combinat - oferă ambele posibilităţi de prezentare.

1.4 Structuri hipermedia Hiperdocumentele pot fi structurate asemeni reţelelor (grafurilor), fara restricţii în ceea ce priveşte mărimea nodurilor sau modul de realizare a legăturilor dintre ele. Uneori o structură hipertext poate deveni extrem de mare şi atunci, de cele mai multe ori, se folosesc legături organizaţionale pentru a putea fi parcursă de utilizatori. Structura hiperdocumentelor devine deosebit de importantă din punctul de vedere al problemei parcurgerii în întregime a nodurilor şi a regăsirii informaţiilor (utilizatorii se pot confrunta cu aşa-numita "pierdere în spaţiu" - lost in space, atunci când nu mai ştiu unde se află în cadrul structurii hipermedia). Există mai multe abordări pentru realizarea unei structuri hipermedia valide şi uşor de parcurs. •

Cea mai uzuala se bazează pe metafora carţii tipărite, structura lineară putând

acompania un alt tip de structură, folosindu-se legături organizaţionale între nodurile hiperdocumentelor. Alte legături pot fi utilizate pentru a oferi ceea ce se numeşte "capabilitatea non-liniară controlată" de a parcurge hipertextul (legături către cuprins, referinţe, note de subsol, glosar de termeni etc. pot apare cu succes pentru a îmbunatăţi structura documentelor). Structurile liniare pot fi utilizate pentru realizarea a ceea ce se numeşte "tour-guide" a unui sistem, fiind pregatite în prealabil de care experţi pentru a ghida un novice printr-o reţea de noduri hipertext.

© Conf. Dr. I. Pop 2010

8

Se oferă suport pentru traversarea unui text liniar în cadrul unui sistem hipermedia, dar această abordare işi dovedeşte slabiciunea atunci când luăm în considerare explorarea hiperdocumentelor liniare de dimensiuni considerabile. •

A doua maniera de realizare este structura liniara cu salturi, adoptată de Apple

în cadrul sistemului HyperCard, constând dintr-o structură arborescentă în care utilizatorii pot să traverseze nodurile în oricare direcţie urmând o cale liniară, dar de asemeni sunt capabili să facă salturi de la orice nod la un nod principal denumit nodul acasă ("home"). Nodul acasa poate fi o biblioteca având în componenţă diverse documente liniare (e.g. carţi electronice).

Figura 1.4 Exemplu de structura liniara cu salturi •

Dacă informaţia dintr-un hiperdocument se poate divide în mod natural în

ierarhii ordonate, atunci se utilizează o structură ierarhică, aceasta abordare regăsindu-se în modelul Dexter şi permiţând cu succes utilizatorilor să navigheze printr-o reţea hipertext complexă. Autorul poate crea ierarhii de informaţii utilizând legături

organizaţionale

şi

apoi

să

adauge

legături

referenţiale

facilitând

interconectarea acestor ierarhii. În cadrul unei structuri de tip ierarhic menţinerea integrităţii şi explorarea nodurilor se realizează mai uşor. •

În cadrul literaturii de specialitate, hipermedia este vazută ca imitatoare a

memoriei umane, nodurile putând fi structurate ca o pânza (reţea). Astfel, se pot realiza documente hipertext structurate semantic, prin împletirea hipermediei cu inteligenţa artificiala, utilizindu-se diverse metode precum reţele semantice, noduri semi-structurate, harţi de concepte etc. © Conf. Dr. I. Pop 2010

9

•

Este posibil, desigur, ca în cadrul unui singur hiperdocument să coexiste mai

multe principii de structurare (vezi figura). Căile liniare sunt uzuale pentru a parcurge o arie de interes într-o ordine prestabilită, reţeaua permite navigarea, iar ierarhia oferă o structură de tip index.

Figura 1.5 Coexistenta a trei principii de structurare a hipertextului (exemplu dat de Waterworth si Chignell)

1.5 Standarde Faţa de documentele clasice, statice şi structurate, documentele hipermedia sunt nestructurate şi pot fi dinamice. Astfel, standardele curente referitoare la documente nu surprind suficient caracterul structurii hipertext. O ierarhie arborescentă este relevantă dar nu-i suficientă pentru hipertext, iar formele actuale de SGML sau ODA nu oferă toate capabilităţile dorite pentru reprezentarea şi interschimbarea hipertextului. Un unic standard nu poate acoperi diversitatea formatelor şi acţiunilor ce pot fi executate asupra hiperdocumentelor. Aşadar, au fost propuse o serie de standarde hipermedia dintre care vom menţiona HyTime si MHEG.

© Conf. Dr. I. Pop 2010

10

1.6 Aplicaţii pentru web Sunt produse software care utilizează capabilităţile hipermedia pentru a oferi accesul la informaţii şi foloseşte serviciile de web ca mediu de transport a informaţiilor de la server la client (utilizator). Aplicaţiile pentru web se împart în două mari clase: aplicaţii informaţionale şi aplicaţii software. Ele tind să devină un mix al acestor două clase, astfel că o aplicaţie de web este de fapt şi o aplicaţie hipermedia. Caracteristicile aplicaţiilor hipermedia se împart în: caracteristici funcţionale, care sunt asociate direct cu funcţia sau comportamentul aplicaţiei, şi caracteristici nefuncţionale, care sunt asociate cu tipul aplicaţiei. Caracteristicile funcţionale ale aplicaţiilor web sunt: navigarea facilă şi eficientă, căutare şi indexare a informaţiilor, securitatea datelor, mecanisme corespunzătoare de prezentare a informaţiilor, poate fi uşor adaptată la cerinţele clientului, utilizează eficient resursele disponibile. Navigabilitatea este probabil caracteristica cea mai uşor de observat, avându-se în vedere tipurile de legături, cantitatea de informaţie, posibilitatea de modificare a legăturilor în funcţie de necesităţile cleintului. Păstrarea urmelor, prin utilizare a semnelor (bookmarks) şi a listelor de navigare (history lists), care permit utilizatorilor să memoreze locul pe unde au navigat anterior, sau poate doresc să reparcurgă aceleaşi etape pe care le-au parcurs anterior. Căutarea şi indexarea sunt capabilităţi ale aplicaţiilor hipermedia de identifica locul în care se pot afla anumite informaţii necesare şi de a le ordona în categorii specifice de informaţii, astfel încât o căutare ulterioară să fie mai uşor de realizat. Securitatea datelor este capabilitatea de a proteja informaţiile în vederea asigurării stocării şi transmiterii acestora. Modalităţile prin care sunt implementate asemenea caracteristici de securitate sunt reprezentate de mecanismele de autentificare, de encriptare a datelor şi de protejare a informaţiilor, prin arhivare spre

© Conf. Dr. I. Pop 2010

11

exemplu. Prezentarea este abilitatea critică a utilizatorului de a identifica şi a utiliza informaţia. Adaptarea la cerinţele clientului este posibilitatea de a se conforma cerinţelor diferite ale utilizatorilor, această funcţie trebuind nu doar să se refere la modul de prezentare, dar şi la alte aspecte ale aplicaţiei. Utilizarea eficientă a resurselor este capacitatea mediului hipermedia de a optimiza la maximum resurse privitoare la capabilităţile hardware de procesare (CPU), lărgimea de bandă a mediilor de transfer a informaţiilor şi performanţele de întreţinere şi dezvoltare. Caracteristicile nefuncţionale ale aplicaţiilor web sunt: corectitudinea, integritatea referinţelor, relevanţa şi organizarea. De asemenea este eficient, poate fi întreţinut, este refolosibil, de încrederea şi poate fi testat, şi nu în ultimul rând, prezintă caracteristici de interoperabilitate, flexibilitate şi portabilitate. Corectitudinea, integritatea referinţelor, relevanţa şi organizarea sunt caracteristici intrinseci ale mediilor hipermedia şi sunt date în special de opţiunile operatorului uman. Capabilitatea de întreţinere face referire la aspectele tehnice ale mediului hipermedia îmtrucât este continuu afectat de schimbările de tehnologie, de actualizarea conţinutului şi de îndepărtarea erorilor din sistem. Caracteristica de refolosire este în strânsă legătură cu conţinutul, automatizarea prin utilizarea script-urilor, prezentarea şi legăturile. Încrederea şi robusteţea face referire la situaţiile de blocare a sistemului sau chiar la riscul de distrugere (crash) şi, de asemenea, la numărul de utilizatori pe care sistemul îi poate deservi simultan. Testarea, validarea şi verificarea sunt caracteristici ale mediului hipermedia de a prezenta posibilităţi de conformare cu anumite reguli astfel încât aplicaţia hipermedia să poată fi testată şi suficient de simplă încât să nu prezinte risc de apariţie a erorilor. Interoperabilitatea, flexiblitatea şi portabilitatea sunt caracterisici ale aplicaţiilor hipermedia de a funcţiona în diferite medii şi de a putea fi adaptată la alte medii decât cel pentru care au fost elaborate şi implementate.

© Conf. Dr. I. Pop 2010

12