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1、第七章 超媒体与Web系统,7.1 超媒体系统的组成,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,1.超文本与超媒体的概念 超文本（Hypertext） 一种信息管理技术,一种电子文献形式； 文本最显著的特点是它在信息组织上是线性的和顺序的； 超文本结构采用一种非线性的网状结构组织块状信息,没有固定的顺序；,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,超文本（Hypertext） 超文文是一种信息管理技术,它以节点作为基本单位。这种节点要比字符高出一层次。抽象地说,它可以是一个信息块;具体地说,它可以是某一字符文本集合,也可是屏幕中某一大小的显示区。节点的大小由实际条件决定,在信息组织方面,则是用链把节点造成
2、网状结构,即非线性文结构。,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,超媒体（Hypermedia） :多媒体超文本 节点中的数据不仅仅可以是文字,而且可以是图形、图像、声音、动画、动态视频，甚至计算机程序或它们的组合； 成为支持多媒体信息管理的天然技术； 为强调系统是多媒体的而引入“超媒体” 多媒体超文本； 超媒体/超文本，等价名词； 超媒体与超文本复杂的多；,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,2.超媒体的发展简史 提出设想的原因 科学信息量迅速增长：即使是某一门学科的专家也不可能跟踪该学科的发展情况。 200多年来印刷技术没有什么突破性的进展，有关共享与表现信息的方法也很少,不敷应用。 检索困
3、难：当要查找某一信息时,要遍历所有对象逐一查找，信息的定位繁琐；,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,Memex是什么？ 一种专门存储书籍、档案和信件的设备； 是机械的。 组成与结构 信息存在缩微胶片中； 有一个扫描器输入新的资料； 可以在页边用手加注释和说明。 元素之间链连成对,任意元素都可以随意、迅速而且自动地选择另一元素,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,先驱者Doug Engelbart 受Bush的影响 斯坦福研究所开展Augment课题 Augment Human Intellect扩展人类智力 开发一个计算机系统帮助人类思维,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,先驱者Doug
4、Engelbart 实验工具NLS(oN-Line System,联机系统) 1968年,在美国秋季联合计算机会议上作了精彩的表演； 他利用NLS与500英里外的同事一起建立一超文本文献。 有些人认是Engelbart发明了超文本,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,Ted Nelson杜撰了“超文本” Xanadu的基本想法： 任何人任何时候所写的东西都可以存储在通用的超文本中。 Nelson把超文本看作是一种文字媒介,他认为:“任何事物都有很深的联系”,因此可以把它们连在一起。 1990年以来,Xanadu的部分内容已在实际中发挥作用,并由 Xanadu实业公司生产。 问题：容量、版权、复
5、杂关系管理。 1992年失去经济资助，现在日本继续Xanadu的研究,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,1968年，布朗大学研制成功了“超文编辑系统”，它是世界上第一个工作的超文本系统。 1968年，布朗大学研制的第二个超文本系统是FRESS(文件检索与编辑系统)。 麻省理工学院建筑机械组研制Aspen Movie Map(白杨城影片地图)，第一个超媒体系统。 Xerox公司的NoteCards、布郎大学的Intermedia、OWL公司的Guide和苹果公司的HyperCard等多个商品化的超文本系统。,7.1.1 超媒体的概念和发展历史,1987年，在北卡罗来纳大学召开了第一次国际ACM
6、超文本技术研讨会； 继超文本87后，每年召开一次国际交流会； 1989年第一个专门的超文本杂志“超媒体”诞生； 1990年1月在美国召开超文本标准化讨论会； 1990年底，ACM专门成立了超文本兴趣小组SIGLINK。,7.1.2 超媒体的组成要素,1. 节点 超文本/超媒体是由节点构成的信息网络，每个节点包含一个特定主题的信息，节点的大小视主题而一。 表现形式 基于框架的节点：节点内容固定尺寸； 基于窗口的节点：对信息容量没有限制；,7.1.2 超媒体的组成要素,按媒体类型分类 文本节点； 图形、图象节点； 声音节点； 视频节点； 数据库节点 命令（按钮）节点； 混合节点；,7.1.2 超媒
7、体的组成要素,按结构分类 原子节点； 组合节点； 按状态分类 动态节点； 静态节点；,7.1.2 超媒体的组成要素,2. 链 链定义了超文本/超媒体的结构，提供了浏览、查询节点的能力，因此链是超文本/超媒体的灵魂。 显示与隐式表示 明确的链源和链宿； 动态检索与计算； 方向性 单向链； 双向链,7.1.2 超媒体的组成要素,链类型 一对多关系、多对一关系； 多对多关系； 悬空链：有源无宿； 组合方式 线性链： 树状层次链； 无环网； 块状结构； 任意网；,7.1.2 超媒体的组成要素,7.1.2 超媒体的组成要素,有类型的链：导航链、推理链和计算链 导航链 说明链； 注释链； 相关链； 概括链
8、； 详解链； 实例链； 抽象链；,7.1.2 超媒体的组成要素,有类型的链：导航链、推理链和计算链 导航链 等价链； 相似链； 相反链； 参考链； 补充链； 评价链； 备忘链； 修正链；,7.1.2 超媒体的组成要素,有类型的链：导航链、推理链和计算链 推理链 条件链； 原因链； 目的链； 假设链； 计算链； 查询语言； 算法描述 修正链；,7.1.2 超媒体的组成要素,3. 热标 热字； 热区； 热元； 热点； 热属性,7.1.2 超媒体的组成要素,4. 宏节点 宏节点是指链接在一起的节点群，更准确地说，一个宏节点就是超文本网络的一个有某种共同特征的子集。,7.1.3 超媒体系统的Dexte
9、r模型,Dexter模型的层次,7.1.3 超媒体系统的Dexter模型,1存储层 存储层定义了由元素组成的数据模型。 在存储层的描述中，超媒体是由一个有限元素组成的集合和两个函数组成： Hypermedia =（E1，E2，En，F1，F2） 在存储层中还定义了一个操作集合，它由多个函数组成。这些函数的功能主要是实时地对超媒体系统进行访问和修改。,7.1.3 超媒体系统的Dexter模型,2元素内部层 元素内部层定义了各个元素内部的不同内容和结构。 在Dexter模型中，元素内部层是开放的，Dexter模型对元素内部的实现不作硬性规定，可由应用程序根据实际情况做出灵活处理。,7.1.3 超媒
10、体系统的Dexter模型,3运行层 运行层为用户提供了一种可视可听的工具。它可以直接访问和操作在存储层和元素内部层定义的网状数据模型。,7.1.3 超媒体系统的Dexter模型,4定位机制 在Dexter模型中，介于存储层与元素内部层之间的接口称为锚定接口，由它来完成定位工作。 锚定接口的基本组成部分是锚（Anchor）。锚由两部分组成：锚号和锚值。锚号是每个锚的标识符，锚值用来指定元素内部的位置和子结构。,7.1.3 超媒体系统的Dexter模型,5表现规范 在Dexter模型中介于运行层与存储层之间的接口称为表现规范。表现规范规定了同一数据呈现给用户的不同表现性质。,7.2 Web超媒体系
11、统,7.2.1 分布式超媒体系统WWW,WWW采用客户/服务器体系结构，支持可以通过Internet进行访问的分布式超文本（Distributed Hypertext）。 WWW的客户端软件称为Web浏览器，在用户端提供统一管理各种媒体的界面，负责向服务器提出请求，解释和定位资源，利用“统一资源定位符URL”统一管理网络上的所有资源，让用户可以方便地定位到自己所需的资源上进行存取。 服务器端软件称为Web服务器，它负责将多种媒体集成起来，根据客户端的请求进行相应的回答，以统一的格式传送给客户端。,7.2.1 分布式超媒体系统WWW,Web超媒体系统可以分成3层结构： 表现层，即用户接口层； 超
12、文本抽象机器层HAM：存储节点和链； 超文本信息库层：存储数据，共享数据和网络访问。,7.2.2 WWW 中的超媒体协议与标记语言,WWW中以HTTP（超文本传输协议）作为传输超文本的通信协议，用HTML（超文本标记语言）描述超媒体。 1HTTP：超文本传输协议 HTTP的运作方式 HTTP的消息结构,7.2.2 WWW 中的超媒体协议与标记语言,2HTML：超文本标记语言 HTML语法 HTML的文献结构 超文本传输与导航,7.2.2 WWW 中的超媒体协议与标记语言,3XML：可以延伸或扩展的标记语言 XML概述 XML Schema XLS Xlink,7.3 智能超媒体系统,7.3.1
13、 智能超媒体的概念,智能超媒体将专家系统的特征引入到传统的超媒体中，可以说这是一个理想的结合。一方面超媒体的节点虽具有丰富的表现能力，但链的动态跟踪能力还很弱，容易迷航，专家系统特征的引入，不仅使链具有计算与推理等动态跟踪与定位能力，而且使节点中的多媒体信息能够智能化地表现给用户；另一方面，超媒体中的专家系统特征又比普通的专家系统高一个层次，因为它能够利用丰富的多媒体信息增强推理解释，具有更易于用户理解的知识交互界面。智能化使得超媒体的节点和链都更加丰富与完善。,7.3.2 智能超媒体的节点和链,通过智能化的链和节点，可以在超媒体网络中引入计算，在多个目标中动态地确定目标和表现方法。 推理类节
14、点是辅助链进行推理与计算的节点，它包括对象节点和规则节点两类。,7.3.2 智能超媒体的节点和链,对象节点用于描述对象，由槽、继承链和嵌入过程组成。对象节点同is-a链连接起来用于表现知识的结构。 规则节点用于保存规则，并指明满足规则的对象、判定规则的使用与否、解释规则（当规则使用时）等。 链定义了超媒体的结构，提供了浏览、查询节点的能力,7.3.3 智能超媒体的推理模型,目前最适合于智能超媒体的推理模型是语义网模型和流控模型。 1语义网模型 语义网与超媒体的结构很相似，也是由节点和链组成的。但它的节点是一种概念或知识的描述，链则表示节点之间的逻辑关系。它通过沿层次链的继承性或主动扩散进行推理
15、。,7.3.3 智能超媒体的推理模型,2流控模型 流控模型是一种由固定点和转移链组成的图表式模型，固定点用“”表示，转移链用“”表示。 用流控模型可以构造智能超媒体的推理模型，并能控制浏览过程。,7.4 web搜索技术,7.4.1 Web搜索的概念,1Web搜索的产生与发展 2Web搜索引擎的组成和功能 搜索引擎在体系结构上分为下载、分析、索引和查询4大系统。其中下载系统负责从Web网上下载各种类型的网页，并且保持对Web网变化的同步；分析系统负责抽取下载系统得到的网页数据，并进行排序和分词计算；索引系统负责将分析系统处理后的网页对象索引入库；查询系统负责分析用户提交的查询请求，然后从索引库中
16、检索出相关网页并将网页排序后，以查询结果的形式返回给用户。,7.4.2 Web搜索技术及算法,1网页分析及爬虫程序 如果将Web网看成是一个相互连通的连通图，网页为节点，链接（link）为边，那么任意一个网页就可能被其他网页链接，这种链接称为“反向链接”。同时，这个网页也可能链接到其他网页，这种链接称为“正向链接”。沿着这些链接就可以对整个Web网进行遍历，其中沿正向链接进行的遍历称为“正向遍历”，沿反向链接进行的遍历称为“反向遍历”。,7.4.2 Web搜索技术及算法,无论是正向遍历还是反向遍历，不同的入口节点会带来不同的遍历效果。 爬虫程序就是利用遍历的方式对网页进行分析和获取的。它通过下载网页，进行存储，并分析其中的链接，继而漫游到其他链接指向的网页，循环往复地进行，来抓取新的且可公共访问的Web网页、图片和文档等资源，形成搜索系统的网页库。,7.4.2 Web搜索技术及算法,2信息抽取及网页查重 对下载的网页进行信息抽取，消除重复，进行切词分词，并完成网页排序，这是搜索引擎分析系统要完成的最重要的工作。 信息抽取
