Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten

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Doktorandenforum Natur+Wissenschaft, April 2009, Studienstiftung des deutschen Volkes

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Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten

  1. 1. Einführung Architektur Web Services Schluss Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten Doktorandenforum Natur+Wissenschaft Christoph Lange Jacobs University Bremen 4. April 2009 Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 1
  2. 2. Einführung Architektur Web Services Schluss println("Hello, World!n"); Christoph Lange, Informatik, Jacobs University Bremen Fachgebiet: Semantic Web, Mathematical Knowledge Management (Verbindung von beidem) Stadium: Bausteine zu Ende führen, zusammensetzen, Doktorarbeit aufschreiben Vortragsthema: Ein Baustein Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 2
  3. 3. Einführung Architektur Web Services Schluss Interaktive Dokumente Mathematik überall, aber nicht interaktiv! Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 3
  4. 4. Einführung Architektur Web Services Schluss Mathematische Web Services Es gibt Web Services, die . . . Dokumente flexibel an unterschiedliche Zielgruppen anpassen Lösungen des Anwenders für Aufgaben überprüfen Ausdrücke auswerten, Probleme lösen Nichts Neues, aber gibt es das auch in Dokumenten? Manchmal, aber nicht leicht einzubinden; meist nur im eigenen System nutzbar Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 4
  5. 5. Einführung Architektur Web Services Schluss Das (nicht mathematische) Web 2.0 + Craig’s List Google Maps Housingmaps (Mashup) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 5
  6. 6. Einführung Architektur Web Services Schluss Eine Architektur für interaktive Dokumente integrated backend or independent web services unit content notation converter dictionaries collection Web Services renderer menu layers elision folding unit definition notation initially mouse keybd conversion lookup selection generates Client Modules action GUI objects Services Document XHTML+MathML+OpenMath, JavaScript http://jomdoc.omdoc.org/wiki/JOBAD Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 6
  7. 7. Einführung Architektur Web Services Schluss Ein Dokumentenformat, das Interaktion ermöglicht Mathematisches Markup im Web (MathML & co.): Semantik Präsentation Wie sieht die Formel aus? Was bedeutet sie? “Große Klammer auf, oben n, un- “Binomialkoeffizient ‘n über k” ten k, große Klammer zu” Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 7
  8. 8. Einführung Architektur Web Services Schluss Umschalten zwischen alternativen Anzeigen <OMATTR > darstellen als <OMATP > <OMS cd=" f o l d i n g " <m a c t i o n a c t i o n t y p e =" a b b r e v " name=" a b b r e v "/> s e l e c t i o n ="1"> Epot (R) −e 2 4π 0 R/2 </OMATP > Epot (R) −e 2 4π 0 R/2 </maction > </OMATTR> Hier: vom Autor vorbereitet. Aber auch: Subterme ein-/ausfalten sowie Undo/Redo für andere Dienste Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 8
  9. 9. Einführung Architektur Web Services Schluss Querverbundenes “Parallel Markup” <annotation-xml encoding="OpenMath"> <semantics> <OMA id="E"> <!-- a+b 2 c --> <OMS cd="arith1" name="plus" <mrow xref="#E"> id="E.0"/> <mi xref="#E.1">a</mi> <OMV name="a" id="E.1"/> <mo xref="#E.0">+</mo> <OMA id="E.2"> <mrow xref="#E.2"> <OMS cd="arith1" name="times" <msup xref="#E.2.1"> id="E.2.0"/> <mi xref="#E.2.1.1">b</mi> <OMA id="E.2.1"> <mn xref="#E.2.1.2">2</mn> <OMS cd="arith1" name="power" −→ </msup> id="E.2.1.0"/> <mo xref="#E.2.0">⁢ <OMV name="b" id="E.2.1.1"/> <!-- INVISIBLE TIMES --> <OMI id="E.2.1.2">2</OMI> </mo> </OMA> <mi xref="#E.2.2">c</mi> <OMV name="c" id="E.2.2"/> </mrow> </OMA> <mo xref="#E.0">+</mo> <OMV name="d" id="E.3"/> <mi xref="#E.3">d</mi> </OMA> </mrow> </annotation-xml> Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 </semantics> 9
  10. 10. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! 5 · (x + y )n+3 ≤ (a · b)! ∨ ¬p ∧ ¬(q ≤ π) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  11. 11. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! 5 · (x + y )n+3 ≤ (a · b)! ∨ (¬p ∧ ¬(q ≤ π)) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  12. 12. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! (5 · (x + y )n+3) ≤ (a · b)! ∨ (¬p ∧ ¬(q ≤ π)) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  13. 13. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! (5 · (x + y )n+3) ≤ ((a · b)!) ∨ ((¬p) ∧ (¬(q ≤ π))) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  14. 14. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! ((5·(x +y )n+3) ≤ ((a·b)!))∨((¬p)∧(¬(q ≤ π))) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  15. 15. Einführung Architektur Web Services Schluss Leichtgewichtige Annotationen für flexibles Ein-/Ausblenden Allgemein: Information weglassen, die den Leser verwirrt, oder die nicht aufs Papier passt Speziell: Redundante Klammern um stark bindende Operatoren Was, wenn der Leser neue Operatoren gerade erst lernt? ⇒ Klammern interaktiv machen! ((5·(x +y )(n+3)) ≤ ((a·b)!))∨((¬p)∧(¬(q ≤ π))) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 10
  16. 16. Einführung Architektur Web Services Schluss Web Services integrieren Nicht auf ein Muster festgelegt (REST bzw. XML-RPC bzw. SOAP), kein fester Satz von Web Services Der Server, von dem ein Dokument kommt, kümmert sich darum . . . vorhandene Services anzupreisen . . . und den nötigen JavaScript-Code gleich zum Client zu schicken <s c r i p t s r c=" . . / s c r i p t s / j o b a d . j s " /> <s c r i p t type=" t e x t / j a v a s c r i p t "> j o b a d I n i t ( " contextmenu " ) ; jobadInit (" elision " ); j o b a d I n i t ( " d e f i n i t i o n −l o o k u p " , " Look up d e f i n i t i o n " , " h t t p : / / j o b a d . mathweb . o r g / backend ? a c t i o n=d e f i n i t i o n − &c d b a s e=$ c d b a s e&cd=$cd&name=$name " ) ; </ s c r i p t> Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 11
  17. 17. Einführung Architektur Web Services Schluss Rendering Hintergrund: Funktional/strukturelle Repräsentation mathematischer Formeln in der Datenbank, aber der Mensch will sie lesen können Ein extra Dienst?! – Das will man doch immer haben! Ist aber Voraussetzung, um Ausgaben anderer Web Services lesbar zu machen! <OMA> <OMS cd=" c o m b i n a t 1 " name=" b i n o m i a l "/> n n k <OMV name="n"/> k , oder Ck , Cn <OMV name="k"/> </OMA> Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 12
  18. 18. Einführung Architektur Web Services Schluss Definitionen nachschlagen Eingabe: Name eines Symbols; Ausgabe: dessen Definition (in semantischem Markup, oder gerendert) Alternative: Expansion an Ort und Stelle (geht nicht immer) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 13
  19. 19. Einführung Architektur Web Services Schluss Einheiten-Umrechnung Einheiten in semantischem Markup: Zahlen, mit “Einheiten-Symbolen” multipliziert (oder komplexere Verknüpfungen von Einheiten-Symbolen, ggf. mit Präfix) <OMA> <OMS cd="arith1" name="times"/> <OMI>1</OMI> <OMS cd="units_metric1" name="metre"/> </OMA> Einen Web Service dafür gibt es: Eingabe: ausgewählter Ausdruck, Zieleinheit; Ausgabe: konvertierter Ausdruck (gerendert) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 14
  20. 20. Einführung Architektur Web Services Schluss Integrierte Backends Theorie: Alle Services separat (sauberes Modell) Praxis: Mehrere Services in integriertem Backend (effizienter bzgl. Platz und Zeit) Wir entwickeln solche Backends (z. B. mein semantisches Wiki SWiM: http://wiki.openmath.org → letztes Doktorandenforum) Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 15
  21. 21. Einführung Architektur Web Services Schluss Schluss 1 Architektur für interaktive mathematische Dokumente 2 Leser kann Aussehen interaktiv anpassen 3 Dokument interagiert mit Web Services 4 Wissensrepräsentation holt das Letzte aus MathML heraus 5 Kernsystem mit einigen Diensten; Server kann weitere anpreisen 6 Probiert die Demos unter http://jomdoc.omdoc.org/wiki/JOBAD aus! Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 16
  22. 22. Einführung Architektur Web Services Schluss Zukunft Was wir sonst noch planen: n n k Notations-Auswahl (·/×/unsichtbar, k /Ck , Cn ) Führungen (erweitertes Nachschlagen) Suche diese oder ähnliche Formeln im Web (→ http://search.mathweb.org) Links ins Web (z. B. Wikipedia) Größere Strukturen als Formeln interaktiv machen: Beweisschritte, rhetorische Strukturen Anpassungen speichern (und später wieder abrufen) Eure Ideen? Diskussion: Evaluation Forschungsleistung in betreuter Bachelor-Arbeit Ch. Lange (Jacobs University) Web Services in interaktiven mathematischen Dokumenten 4. April 2009 17

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