Конференции ИВТ СО РАН

Тезисы докладов

Для обеспечения учебного процесса в настоящее время кроме обычных «бумажных» учебников активно используются и электронные средства обучения (ЭСО). Очень часто разнообразие форм учебного процесса требует предоставления одного и того же информационного материала в обеих формах: традиционной печатной и электронной.

Поскольку в настоящее время подготовка любых учебных материалов осуществляется, как правило, в электронной форме, то эти изначально разрозненные файлы, содержащие учебные материалы, служат базовым материалом для подготовки оригинал-макета учебного издания с одной стороны, и в ЭСО с другой.

Однако такой путь не эффективен, так как внесение последующих изменений в исходные файлы либо вновь требует проведения трудоемких стадий подготовки оригинал-макета и ЭСО, либо синхронизации изменений и в уже созданном оригинал-макете и в ЭСО.

Одним из возможных подходов для синхронного внесения изменений в ЭСО и оригинал-макет является конвертирование из формата оригинал-макета в ЭСО (например, конвертирование из TeX в HTML). Второй способ основан на применении языка формальной разметки. Производится преобразование из ЭСО в формат оригинал-макета (например, конвертирование из XML при помощи XSLT в формализованную разметку). Однако эти способы не могут быть использованы в ряде случаев, например, при совместной работе над учебным материалом авторского коллектива, тем более, территориально разделенного.

Одним из перспективных подходов к построению ЭСО в настоящее время является создание Интернет ресурсов как информационная система (ИС) основе БД. Если такой ресурс последовательно строить на принципах построения системы вокруг ядра данных и отделении данных от контекста использования, то она может обеспечить представление материала в любой требуемой форме: как в виде ЭСО, так, с равным успехом, и в виде оригинал-макета, как специального отчета БД. Однако нам не известны такие программные продукты, позволяющие автоматическое построение оригинал-макета как отчета БД.

Таким образом, исследование путей и выбор решений автоматического построения оригинал-макета является актуальной задачей обеспечения учебного процесса разнообразными по форме учебными материалами, а путь автоматического построения оригинал-макета является перспективным подходом к решению проблемы синхронного создания и модификации ЭСО и оригинал-макета учебного издания.

Целью настоящей работы являлось исследование способов автоматического построения оригинал-макетов учебников как отчетов БД учебных материалов, проектирование и реализация системы автоматического построения оригинал-макетов для Инструментального портала (ИП) создания и поддержки информационных ресурсов научного и образовательного характера, развиваемого в НГУ[1]. Инструментальный портал предназначен для построения ЭСО как информационных систем на основе БД. ИП предоставляет пользователям возможность создания ЭСО без установки какого-либо дополнительного ПО с использованием браузера в качестве единственного программного обеспечения клиентской стороны. Создание ЭСО не требует от автора специфических навыков, достаточно квалификации обычного пользователя ПК. Инструментальный портал, основываясь на реляционной платформе, поддерживает элементы объектного подхода. (Сущности представлены классами, а отображение их экземпляров в интерфейсе обеспечивается методами этих классов.)

Следует отметить особенности ИП:

• Поддерживаются ассоциативные контекстно-зависимые связи между элементами (экземплярами сущности).
• Возможно использование текстов со сложным форматированием, в том числе с использованием нестандартных шрифтов записываемых в XML-полях (поле БД, которое может содержать XML), математической нотации.

Следует выделить основные требования к системе построения оригинал-макетов:

• В результате должен быть получен оригинал-макет в формате TeX, RTF или PDF.
• Графические форматы, поддерживаемые ИП, должны быть преобразованы в форматы, удовлетворяющие стандартам оригинал-макета.
• После форматирования текста в оригинал-макете должны сохраняться специальные шрифты и математические формулы.
• Ассоциативные контекстно-зависимые связи должны быть автоматически преобразованы в перекрестные ссылки.
• Полученный оригинал-макет должен сохранять организацию книги, т.е. должно иметься содержание, титульный лист, аннотация, основная часть разбита на главы и подглавы и справочную информацию, включающую в себя, указатели и библиографию.

Был предложен двухэтапный подход к автоматическому построению оригинал-макета. На первом этапе готовится промежуточное представление печатного издания на одном из языков формальной разметки. На втором этапе для получения оригинал-макета все файлы конвертируются в формат оригинал-макета.

Получение печатного издания на языке формальной разметки осуществляется следующим образом. Для каждого документа строится отдельный файл. Этот файл создается специальным методом того класса, которому принадлежит элемент. Эти методы должны быть написаны заранее для каждого класса модели данных и представляют поля объектов БД на языке формальной разметки. Они составляют специальный «интерфейс» построения оригинал-макета и могут быть использованы многократно. Потом применяется конвертор, который, перебирая все элементы, собирает все файлы в оригинал-макет.

Большое значение имеет правильный выбор языка формальной разметки. Среди языков формальной разметки наиболее известны TeX и языки, основанные на XML: TEI, FO, DocBook. При выборе языка формальной разметки важными являются следующие критерии: существование стандартных конверторов в TeX, PDF или RTF, наличие средств работы с формулами, возможность использования специальных шрифтов и удобная работа с графическими форматами.

Проведенный анализ показал, что наиболее перспективными являются языки, основанные на XML, поскольку все сложные структуры данных (формулы, форматированный текст, а так же многие графические данные) хранятся в ИП в XML-полях, то при помощи XSLT они легко приводятся к виду, требуемому языком формальной разметки.

В качестве языка формальной разметки мы выбрали TEI, так как он прост в использовании, поддерживает использование формул, выполняет сразу стандартную разметку, не требуя от программиста знаний стандартов оформления книг. Однако возникли сложности при поисках конверторов, преобразующих TEI-документ в другие форматы и удовлетворяющих требованиям оригинал-макета. Конвертор, преобразующий TEI в другие форматы, существует, однако что этот конвертор не удовлетворил нас по системным требованиям и был недостаточно удобен в использовании. Для решения данной проблемы было решено преобразовать TEI в FO с помощью уже существующего XSLT. Полученный в FO документ легко преобразуется в PDF с помощью существующего конвертора PassiveTeX (конвертор, входящий в состав MikTeX 2.2, осуществляет преобразование из FO в PDF).

Таким образом, мы получили построение оригинал-макета за три этапа. На первом этапе мы в качестве языка формальной разметки использовали TEI. На этом этапе был написан ряд XML и XSLT шаблонов для обработки всех классов и полей БД, которые мы хотим включить в состав будущей книги. После применения генератора гиперотчетов мы получили документ на TEI, содержащий все нужные нам текстовые данные из БД, и набор графических файлов. На втором этапе с помощью уже существующего XSLT данный TEI-документ преобразовывался в FO-документ. Ну и на последнем этапе, преобразуя FO-документ с помощью PassiveTeX, получаем оригинал-макет в формате PDF.

Предложенная система была реализована для типовой модели данных Инструментального портала.

Для всех элементов были написаны методы, представляющие эти элементы на языке формальной разметки. Применение этих методов позволило разметить содержание, титульный лист и аннотацию; осуществить структурную разметку основной части текста:

• Прослеживать разметку «в глубину» (на главы, подглавы, параграфы, пункты).
• Производить визуальную разметку (разбиение на абзацы и страницы, учет отступов, межстрочных расстояний, начертания шрифтов).
• Отслеживать и размечать списки, таблицы и цитаты.
• Преобразовывать ассоциативные контекстно-зависимые связи в перекрестные ссылки.
• Конвертировать в нужный формат (jpg) и изображения.

Таким образом, комплект созданного ПО позволяет получать оригинал-макеты учебников физико-математических дисциплин, выполненных в типовой модели данных учебного курса ИП.

Созданные средства применялись и тестировались в составе ИП и были использованы для построения оригинал-макета печатного издания учебного курса «Физика атомов и молекул». Издание имеет все необходимые данные и типовую организацию структуры книги: содержание, титульный лист, аннотацию, форматированный текст и справочную информацию. Созданная система готова к построению оригинал-макетов любых учебных пособий, созданных в инструментальном портале.

То есть, в работе была исследована возможность автоматического построения оригинал-макета учебного издания как отчета БД учебных материалов, предложен и развит подход построения оригинал-макетов учебных изданий ЭСО применительно к объектным базам данных, поддерживающих XML-поля, реализован для ИП построения ЭСО, и применен для практического построения оригинал-макетов учебных изданий. Созданное ПО позволяет автоматизированное построение оригинал-макетов учебных ресурсов портала и допускает их представление в PDF формате. Созданные средства позволяют построение оригинал-макетов выполненных в типовой модели данных учебного курса ИП.

Планируется продолжение работ по развитию функциональности данной системы, в том числе предполагается встроить поддержку вывода в оригинал-макете векторной графики. Важной задачей является доведение системы до полностью автоматического уровня и ее интеграции в портал, что позволит удаленным пользователям не только создавать сложные ЭСО, но и на любом этапе создания и редактирования ресурса автоматически получать их оригинал-макеты для печатных изданий.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск