Гипертекстовая технология. 2

ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ

КУРСОВАЯ РАБОТА НА ТЕМУ

«Гипертекстовая технология»

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Тема данной работы – «Гипертекстовая технология». В настоящей работе мною будут  рассмотрены понятия гипертекста, гипертекстовой технологии, преимущества и область применения гипертекстовой технологии, понятие WWW как всемирного хранилища информации, в котором представление информации основано на гипертекстовых ссылках, а также рассмотрены три наиболее важные для WWW технологии – HTML, HTTP и URL, и понятия программы-клиента и программы-сервера.

Целью данной работы является анализ сущности и особенностей гипертекстовой технологии и ее важного приложения – WWW.

Задача данной работы –  изучить разные информационные источники (специальная литература, интернет-ресурсы) и раскрыть в работе сущность и особенности гипертекстовой технологии и WWW.

В процессе исследования предполагается использовать метод изучения и анализа информационных источников.

Гипертекст - технология на базе средств обработки больших, глубоко вложенных, структурированных, связанных семантически, понятийно текстов, информации, которые организованы в виде фрагментов (текста), относящихся к одной и той же системе объектов, расположенных в вершинах некоторой сети и выделяемых обычно цветом. Они позволяют при машинной реализации быстро, нажатием нескольких клавиш, вызывать и помещать в нужное место просматриваемого или организуемого нового текста нужные фрагменты гипертекста, "привязанные" к выделенным по цвету ключевым словам или словосочетаниям¹.

Развитие средств  вычислительной техники привело  к ситуации, когда вместо традиционных параметров — производительность, пропускная способность, объем памяти, узким местом стал интерфейс с пользователем. Первым шагом на пути преодоления кризисной ситуации стала концепция гипертекста, впервые предложенная Теодором Хольмом Нельсоном.

Термин «гипертекст» был введен в обращение в 1965 году Тедом Нельсоном (Ted Nelson) для описания документов, которые выражают нелинейную структуру идей, в противоположность линейной структуре традиционных книг, фильмов и речи. Более поздний термин «гипермедиа» близок к нему по смыслу, но он подчеркивает наличие в гипертексте нетекстовых компонентов, таких как анимация, записанный звук и видео.

«Под «гипертекстом» - писал Нельсон - я понимаю непоследовательную запись. Обычно процесс письма осуществляется последовательно по следующим двум причинам. Во-первых, потому, что он является производным от речи..., которая не может не быть последовательной (так как у нас для этого только один канал), и, во-вторых, потому, что книги неудобно читать иначе как последовательно. Однако мысли образуют структуры, которые не являются последовательными - они связаны многими возможными переходами»².

Информационной структурой, которую Нельсон предложил называть гипертекстом пользовались уже давно. Так, нелинейная форма представления знаний является традиционной для религиозных писаний, широко использующих многочисленные сноски, ссылки, комментарии и комментарии на комментарии. Примером может служить Библия (см. Приложение 1).

Гипертекстовая  технология дала возможность структурированного представления любого текста, в котором автор может выделить несколько уровней детализации сигнала. Гипертекст имеет широкое применение – он используется в обучающих системах, во всемирной сети Интернет, в системах баз данных. Есть и другие важные области его применения. Таким образом, актуальность темы работы не вызывает сомнений.

1. Понятие гипертекстовой технологии

1.1. Общее понятие  о гипертекстовой технологии

Гипертекст представляет собой новый вид информационных моделей – метод представления текста, изображения, звука и видео, связанных друг с другом произвольной (а не последовательной) ассоциативной памятью. За счет этого он обладает положительными свойствами энциклопедии, монографии и тезауруса.

Гипертекстовая  технология — это технология преобразования текста из линейной формы в иерархическую, поэтому использование гипертекстовой технологии позволяет кардинально изменить способ просмотра и восприятия информации. Читая текст в книге, мы просматриваем его последовательно, страница за страницей. Если в процессе чтения мы встретим термин, значение которого объяснялось раньше, то в этом случае нам придется листать страницы книги в обратном порядке до тех пор, пока не найдем нужное нам определение непонятного термина. Использование же гипертекстовой технологии позволяет значительно упростить работу с текстом и найти нужное определение за считанные секунды

Гипертекст  содержит не только информацию, но и  аппарат ее эффективного поиска. По глубине формализации информации гипертекстовая технология занимает промежуточное положение между документальными и фактографическими информационными системами.

Структурно  гипертекст состоит из информационного  материала, тезауруса гипертекста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Тезаурус гипертекста  – это автоматизированный словарь, отображающий семантические отношения между лексическими единицами дескрипторного информационно-поискового языка и предназначенный для поиска слов по их смысловому содержанию. Тезаурус гипертекста состоит из тезаурусных статей, которые имеют заголовок и список заголовков родственных тезаурусных статей, где указаны тип родства и заголовки тезаурусных статей. Последние совпадают с наименованием информационной статьи и являются наименованием объекта, описание которого содержится в информационной статье. В отличие от традиционных тезаурусов-дескрипторов тезаурус гипертекста содержит не только простые, но и составные наименования объектов. Формирование тезаурусной статьи гипертекста означает индексирование текста.

Полнота связей, отражаемых в тезаурусной статье, и точность установления этих связей, в конечном итоге определяют полноту и точность поиска при обращении к данной статье гипертекста. Существуют следующие типы родства, или отношения вид-род, род-вид, предмет-процесс, процесс-предмет, целое-часть, часть-целое, причина-следствие, следствие-причина и т.д. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видовому – специфическую информацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родовидовых отношений. Список заголовков родственных тезаурусных статей представляет собой локальный справочный аппарат, в котором указываются ссылки только на ближайших родственников. Тезаурус гипертекста можно представить в виде сети: в узлах находятся текстовые описания объекта (информационные статьи), ребра сети указывают на существование связи между объектами и на тип родства. В гипертексте весь поисковый аппарат реализуется как тезаурус гипертекста.

Список главных  тем содержит заголовки всех справочных статей, для которых нет ссылок с отношениями ни род-вид, ни часть-целое. Желательно, чтобы список занимал не более одной панели экрана.

Алфавитный  словарь содержит перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке.

В простейшем случае технология построения гипертекста включает следующие пять основных этапов:

1) разделение  текста на отдельные главы  или темы;

2) выбор основного  маршрута чтения гипертекста  и расстановка ссылок, ведущих пользователя по темам последовательно, в соответствии с основным маршрутом;

3) определение  дополнительных маршрутов чтения, которые могут оказаться удобными  читателю, и расстановка ссылок, позволяющих осуществить логичный  переход от основного маршрута  к дополнительным;

4) выявление  и написание недостающих частей текста, которые требуются для логичного следования по маршрутам чтения;

5) связь ссылок  с существующими темами.

Простота концепции  гипертекста обусловливает и  формальную простоту общепринятой технологии создания гипертекстов. Имея простейшую систему построения гипертекстов, можно быстро собрать из нескольких текстовых фрагментов гипертекст и формально получить самостоятельную гипертекстовую информационную систему, программный продукт или подсистему подсказки. Однако в силу видимой простоты гипертекстовой технологии легко создать гипертекстовую информационную систему с низким качеством.

   Гипертексты  обладают определенной семантической  (смысловой) сетевой структурой. При многократном просмотре, если  гипертекст используется как  учебник, эта структура будет сильно влиять на структуру знаний пользователя по изучаемому вопросу. Поэтому при построении гипертекстовых систем следует уделять внимание не только тому, как разбить исходный текст на части, но и тому, насколько пользователю будет понятно, легко и удобно работать с этими частями текста.

   К основным  элементам гипертекстовой технологии  относятся: информационный фрагмент, тема, узлы, ссылки.

   Информационный  фрагмент гипертекста может представлять  собой линейную последовательность строк текста, рисунок, видеофрагмент, аудиофрагмент.

   Тема  содержит краткое название информационного  фрагмента. Информационный фрагмент может состоять целиком из множества тем либо включать в себя одну или несколько тем наряду с прочей информацией.

   Узлом  в гипертексте называется информационный фрагмент, из которого возможен переход к другим информационным фрагментам гипертекста.

   Ссылка  представляет собой слово, фразу  или набор фраз, с помощью которых осуществляется переход от одного узла к другому. Ссылки могут быть референтными или организационными.

   Референтные  ссылки — это наиболее типичный  вид ссылок в гипертекстах. Они,  как правило, имеют два конца,  обычно это направленные связи,  хотя большинство гипертекстовых информационных систем поддерживает и обратное движение по ссылке. Исходный конец референтной ссылки называется «источник». Логически это отдельная точка или область в тексте. Другой конец называется «назначением» — это определенная точка или область в гипертексте. С источником ссылки связывается некоторая пометка, указывающая наличие ссылки, — она показывает имя ссылки, обычно изображается в виде последовательности символов и высвечивается как отдельная единица текста. Например, при щелчке по термину появится информационный фрагмент, разъясняющий значение этого термина.

   Организационные  ссылки устанавливают явные связи  между двумя точками гипертекста  и отличаются от референтных  тем, что поддерживают иерархическую  структуру в гипертексте. Организационные  ссылки связывают узел-родитель  с узлами-сыновьями и, таким образом, формируют древовидный подграф в рамках общего гипертекстового сетевого подграфа. Такие ссылки часто соответствуют отношению «быть частным случаем», и по этой причине операции над этими ссылками (при построении гипертекста) отличаются от операций над референтными ссылками.

   Кроме  явных референтных и организационных  ссылок, в некоторых гипертекстовых системах имеется возможность устанавливать неявные ссылки через использование ключевых слов. Для этого гипертекстовая система должна иметь возможность сквозного поиска заданной подстроки среди всех узлов гипертекста (в некотором порядке), а в самом гипертексте должны активно использоваться ключевые слова. Примером использования неявных ссылок может служить поиск в Интернет-браузерах, таких, как Yandex, Rambler, Yahoo и т. д..

Основными принципами построения гипертекста являются принципы общезначимости, объектографии, жизненного цикла.

Принцип общезначимости предполагает включение в информационную статью лишь специфических суждений, справедливых относительно всех объектов, соответствующих заголовку статьи. При этом информация, относящаяся к нескольким темам, связанным родовидовым отношением, должна размещаться в фонде или документах, который должен определять глубину индексирования документов в фонде.

Принцип объектографии  основан на положении, что единицей хранения является информация, извлеченная из различных документов-первоисточников и относящаяся к конкретному объекту, который является предметом описания в поисковом образе.

Принцип жизненного цикла включает данные о совокупности процессов, в которых участвует объект от момента его возникновения до исчезновения. Информация о каждом этапе жизненного цикла объекта оформляется в виде отдельной статьи. Последняя должна иметь ссылку на статью об объекте.

1.2. Преимущества гипертекста

Самое главное, что дает пользователям гипертекст – это доступ к иерархически организованной информации и, следовательно, возможность без дополнительных усилий проследить логику автора, быстро просматривая по ходу чтения ссылки на информацию, используемую автором для иллюстрации и аргументации своей позиции по тому или иному вопросу.

Рассмотрим  также и другой аспект применения гипертекста. Он касается гипертекстовой информационной модели. Эта модель, основанная на гипотезе о том, что переработка и генерация идей человеческим мозгом происходит ассоциативно, получила большое признание в качестве структуры для эффективного представления и передачи знаний.  Так называемая «гипертекстовая система», технически реализующая эту модель,  использует электронные и программные средства для преодоления ограничений линейной природы текста, напечатанного на бумаге. Так, бумага – это плоская среда, она хорошо приспособлена для представления только двухмерного потока информации: линейного и иерархического. Мы читаем последовательно слева направо, сверху вниз, переворачиваем страницы. В отличие от этого гипертекстовая система, содержащая сеть узлов (фрагментов, модулей, фреймов) и заданные на них ассоциативные связи, порождает трехмерное информационное пространство, что создает информационную среду, адекватную глубинной структуре переработки идей человеческим мозгом.

Когнитивная психология, изучающая процесс передачи знаний, полагает, что линейно писать и  читать человек учится, тогда как в глубине его мышления лежат трансформации значительно более сложных представлений. В весьма упрощенной модели писатель (ученый, специалист, литератор и др.) идет от сети идей к линейному тексту, а читатель осуществляет обратную трансформацию линейного текста в сеть идей.

В отличие от других систем записи, гипертекстовая система позволяет создателю любого текста –  технического, экономического, художественного, другого – записать в явной форме сеть идей, мыслей, тезисов, фрагментов, и открывает читателю прямой доступ ко всей этой сети. Производительность труда создателя текста и точность восприятия материала читателем при этом возрастают, так как исключаются промежуточные трансформации. Оперируя вербальными и невербальными представлениями, гипертекстовые системы позволяют выдавать пользователю информацию в наиболее эффективной форме с учетом не только сущности информации, но и индивидуальных психофизиологических особенностей пользователя. Тем самым гипертекстовые системы впервые предлагают инструмент, способный поддерживать процессы ассоциативного мышления, доминирующие в правом полушарии нашего мозга.

1.3. Области применения гипертекстовой технологии

В связи с  вышеизложенным совершенно естественным является то, что область применения гипертекстовой технологии достаточно широка. Наиболее актуально применение гипертекстовой технологии в издательской деятельности, в библиотечной работе, в обучающих системах, при разработке документации, законов, справочных руководств, баз данных, баз знаний. Можно привести и такую классификацию сфер применения гипертекстовой технологии:

1. Энциклопедии, словари, каталоги, справочники, оперативные руководства и инструкции, интерактивные системы технической документации;

2. Системы обучения;

3. Системы обработки  идей и мозговой атаки;

4. Системы групповой  работы;

5. Системы поддержки  процессов принятия решений;

6. Системы разработки программного обеспечения;

7. Другие: имитация и моделирование, юриспруденция, Всемирная паутина (WorldWideWeb), проектирование интерфейсов, организационное управление.

 Наиболее  популярным направлением  применения  гипертекстовых технологий в Интернете являются WEB - публикации (WordWideWeb), организованные в локальные архивы, сайты или Web – странички.

В силу того, что по сравнению  с аналитической, гипертекстовая технология обеспечивает описание объекта смысловыми понятиями и логическими связями, она нашла применение в системах искусственного интеллекта. Использование принципов построения гипертекста обеспечивает взаимосвязанность и достоверность информационных компонентов.

Совместно с аналитической, гипертекстовая технология является перспективной в области создания гибридных интеллектуальных систем.

2. HTML – язык разметки гипертекста

Всемирная паутина Web основывается на двух технологиях, одной из которых является язык разметки гипертекста HTML (Hypertext Markup Language), позволяющий помещать в Web красиво оформленные страницы (с графикой, анимацией и форматированным текстом) и связывать их с другими Web – страницами. HTML представляет собой формат гипермедийных документов, использующихся в WWW для предоставления информации. Он описывает структуру и связи документа, и, по сути, определяет правила описания гипертекстов и отображения их браузерами на экранах компьютеров.

В своем классическом виде HTML был создан в начале 1990 годов отцом всемирной паутины, работником CERN (European Organization for Nuclear Research) Тимом Бернерсом-Ли. По своей сути HTML не был чем-то революционным. Язык был основан на SGML(Standard Generalized Markup Language – стандартный обобщенный язык разметки).

Идея HTML - пример чрезвычайно удачного решения проблемы построения гипертекстовой системы при помощи специального средства управления отображением.

На разработку HTML существенное влияние оказали два фактора: исследования в области интерфейсов гипертекстовых систем и желание обеспечить простой и быстрый способ создания гипертекстовой базы данных, распределенной в сети.

Web-документы, создаваемые  на языке HTML, сохраняются в  файлах с расширениями *.HTML или *.HTM. Они представляют собой текстовые ASCII-файлы с командами форматирования, содержащими информацию о компоновке документа: шрифтах, стилях текста, заголовках, абзацах, списках и гиперссылках. Можно использовать в тексте HTML-документа вставки на языках JavaScript и VBScript. Приложения CGI (Common Gateway Interface - стандартный шлюзовой интерфейс) и ISAPI (Internet Server Application Programming Interface - интерфейс прикладного программирования сервера Интернета) позволяют организовать связь между документами HTML и СУБД для отображения информации, содержащейся в БД, и работы с ней.

2.1. Задачи, решаемые при помощи HTML

WEB-публикации представляют  собой гипертекстовые структуры,  для создания которых был разработан язык разметки гипертекста (НТМL). НТМL изначально был ориентирован на создание простых текстовых страниц для их последующей передачи адресату в системе электронной почты или других сервисах вычислительных сетей. Сегодня этот язык превратился в средство, на котором базируются современные технологии создания и оформления всего многообразия электронных документов и их компонентов, использующих цвет, видео- и аудиоинформацию, различные растровые образы в качестве фона и даже встроенные прикладные программы.

Язык HTML обеспечивает управление форматированием символов, заголовков, списков, связями и элементами изображений, командами для меню и интерактивных форм интерфейса пользователя. Предоставляется возможность контроля над компоновкой страниц с помощью таких конструктивных элементов, как таблицы, кадры, фреймы, средства для работы с таблицами, фоновыми изображениями, математическими уравнениями, мультимедийными элементами. Предусматривается возможность использования утилит, верхних и нижних индексных символов. Коды формирования таблицы и работы с изображениями позволяют управлять отображением этих элементов, не дожидаясь загрузки всей таблицы или изображений целиком. Их сфера управления расширена и охватывает содержимое таблиц, кадров, фреймов и мультимедийных элементов. Используемые коды языка HTML совместимы с современными браузерами.

Язык HTML был разработан специально для того, чтобы обеспечить быструю  пересылку документов. Чтобы размер файлов оставался небольшим, весь текст  в HTML-файлах хранится в обычном формате ASCII; все шрифты и команды форматирования воспроизводятся программой просмотра конечного пользователя, а не документом HTML. Более того, поэтапная загрузка предоставляет пользователю возможность читать текст во время пересылки изображений.

С помощью гипертекстового языка HTML, WWW унифицирует и связывает воедино весь тот огромный объем информации, который хранится в Интернете в форме текстов, изображений и звукового сопровождения. Задачей HTML при этом является описание структуры и связей документов.

2.2. Гипертекстовые ссылки

Гипертекстовые ссылки являются ключевым компонентом, делающим WEB привлекательным для пользователей. Добавляя гипертекстовые ссылки, мы делаем набор документов связанным и структурированным, что позволяет пользователю получать необходимую ему информацию максимально быстро и удобно.

Ссылки имеют  стандартный формат, что позволяет браузеру интерпретировать их и выполнять необходимые функции (вызывать методы) в зависимости от типа ссылки. Ссылки могут указывать на другой документ, специальное место данного документа или выполнять другие функции, например запрашивать файл по FTP-протоколу для отображения его браузером. URL может указывать на специальное место по абсолютному пути доступа, или указывать на документ в текущем пути доступа, что часто используется при организации больших структурированных WEB-сайтов.

Гипертекстовые  ссылки были признаны наиболее эффективной формой организации гипертекста.

2.3. Состав HTML-документа

Если на какой-либо Web-странице кликнуть по ней правой кнопкой мышки и выбрать из контекстного меню «Просмотр кода страницы» (в случае браузера Google Chrome), то в отдельной вкладке откроется текст, который и является HTML- кодом, состоящим из совокупности тегов. Тегами называются команды языка HTML. Эти теги определяют то, что пользователи видят при просмотре. В упрощенном виде структуру HTML-документа можно представить как в Приложении 2.

Текст документа HTML, который определяет содержание того или иного элемента на странице, заключается между открывающим и закрывающим тегами (например, <head> и </head>). Как вы могли заметить, названия тегов заключаются между угловыми скобками, а закрывающий тег отличается от открывающего только наличием в нем слэша. В примере Приложения 2 есть все три главных тега (html, head, body) и специальный тег DOCTYPE.

Все вышеприведенные теги являются обязательными и входят в состав любого документа HTML. Кроме этого, существуют теги, называемые пустыми, которые не требуют закрытия (например, <br>, определяющий перенос строки). В языке разметки существует строго ограниченный набор тегов для всех разработчиков.

Итак, структура HTML-документа имеет следующий вид:

<html>

   <head>

        Заголовок документа

   </head>

   <body>

        Тело документа

   </body>

</html>

Теги <html> </html> являются контейнером для всех остальных, то есть в них помещаются все остальные. Таким образом, ваш документ должен начинаться с тега <html>, а заканчиваться тегом </html>.

Сам документ условно  разделен на две части - заголовок документа (теги <head> </head>) и тело документа (теги <body> </body>).

Заголовок документа - тег HEAD и его элементы

Заголовок документа  содержит служебную информацию и  не влияет на внешний вид документа. Его задачей является предоставление браузеру пользователя или серверу информации о том, как отобразить ваш документ.

Упрощенный  вид HTML-документа см. в Приложении 2.

Информацию  о других тэгах см. в Приложении 3.

2.4. Использование теории паттернов при разработке гипертекстовых систем

Несмотря на широкое распространение гипертекстовых технологий, разработка полностью формализованной модели организации гипертекстовых данных, такая, которая бы обеспечивала формализованные процедуры синтеза (разработки, проектирования) и анализа (использования) гипертекстовых систем, еще не завершена. Главная сложность заключается в составлении формализованного описания смысла текстов на естественном языке.

Это привело  к необходимости создания новых  методов моделирования и проектирования информационных систем, которые бы расширяли и дополняли табличные и графовые методы.

Несмотря на возникшие сложности, в научной литературе имеется ряд работ, посвященных формальным моделям гипертекстовых структур.  Среди этих работ, посвященных разным подходам к формированию гипертекстовых структур, выделяют теорию паттернов, разработанную американским математиком У. Гренандером и развитую впоследствии для гипертекста Л. В. Шуткиным.

Данная теория послужила основой построения нового вида модульных систем, названных паттерновыми сетями. Благодаря своим модульным свойствам, паттерновые сети моделируют структуры, содержание и другие характеристики модульных систем. Специалисты отмечают, что дискретная теория паттернов и паттерновые сети находятся на сегодняшний момент в начальной стадии развития, и их практическое применение сводится к моделироваию компьютерных гипертекстов как модульных систем.

В теории паттернов подход к формированию гипертекстовых структур основывается на формализации отдельных текстов специальными математическими конструкциями. При этом текст рассматривается как сложноорганизованная совокупность отдельных тем, каждая из которых может выражаться фрагментом текста с минимальным размером в виде одной строки. Для описания гипертекста в теории паттернов вводятся также специальные объекты - кнопки (аналог гиперссылки) и связи с идентификаторами и дополнительными параметрами (тип, направленность и т. д.). В результате размеченный гипертекст можно описывать теми или иными паттерновыми конфигурациями. Вместе с тем теория паттернов не содержит средств синтеза обычного текста в гипертекст.

2.5. Современное  развитие HTML

Протокол передачи гипертекста HTML причисляют к наиболее важным прикладным протоколам.

Современный HTML – это версия HTML 4.01, которая была разработана в 1997 году и используется по сей день. Версия HTML 4.01 определяет команды HTML, реализованные всеми современными браузерами. Однако вместе с тем некоторые браузеры допускают применение нестандартных команд, возможно, некорректно обрабатываемых другими браузерами, поэтому рекомендуется избегать использования таких команд либо размещать на головной странице сайта предупреждающее сообщение вроде: «Страницы оптимизированы для браузеров Opera, IE6 и FireFox».

В настоящий  момент уже существует версия HTML 5.

3. HTTP, URL, WWW, программы-клиенты и программы-серверы

3.1. HTTP – протокол обмена гипертекстовой информацией