Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen E-Learning und Digitale Bibliotheken mit MILESS und MyCoRe Frank Lützenkirchen

Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen

E-Learning und Digitale Bibliothekenmit MILESS und MyCoRe

Frank LützenkirchenHochschulRechenZentrum der Universität Essen

http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/


E-Learning und Digitale Bibliotheken: Einige Ansätze

- MILESS: Digitale Bibliothek multimedialer Lehr- und Lernmaterialien- MyCoRe: Flexible Content Repositories mit konfigurierbarem Datenmodell- Arbeitsteilung: Digitale Bibliotheken <<< >>> E-Learning-Systeme- Ariadne: Knowledge Pool System- E-Learning Standards: Beschreibung von Inhalten: Lerneinheiten, Kurse- Lernobjekte in einer Digitalen Bibliothek verwalten: SCORM und IBM Content Manager V8 SCORM Prototyp- Learning Content Management Systeme- Integration E-Learning-Plattform / Digitale Bibliothek: Anbindung OpenUSS / Blackboard- Digitale Bibliothek als Backend für E-Learning Anwendung: KUPFER- Standardisierung von Services: MIT Open Knowledge Initiative



• oft mühsam auffindbar, verstreut in der Hochschule

Lehr- und Lernmaterial istvorhanden, aber Ziele des MILESS Projektes:

• 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

Intentionen und Ziele


• oft flüchtig, Verfügbarkeit nicht garantiert

Lehr- und Lernmaterial ist Ziele des MILESS Projektes:

• 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



• Verschiedenste Formate

Multimediales Material: Ziele in MILESS:

• 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



Fachbereiche

Universitäts-bibliothek

Medien-zentrum

Hochschul-rechenzentrum

Gemeinschaftsprojekt der zentralenEinrichtungen der Universität Essen

http://miless.uni-essen.de/


• 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 12 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

MILESS Überblick


MILESS Basis: Content Manager V7

Abbildung: Marc Schlüpmann, Universität Essen


• 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)

Content Manager: Wesentliche Funktionen


RS/6000 SP mit mehreren Frames

Uni EssenCampusNetzwerk

Gigabit Ethernet30 GB

RAID

30 GB

RAID

Online Plattenpool (ca 800 GB)

IBM 3494 Tape Library(derzeit 12 TB)

3494-C2A 3494-L10 3494-D12

34903490

3590 3590

3590 3590

Ca. 800Band-lager-fächer

Internet via GWIN:155 Mbit/s

Anbindung an Gigabit Wissen-

schaftsnetz

36 GB

SSA

58 GB

SSA

58 GB

SSA

172 GB

SSA- Raid

172 GB

SSA- Raid

MILESS

IBM DB2 ContentManagerObjectserverLibraryserverVideoserver

TSM

DB and WWWServices

login email services students

login email services staff

parallel batch

Serial batch

SCSI SSA

MILESS Hardware-Basis in Essen

parallel batch

Web CMS

Mail-ServerIMAP

Neuer Video-Server

Scalable POWERParallel Switch

In 2002:Neue Tape-Library mitzunächst ca. >= 100 TB

In 2002:SAN-Lösung mit NAS-Gateway, ca.

1,6 TB Nutzspeicher0,8 TB Copy-Speicher


Architektur Content Manager V8


MILESS Software-Architektur



• 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 DateienEin Dokument in verschiedenen Formaten (HTML, PS, PDF, ...)

• Metadatensatz ist abgestimmt auf / mit

Deutsche Bibliothek:Elektronische Dissertationen

MILESS Datenmodell


Übersicht MILESS Datenmodell



Allgemeine u. fachspezifische Suchmasken


Liste der Suchergebnisse


Anzeige der Dokumenten-Metadaten


Applet-GUI für Autoren: Einstellen / Ändern


Dissertation in verschiedenen Formaten


Dissertation in LaTeX, Anzeige-Applet


Java- oder Shockwave-Animation


Video-Storyboard via XSL-Stylesheet


Video-Storyboard, XML-Darstellung



• 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, ...

MyCoRe: Entstehung und Ziele


• 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 / KontakteDüsseldorf, Bochum, Mainz, BASF Ludwigshafen, Paul Hartmann AG ...

MyCoRe: Projektbeteiligte


• Konfiguration statt Programmierung• Konfigurierbares Metadatenmodell• Konfigurierbares Layout über XSL Stylesheets• Flexibles internes logisches Dateisystem• Audio-/Video-Unterstützung• Unterstützung verschiedener Datenbank-Backends• Verteilte Suche über mehrere Systeme• XML Import/Export Schnittstellen• HTML GUI auch als Metadaten-Editor für Autoren• Anbindung Benutzer-/Rechteverwaltung an LDAP, ...• Schnittstellen für OAI, Z.39.50, Web Services: SOAP

MyCoRe: Ziele und Funktionalität


MyCoRe: Datenmodellierung


MyCoRe Classification System:Browsing through classifications


MyCoRe Internal Logical Filesystem:Separation of file metadata and content

MCRNode

MCRDirectoryMCRFile

MCRFileContentStore

FCSContentManager FCSLocalFileSystem FCSRealServer

FCSVideoChargerFCSRemoteFTPServervarious interfaceimplementations

Manages file metadata

• directory structure • file names, types • size, MD5 checksum• date modified

stored in RDBMS

*

1

Manages file content


MyCoRe Internal Logical Filesystem:Audio/Video Stores and Extenders

MCRNode

MCRDirectoryMCRFile

MCRFileContentStore

FCSContentManager

FCSRealServer

FCSVideoCharger

*

1

MCRAudioVideoExtender

AVXRealServer

AVCVideoCharger

• audio/video files can be treated as ordinary files (import, export, ...)• audio/video content will automatically be stored in appropriate streaming server• audio/video files have additional metadata (bitrate, framerate, ...) and capabilities (start a streaming player)


MyCoRe: Architektur


Generation of HTML Pages by MyCoRe Servlets: Separation of Logic & Layout

MyCoRe Servlet

XML Document

Client Browser

MCRLayoutServlet

HTML Page

XSL Stylesheet

1

2

3

4

• Data

• Business Logic

• Layout instructions

• Independent functions, can be• changed• maintained• developed separately


MyCoRe LayoutServlet:Three different sources of XML

Other MyCoRe Servlet

MILESS Derivate Servlet

Static XML Document from Web Server Filesystem

Stored XML Document aspart of a MILESS derivate

MyCoReLayoutServlet

XSL Stylesheet

Dynamically generated XML Document

Output HTML Page

ClientBrowser

1a

1b

1c

2a

2b

2c

3

4


Verteilte Suche in MyCoRe:Remote Query Server & Clients

HTTP / XML

PräsentationSuchergebnisse

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suche

Lokale Suchez.B. Content Manager

Client

Server

Quelle: M. Zarick, Universität Rostock


Digitale Bibliothekvs.

E-Learning-Plattform

Unterschiedliche Stärken / Schwerpunkte

Arbeitsteilung / Kooperation / Integration


Digitale Bibliothek - Lehr- und Lernplattform

Schnittstellen,Services

DigitaleMultimediale

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-LearningPlattform

• Lernender Benutzer, Lernprozess• Führung durch Lerninhalte

• Kursmanagement• Interaktive Tests, Gradebook

• Verwaltung der Studenten• Terminkalender, Ankündigungen

• Kommunikation: Foren, Chat


Ariadne:

Wiederverwendbarkeit durchbeschreibende Metadaten und

Verteilungsplattform


Ariadne: Tools overview


Ariadne: Pedagogic header generator tool


Ariadne: Learner interface tool


Ariadne: Knowledge Pool System

• Distributed system• Replication• Oracle database

• Content Repository• A Digital Library!


Standardisierung im E-Learning

- Voraussetzung fürWiederverwendbarkeit, Pflegbarkeit, ...

- Standards für E-Learning Content

- Standards für Services: Datenaustausch, Systemintegration


Players in establishing E-Learning Standards

• ADL SCORM Advanced Distributed Learning Initiative des DoD http://www.adlnet.org/• ARIADNE Alliance of Remote Instructional Authoring & Distribution Networks für Europe http://www.ariadne-eu.org/• AICC Aviation Industry Computer Based Training Committee http://www.aicc.org/• IEEE LTCS LOM Learning Technology Standards Committee http://ltsc.ieee.org/• IMS Global Learning Consortium, Inc. http://www.imsglobal.org/• MIT OKI: Open Knowledge Initiative http://web.mit.edu/oki/

http://www.adlnet.org/







http://www.ariadne-eu.org/









http://www.aicc.org/







http://ltsc.ieee.org/







http://www.imsglobal.org/







http://web.mit.edu/oki/


SCORM: Sharable Content Object Reference Model


ADL - Advanced Distributed Learning


Learning Management System in SCORM

Quelle: SCORM Dokumentation


SCORM: Assets


SCORM: SCO – Sharable Content Object


SCORM: Content Aggregation


SCORM: Package Interchange File


SCORM XML Manifest File


• Using SCORM data model in Content Manager 8

• Research prototype

• Operational

• University of Essen: Test & Evaluation in an exploratory environment





Neue Entwicklung:

Learning Content Management SystemLCMS

http://www.learnexact.com/


LearnExact E-Learning Suite:LCMS + LMS + Digital Repository

Quelle: Präsentation LearnExact


LCMS ist vergleichbar mit Web CMS: Lerninhalte über Templates erstellen



LCMS Packaging erzeugt Content Packagefür LMS oder zur Verwaltung in Repository



Publishing von Learning Objects:Indizierung für Ablage in Repository



Einsatz von Learning Objects:Verwendung / Tracking in LMS



Integration E-Learning-Plattform – Digitale Bibliothek

- Direkte Zusammenarbeit zwischen

beiden Systemen

- MILESS / MyCoRe und OpenUSS- MILESS / MyCoRe und Blackboard


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


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


OpenUSS Komponenten: Foundation / Extension Components

Quelle: OpenUSS Dokumentation


OpenUSS:Interfaces to MILESS / MyCoRe

OpenUSSwith MILESSExtension

MILESSAuthor GUI

Applet

invoke

ID & XML metadata

OpenUSSwith MyCoRe

ExtensionMyCoRe

SOAP WebServices

InterfacesSOAP

OpenUSSwith MILESSExtension

AppletCommunicator

Interface

MILESSFunctionality

HTTPXML


Digitale Bibliothekals Backend für E-Learning Projekte

- Digitale Bibliothek bietet Services für E-Learning System an

- Java APIs- Web Services

- Standardisierung:MIT Open Knowledge Initiative


Projekt KUPFER:Klausur- und Prüfungsvorbereitung

Quelle: KUPFER Prototyp Screenshot (Dipl.-Ing. Siegmar Klein)


• 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

Projekt KUPFER:Zusammenarbeit mit MILESS


• 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.).

Projekt KUPFER:Module für Aufgabentypen


Projekt KUPFER:Präsentation einer Aufgabe



Projekt KUPFER:Präsentation einer Aufgabe



Projekt KUPFER:Graphischer Editor für Aufgaben



MIT Open Knowledge Initiative

• Definition von Services in E-Learning Software Systeme• Von Content-orientierten Standards zu Services-orientierten Standards• APIs mit Referenzimplementierung in Java• MyCoRe verfolgt ähnliche Ansätze, aber mit anderem Schwerpunkt (Digitale Bibliothek statt E-Learning Schwerpunkt)


MIT Open Knowledge Initiative

Quelle: MIT OKI Whitepaper


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

http://miless.uni-essen.de/ http://www.mycore.de/

Haben Sie weitere Fragen?

Documents

Kassel, 12.11.2002 Workshop ZKI Arbeitskreis Netzdienste F. Lützenkirchen E-Learning und Digitale Bibliotheken mit MILESS und MyCoRe Frank Lützenkirchen