Система астрофизических данных SAO/NASA ( ADS ) — это онлайн-база данных , содержащая более 15 миллионов записей публикаций, разработанных Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) по астрономии и физике . Тезисы большинства статей доступны бесплатно, а полностью отсканированные статьи могут быть доступны в формате графического обмена (GIF) и формате переносимого документа (PDF). Размещенные статьи могут быть из рецензируемых или нерецензируемых источников. ADS находится под управлением Смитсоновской астрофизической обсерватории .
Начиная с 1992 года, ADS представляет собой исследовательский инструмент, который улучшает астрономические исследования и специально адаптирован к астрономическим потребностям. [1] Денежная выгода, которую приносит ADS астрономии, эквивалентна нескольким сотням миллионов долларов США каждый год (2005 г.). [2] [3]
Статистика использования Системы астрофизических данных SAO/NASA ( ADS ) может использоваться для анализа глобальных тенденций в астрономических исследованиях, поскольку она используется астрономами по всему миру. Эта статистика выявила прямую корреляцию между количеством астрономов и объемом исследований, которые проводит астроном, и валовым внутренним продуктом (ВВП) на душу населения страны, из которой базируется ученый.
Важность записи и классификации более ранних астрономических знаний и работ была признана в 18 веке, когда Иоганн Фридрих Вейдлер опубликовал первую всеобъемлющую историю астрономии в 1741 году и первую астрономическую библиографию в 1755 году. Эти усилия продолжил Жером де Ла Ланд , который опубликовал свою «Астрономическую библиографию» в 1803 году, работу, охватывающую период с 480 г. до н.э. до года публикации. Общая библиотека астрономии, том I и том II, были опубликованы Ж. К. Узо и А. Ланкастером в Брюсселе, а затем в период с 1882 по 1889 год. [4] [5]
По мере того как число астрономов и астрономических публикаций росло, библиографические усилия стали институциональными задачами, сначала в Королевской обсерватории Бельгии , где «Библиография астрономии» публиковалась с 1881 по 1898 год, а затем в Институте астрономических исследований в Гейдельберге, где ежегодно Astronomischer Jahresbericht издавался с 1899 по 1968 год. После этой даты он был заменен ежегодной серией книг «Рефераты по астрономии и астрофизике» , которая продолжалась до конца 20 века.
Однако в 1980-х годах астрономы осознали, что зарождающиеся технологии, которые легли в основу Интернета, могут быть использованы для создания электронной системы индексирования астрономических исследовательских работ, которая могла бы позволить астрономам осуществлять обширный поиск в существующей литературе по любой заданной теме исследования. , а также быть в курсе гораздо более широкого спектра исследований. [6]
Первое предложение о создании базы данных рефератов журнальных статей было сделано на конференции по астрономии из больших баз данных, проходившей в Гархинге под Мюнхеном в 1987 году. [7] [8] [9] [10] Первоначальная разработка электронной системы доступа астрофизические рефераты проходили в течение следующих пяти лет. В 1991 году состоялись дискуссии о том, как интегрировать ADS с базой данных SIMBAD , содержащей все доступные каталожные обозначения объектов за пределами Солнечной системы , чтобы создать систему, в которой астрономы могли бы искать все статьи, написанные о данном объекте. [2]
Первоначальная версия ADS с базой данных, состоящей из 40 статей, была создана в качестве доказательства концепции в 1988 году. Абстрактная служба ADS была анонсирована в ноябре 1992 года [1] и была выпущена для общего использования в апреле 1993 года. База данных ADS была успешно подключился к базе данных SIMBAD летом 1993 года. Создатели полагали, что это было первое использование Интернета, позволяющее одновременный запрос к трансатлантическим научным базам данных. До 1994 года услуга была доступна через проприетарное сетевое программное обеспечение, но в начале того же года она была перенесена в зарождающуюся Всемирную паутину . Число пользователей сервиса увеличилось в четыре раза за пять недель после внедрения веб-сервиса ADS. [2]
Сначала журнальные статьи, доступные через ADS, представляли собой отсканированные растровые изображения , созданные на основе бумажных журналов, но с 1995 года Астрофизический журнал начал публиковать онлайн-издания, а вскоре за ним последовали и другие основные журналы, такие как Астрономия и Астрофизика и Ежемесячный журнал. Уведомления Королевского астрономического общества . ADS предоставила ссылки на эти электронные издания с момента их первого появления. С 1995 года число пользователей ADS удваивалось примерно каждые два года. Сейчас ADS имеет соглашения почти со всеми астрономическими журналами, предоставляющими рефераты. Отсканированные статьи начала XIX века доступны через сервис, который сейчас содержит более пятнадцати миллионов документов.
В 2011 году ADS запустила оптимизированный поиск ADS Labs, в котором были представлены аспекты для уточнения и выбора запросов. В 2013 году была представлена версия ADS Labs 2.0 с новой поисковой системой, функциями полнотекстового поиска, масштабируемыми аспектами и API. В 2015 году новая ADS под кодовым названием Bumblebee была выпущена как ADS-beta. Бета-система ADS включает API микросервисов и динамическую загрузку страниц на стороне клиента, обслуживаемую на облачной платформе. В мае 2018 года статус бета-версии был удален, и Bumblebee стал интерфейсом ADS по умолчанию, при этом некоторые устаревшие функции (ADS Classic) остались доступными. [11] Разработка продолжается и по сей день, доступен расширяемый API , позволяющий пользователям создавать свои собственные утилиты поверх библиографической записи ADS.
Служба ADS распространяется по всему миру, имеет двенадцать зеркальных сайтов в двенадцати странах, при этом база данных синхронизируется еженедельными обновлениями с помощью rsync , утилиты зеркалирования, которая позволяет обновлять только те части базы данных, которые были изменены. Все обновления запускаются централизованно, но на зеркальных сайтах инициируются сценарии, которые «извлекают» обновленные данные с основных серверов ADS. [12]
Статьи индексируются в базе данных по их библиографической записи, которая содержит сведения о журнале, в котором они были опубликованы, а также различные связанные метаданные , такие как списки авторов, ссылки и цитаты . Первоначально эти данные хранились в формате ASCII , но со временем ограничения этого формата побудили специалистов по обслуживанию баз данных перевести все записи в формат XML (расширяемый язык разметки) в 2000 году. Библиографические записи теперь хранятся как элемент XML с суб- элементы для различных метаданных. [12]
С появлением онлайн-изданий журналов рефераты загружаются в ADS не позднее даты публикации статей, причем полный текст журнала доступен подписчикам. Старые статьи сканируются, а аннотация создается с помощью программного обеспечения оптического распознавания символов . Отсканированные статьи примерно до 1995 года обычно доступны бесплатно по соглашению с издателями журнала. [13]
Отсканированные статьи сохраняются в формате TIFF как среднего, так и высокого разрешения . Файлы TIFF по запросу преобразуются в файлы GIF для просмотра на экране, а также в файлы PDF или PostScript для печати. Сгенерированные файлы затем кэшируются , чтобы исключить ненужную частую регенерацию популярных статей. По состоянию на 2000 год ADS содержал 250 ГБ сканированных файлов, которые состояли из 1 128 955 страниц статей, содержащих 138 789 статей. К 2005 году этот объем вырос до 650 ГБ и, как ожидается, вырастет еще больше, примерно до 900 ГБ к 2007 году. [13] Никакой дополнительной информации опубликовано не было (2005 г.).
Первоначально база данных содержала только астрономические ссылки, но теперь она выросла и теперь включает три базы данных, охватывающие ссылки по астрономии (включая планетарные науки и физику Солнца), ссылки по физике (включая приборы и науки о Земле), а также препринты научных статей из arXiv . Астрономическая база данных на сегодняшний день является самой передовой, и на ее использование приходится около 85% общего использования ADS. Статьи распределяются по разным базам данных в зависимости от темы, а не журнала, в котором они опубликованы, так что статьи из любого журнала могут появиться во всех трех тематических базах данных. Разделение баз данных позволяет адаптировать поиск в каждой дисциплине, так что словам можно автоматически присваивать разные весовые функции при поиске в разных базах данных в зависимости от того, насколько они распространены в соответствующей области. [12]
Данные в архиве препринтов обновляются ежедневно из arXiv — главного хранилища препринтов по физике и астрономии. Появление серверов препринтов, как и ADS, оказало значительное влияние на темпы астрономических исследований, поскольку статьи часто становятся доступными с серверов препринтов за несколько недель или месяцев до их публикации в журналах. Включение препринтов из arXiv в ADS означает, что поисковая система может возвращать самые последние доступные исследования, с оговоркой, что препринты, возможно, не прошли рецензирование или корректуру в соответствии с необходимыми стандартами для публикации в основных журналах. База данных ADS, где это возможно, связывает препринты с впоследствии опубликованными статьями, так что поиск по цитированию и ссылкам возвращает ссылки на журнальную статью, в которой цитировался препринт. [14]
Программное обеспечение работает в системе, написанной специально для него, что позволяет осуществлять обширную настройку для астрономических нужд, что было бы невозможно с помощью программного обеспечения баз данных общего назначения . Сценарии разработаны так, чтобы быть максимально независимыми от платформы , учитывая необходимость облегчения зеркалирования на различных системах по всему миру, хотя растущее использование Linux в качестве предпочтительной операционной системы в астрономии привело к увеличению оптимизации сценариев для установки на эта платформа. [12]
Главный сервер ADS расположен в Центре астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт в Кембридже, штат Массачусетс , представляет собой двойной 64-битный сервер Intel X86 с двумя четырехъядерными процессорами с частотой 3,0 ГГц и 32 ГБ оперативной памяти , работающий под управлением дистрибутива CentOS 5.4 Linux . [13] Зеркала расположены в Бразилии, Китае, Чили, Франции, Германии, Индии, Индонезии, Японии, России, Южной Корее, Великобритании и Украине. [15]
В настоящее время (2005 г.) ADS получает рефераты или оглавления из почти двухсот журнальных источников. Сервис может получать данные об одной и той же статье из нескольких источников и создает одну библиографическую ссылку на основе наиболее точных данных из каждого источника. Общее использование TeX и LaTeX почти всеми научными журналами значительно облегчает включение библиографических данных в систему в стандартизированном формате, а также упрощается импорт веб-статей в формате HTML . ADS использует сценарии Python и Perl для импорта, обработки и стандартизации библиографических данных. [12]
На первый взгляд обыденная задача преобразования имен авторов в стандартный формат «Фамилия , начальный формат» на самом деле является одной из наиболее сложных для автоматизации из-за большого разнообразия соглашений об именах по всему миру и возможности того, что данное имя, такое как Дэвис, может быть первым. имя , отчество или фамилия. Точное преобразование имен требует детального знания имен авторов, работающих в астрономии, и ADS поддерживает обширную базу данных имен авторов, которая также используется при поиске в базе данных (см. ниже).
Для электронных статей легко извлекается список литературы, приведенный в конце статьи. Для отсканированных статей извлечение ссылок основано на распознавании текста. Затем справочную базу данных можно «инвертировать», чтобы составить список цитат для каждой статьи в базе данных. Списки цитирования использовались в прошлом для выявления популярных статей, отсутствующих в базе данных; в основном они были выпущены до 1975 года и теперь добавлены в систему.
В настоящее время база данных содержит более пятнадцати миллионов статей. В случае крупных журналов по астрономии ( «Астрофизический журнал» , «Астрономический журнал» , «Астрономия и астрофизика» , «Публикации Тихоокеанского астрономического общества» и «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества ») освещение является полным, все выпуски индексируются с номера 1. в данный момент. На эти журналы приходится около двух третей статей в базе данных, а остальная часть состоит из статей, опубликованных в более чем 100 других журналах со всего мира, а также в материалах конференций. [13]
Хотя база данных содержит полное содержание всех основных журналов, а также многих второстепенных, охват ссылок и цитат гораздо менее полный. Ссылки и цитирование статей в крупных журналах являются достаточно полными, но такие ссылки, как «частное сообщение», «в печати» или «в стадии подготовки», не могут быть сопоставлены, а ошибки авторов в списках литературы также приводят к потенциальным ошибкам. Астрономические статьи могут цитироваться и цитироваться статьями в журналах, которые выходят за рамки ADS, например, в журналах по химии , математике или биологии . [16]
С момента своего создания ADS разработала очень сложную поисковую систему для запроса абстрактных и объектных баз данных . Поисковая система специально создана для поиска астрономических рефератов, а сама система и ее пользовательский интерфейс предполагают, что пользователь хорошо разбирается в астрономии и способен интерпретировать результаты поиска, которые призваны возвращать не только самые релевантные статьи. В базе данных можно запрашивать имена авторов, названия астрономических объектов , заглавные слова и слова в реферативном тексте, а результаты можно фильтровать по ряду критериев. Он работает, сначала собирая синонимы и упрощая условия поиска, как описано выше, а затем создавая «инвертированный файл», который представляет собой список всех документов, соответствующих каждому поисковому слову. Затем к этому инвертированному списку применяются выбранная пользователем логика и фильтры для формирования окончательных результатов поиска. [17]
Система индексирует имена авторов по фамилии и инициалам, а также учитывает возможные варианты написания имен с помощью списка вариантов. Это характерно для имен, включающих такие акценты, как умлауты и транслитерацию арабского или кириллического алфавита . Пример записи в списке синонимов автора:
Возможность поиска статей по конкретным астрономическим объектам — один из самых мощных инструментов ADS. Система использует данные SIMBAD , внегалактической базы данных НАСА/IPAC , циркуляров Международного астрономического союза и Лунного и планетарного института для идентификации документов, относящихся к данному объекту, а также может осуществлять поиск по положению объекта, перечисляя документы, относящиеся к объектам внутри объекта. Радиус 10 угловых минут заданного прямого восхождения и склонения . Эти базы данных объединяют множество каталожных обозначений, которые может иметь объект, так что при поиске Плеяд также будут найдены документы, в которых знаменитое рассеянное скопление в Тельце упоминается под любыми другими каталожными обозначениями или популярными названиями, такими как M45, Семь сестер или Мелотт 22. [18]
Поисковая система сначала фильтрует условия поиска несколькими способами. При букве M, за которой следует пробел или дефис, пробел или дефис удаляются, так что поиск объектов каталога Мессье упрощается, а ввод пользователем значений M45, M 45 или M-45 приводит к выполнению одного и того же запроса; Аналогично, обозначения NGC и общие поисковые термины, такие как Shoemaker Levy и T Tauri, лишены пробелов. Неважные слова, такие как AT, OR и TO, удаляются, хотя в некоторых случаях чувствительность к регистру сохраняется, так что, хотя and игнорируется, And преобразуется в « Андромеда », а Her преобразуется в « Геркулес », но ее игнорируют. [19]
После предварительной обработки поисковых запросов в базу данных запрашивается измененный поисковый запрос, а также его синонимы. Помимо простой замены синонимов, такой как поиск форм множественного и единственного числа , ADS также ищет большое количество специально астрономических синонимов. Например, спектрограф и спектроскоп имеют по сути одно и то же значение, а в астрономическом контексте металличность и изобилие также являются синонимами. Список синонимов ADS был создан вручную путем группировки списка слов в базе данных по схожим значениям. [12]
Помимо синонимов английского языка , ADS также ищет английские переводы иностранных поисковых терминов и наоборот, так что поиск по французскому слову Soleil возвращает ссылки на Sun , а статьи на языках, отличных от английского, могут быть возвращены по английским поисковым запросам.
При необходимости замену синонимов можно отключить, чтобы можно было искать конкретно редкий термин, который является синонимом гораздо более распространенного термина (например, « линия даты », а не « дата »).
Поисковая система допускает логику выбора как внутри полей, так и между полями. Условия поиска в каждом поле можно комбинировать с помощью ИЛИ, И, простой логики или логической логики , и пользователь может указать, какие поля должны совпадать в результатах поиска. Это позволяет создавать сложные поиски; например, пользователь может искать статьи, касающиеся NGC 6543 ИЛИ NGC 7009 , с заголовками статей, содержащими (радиус ИЛИ скорость) И НЕ (обилие ИЛИ температура).
Результаты поиска можно фильтровать по ряду критериев, включая указание диапазона лет, например «с 1945 по 1975 год», «с 2000 года по настоящее время» или «до 1900 года», а также типа журнала, в котором опубликована статья [– ] нерецензируемые статьи, такие как материалы конференций . Их можно исключить или выполнить специальный поиск, либо отдельные журналы можно включить в поиск или исключить из него.
Хотя ADS был задуман как средство доступа к рефератам и статьям, он предоставляет наряду с результатами поиска значительный объем вспомогательной информации. Для каждого возвращенного тезиса предоставляются ссылки на другие статьи в базе данных, на которые имеются ссылки и которые цитируют данную статью, а также предоставляется ссылка на препринт, если таковой существует. Система также генерирует ссылку на «также прочитанные» статьи, то есть те, к которым чаще всего обращаются те, кто читает статью. Таким образом, пользователь ADS может определить, какие статьи представляют наибольший интерес для астрономов, заинтересованных в теме данной статьи. [17]
Также возвращаются ссылки на базы данных имен объектов SIMBAD и/или внегалактической базы данных НАСА , с помощью которых пользователь может быстро найти основные данные наблюдений об объектах, анализируемых в статье, и найти дополнительные статьи об этих объектах.
ADS почти повсеместно используется астрономами в качестве исследовательского инструмента, и есть несколько исследований, которые количественно оценили, насколько более эффективной ADS сделала астрономию; по одной оценке, ADS увеличила эффективность астрономических исследований на 333 исследовательских года, эквивалентных полной занятости в год, [2] а другой обнаружил, что в 2002 году ее эффект был эквивалентен 736 штатным исследователям, или всем астрономическим исследованиям, проведенным во Франции. [3] ADS позволила выполнить поиск литературы, который раньше занимал дни или недели, за секунды, и, по оценкам, ADS увеличила читательскую аудиторию и использование астрономической литературы примерно в три раза с момента ее создания. . [3]
В денежном выражении это увеличение эффективности представляет собой значительную сумму. Во всем мире насчитывается около 12 000 активных астрономов-исследователей, поэтому ADS эквивалентен примерно 5% работающего населения астрономов. Глобальный бюджет астрономических исследований оценивается в размере от 4000 до 5000 миллионов долларов США [20] , поэтому ценность ADS для астрономии составит около 200–250 миллионов долларов США в год. Его операционный бюджет составляет лишь небольшую часть этой суммы. [3]
Большое значение ADS для астрономов было признано Организацией Объединенных Наций , Генеральная Ассамблея которой высоко оценила работу и успех ADS, особенно отметив ее важность для астрономов в развивающихся странах, в отчетах Комитета ООН по мирным делам. Использование космического пространства . Между тем в отчете посещающего Центра астрофизики комитета за 2002 год говорилось, что эта услуга «произвела революцию в использовании астрономической литературы» и была «вероятно, самым ценным вкладом в астрономические исследования, который CfA внес за свою жизнь». ". [21]
Поскольку ADS используется астрономами почти повсеместно, он может многое рассказать о том, как астрономические исследования распространяются по всему миру. Большинство пользователей получают доступ к системе из высших учебных заведений, IP-адрес которых можно легко использовать для определения географического местоположения пользователя. Исследования показывают, что наибольшим количеством пользователей ADS на душу населения являются астрономы из Франции и Нидерландов, и хотя более развитые страны (измеряемые по ВВП на душу населения ) используют систему больше, чем менее развитые страны; взаимосвязь между ВВП на душу населения и использованием ADS не является линейной. Диапазон использования ADS на душу населения намного превышает диапазон ВВП на душу населения, а фундаментальные исследования, проводимые в стране, измеряемые использованием ADS, оказались пропорциональны квадрату ВВП страны, разделенному на ее население. [3] Статистика также предполагает, что в странах европейской культуры примерно в три раза больше астрономов, чем в странах азиатской культуры , что, возможно, указывает на культурные различия в важности, придаваемой астрономическим исследованиям. [3] Объем фундаментальных исследований, проводимых в стране, оказывается пропорциональным числу астрономов в этой стране, умноженному на ее ВВП на душу населения, со значительным разбросом.
ADS также использовался, чтобы показать, что доля астрономических статей, написанных одним автором, существенно снизилась с 1975 года и что астрономические статьи с более чем 50 авторами стали более распространенными с 1990 года. [22]
