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WWW-Anmeldung für PICA

WWW-basierte Benutzeranmeldung
für das PICA-System

Martin Butkus <mb@buch.biblio.etc.tu-bs.de>
Universitätsbibliothek Braunschweig

Mai 2004

Einführung

Die Bibliotheks-Software PICA [1] wird im Bibliotheksverbund GBV [2] unter anderem für die Verwaltung der Nutzerkonten eingesetzt. In der aktuellen Version 3 verfügt dieses Programm jedoch von Haus aus nicht über die Möglichkeit einer Benutzeranmeldung über ein Web-Interface.

In der Regel sind im Benutzerbereich einer Bibliothek, die PICA einsetzt, bereits mehrere PCs vorhanden, die für die Recherche im Online-Katalog eingesetzt werden. Diese könnten ohne weiteren Mehraufwand als Eingabe-Terminals für eine Online-Anmeldung mitgenutzt werden. Die Dateneingabe erfolgt dann durch den Benutzer unmittelbar in elektronischer Form. Zusätzlich kann auch eine Anmeldung über das Internet leicht realisiert werden. Eine derartige elektronische Anmeldung bietet etwa gegenüber dem Einsatz von Papierformularen insbesondere die folgenden Vorteile:

die Entlastung des Bibliothekspersonals von der manuellen Dateneingabe
eine maschinelle Plausibilitätskontrolle der Eingabedaten
die Überprüfung aller Eingaben durch den Benutzer selbst
die (halb-)automatische Erstellung eines PICA-Datensatzes
eine insgesamt deutlich zügigere Abwicklung des Anmeldeverfahrens

Im Zuge einer Modernisierung der Geschäftsgänge wurde an der Universitätsbibliothek Braunschweig ein Modul entwickelt, das eine solche Online-Anmeldung realisiert. Das Modul basiert gänzlich auf "Open Source"-Software [3], die frei von Lizenzkosten und entsprechend preiswert in der Beschaffung ist. Es handelt sich um ein sogenanntes "LAMP"-System, da es auf dem Betriebssystem Linux, dem Webserver Apache [4], der Datenbank MySQL [5] sowie - im Wesentlichen - auf der Skriptsprache PHP [6] basiert. (Einige wenige Programmteile sind in Perl geschrieben.)

Trotz der Konzeption als "LAMP"-System ist das Anmeldungs-Modul auch auf diversen anderen Betriebssystemen (z.B. Windows, Mac OS X, Solaris) und mit anderen Webservern (z.B. Xitami, IIS, u.ä.) lauffähig.

Highlights

benutzerfreundlich

Mehrseitiges, übersichtliches Formular, in dem bequem vor- und zurückgeblättert werden kann. Automatische Plausibilitätskontrolle aller Eingaben anhand von frei konfigurierbaren Textmustern ("Regular Expressions").
mehrsprachig

Es stehen eine deutsche und eine englische Eingabemaske zur Verfügung. Zwischen beiden Varianten kann während der Eingabe gewechselt werden.Weitere Sprachen lassen sich vom Administrator leicht hinzufügen.
sicher

Es existiert eine strikte programmtechnische Trennung zwischen dem "öffentlichen" Webformular, dem "administrativen" Webformular (passwortgeschützt, nur für Bibliotheksmitarbeiter) und der PICA-Datenbank. Das "öffentliche" Webformular hat dabei keinerlei Zugriff auf die PICA-Datenbank. Für die Speicherung der Antragsdaten und die Kommunikation zwischen öffentlichem und internen Webformular wird eigens für diesen Zweck eine separate MySQL-Datenbank verwendet.
konfigurierbar

Sämtliche Text-Ausgaben und Eingabefelder lassen sich an einer zentralen Stelle im Skript anpassen. Die Ausgaben sind als SQL-Abfragen realisiert, und lassen sich ebenso einfach modifizieren. Geplant ist ferner die Einführung von "Hook"-Funktionen, um eigene Code-Anpassungen zu erleichtern.
erweiterbar

Dank einer weitgehenden Modularisierung und einer ausführlichen Quelltext-Dokumentation lassen sich eigene Erweiterungen ohne größeren Aufwand realisieren.
kostengünstig

Dank der ausschließlichen Verwendung von Open-Source-Software fallen keine zusätzliche Lizenzkosten für diese Lösung an.

Alternativen

Eine Anfrage auf der Mailingliste INETBIB vom März 2004 ergab zwei Bibliotheken im deutschsprachigen Raum, die ähnliche, selbst entwickelte Lösungen bereits im Einsatz haben. Keines dieser Systeme scheint jedoch eine weitere Verbreitung gefunden zu haben.

In beiden Fällen wurde auf eine Zwischenspeicherung der Anmeldungen in einer eigenen Datenbank verzichtet; stattdessen wurde der Datensatz unmittelbar nach der Benutzereingabe in die PICA-Datenbank importiert. Dies halten wir für einen gravierenden Nachteil, wie wir weiter unten genauer darlegen werden.
In einigen GBV-Bibliotheken wird bereits der maschinelle Import von Benutzerdaten aus externen Quellen (z.B. Immatrikulationsamt) praktiziert. Oftmals werden dadurch jedoch bestimmte Benutzergruppen - etwa Gastwissenschaftler und außeruniversitäre Benutzer - nicht erfaßt, und müssen sich daher weiterhin per Formular anmelden. In diesem Fall stellt eine Kombination von automatischem Datenimport und der Online-Anmeldung (für nicht erfaßte Nutzergruppen) eine einfache und elegante Lösung dar.

Ablauf einer Online-Anmeldung

Dateneingabe

Der Benutzer gibt seine Daten an einem Eingabe-Terminal (Katalog-PC) oder über das Internet ein. Das Formular besteht aus mehreren Seiten; ein Vor- und Zurückblättern ist möglich. Es ist mit einer Plausibilitätskontrolle versehen: Dateneingaben werden bei der Eingabe anhand von Textmustern überprüft; ungültige Eingaben werden zurückgewiesen, und der Benutzer über die Art des Fehlers informiert. Das Formular ist multilingual (deutsch/englisch); zwischen den Sprachen kann zu jeder Zeit gewechselt werden. Weitere Sprachen lassen sich leicht nachrüsten.

Nach der Eingabe werden die Daten nochmals in Tabellenform zusammengefaßt dargestellt, und der Benutzer erhält eine letzte Möglichkeit zur Korrektur des Datensatzes.

Zwischenspeicherung in einer Datenbank (MySQL)

Wenn der Benutzer den Datensatz absendet, wird dieser in einer MySQL-Datenbank zwischengespeichert. Diese Datenbank ist unabhängig vom PICA-System; sie dient allein der Speicherung der neu erfaßten Anmeldungen. Der Benutzer wird aufgefordert, sich bei der Leihtheke zu melden, um seinen Benutzungsausweis zu erhalten.

Durch die Verwendung einer separaten Datenbank - statt einer unmittelbaren Übernahme in die PICA-Datenbank - wird gewährleistet, daß sich tatsächlich nur korrekte Daten von aktiven Benutzer in der PICA-Datenbank befinden, da vor der Übernahme die Personalien des Benutzers überprüft werden (siehe unten).

Ein zweiter Aspekt ist die erhöhte Systemsicherheit. Da das öffentlich zugängliche "Anmelde"-PHP-Skript nur Zugriff auf die MySQL-Datenbank, jedoch nicht auf die PICA-Datenbank hat, sind die dort befindlichen Daten bei einem Hacker-Angriff auf das Skript nicht gefährdet.

Verifikation und Übernahme in die PICA-Datenbank

Der Benutzer will nun seinen Benutzungsausweis abholen. Der Bibliotheksangestellte verfügt über eine paßwortgeschützte "Administrator"-Weboberfläche, über die er den Datensatz des Benutzers aufruft.

Der Mitarbeiter überprüft die Personalien, korrigiert falls nötig den Datensatz, liest den Barcode des neuen Nutzerausweises ein, und initiiert anschließend den Transfer des Datensatzes in das PICA-System. Dieser Datentransfer ist innerhalb weniger Sekunden abgeschlossen.

Ausdruck des Anmeldeformulars

Aus rechtlichen Gründen muß jeder Benutzer der UB Braunschweig die Benutzungsordnung schriftlich anerkennen. Daher wurde eine Funktion implementiert, die den Ausdruck eines ausgefüllten, unterschriftsfertigen Formulars erlaubt. Diese wird nach dem Datentransfer automatisch aufgerufen; es können jedoch noch weitere Ausdrucke gefertigt werden. Der Text des Formulars läßt sich frei anpassen.

Nachdem der Benutzer das Formular unterschrieben hat, erhält er seinen Nutzerausweis. Der Bibliotheksangestellte löscht nun den Datensatz in der MySQL-Datenbank. Der Anmeldevorgang ist damit abgeschlossen.

Technische Details zum PICA-Export

Vor Beginn des Datentransfers wird zunächst per SQL-Abfrage überprüft, ob der betreffende Benutzer bereits in der PICA-Datenbank vorhanden ist. Als Suchschlüssel dienen der Nachname und das Geburtsdatum des Benutzers. Falls passende Datensätze gefunden werden, erscheint eine Warnmeldung. Der Bibliotheksmitarbeiter kann die Übernahme dann abbrechen, oder sie trotzdem fortsetzen.

Der eigentliche Datentransfer erfolgt mittels des Hilfsprogramms ousp_upd_borrower

[7], das Bestandteil von PICA ist und den automatisierten Datenimport aus Fremdquellen realisiert. Dieses Programm funktioniert jedoch nur korrekt, wenn es auf dem LBS-Datenbankserver unter der Benutzer-ID lbs_prod läuft.

Aus Sicherheitsgründen empfiehlt es sich generell, Webserver und PICA-Datenbankserver auf separaten Rechnern zu betreiben. Da die Administrator-Oberfläche auf dem Webserver läuft, muß es einen Mechanismus geben, der die Export-Datei auf den Datenbankserver kopiert, und anschließend das o.g. Hilfsprogramm aufruft. Dieser wird durch ein externes Programm realisiert, und ist frei konfigurierbar.

Wir haben dieses Problem mit Hilfe einer Client-Server-Lösung gelöst:

Auf dem PICA-Datenbankserver läuft ein Perl-Skript unter der Benutzer-ID lbs_prod. Dieses Skript fungiert als Server. Es empfängt zunächst ein Paßwort, und anschließend die Export-Datei. Aus Sicherheitsgründen sind nur bestimmte Client-IP-Adressen zugelassen. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme empfiehlt sich die Verschlüsselung der Verbindung über einen SSH-Tunnel.

Der Server ist bewußt als non-threading Server programmiert, das heißt, daß er nur eine einzige TCP/IP-Verbindung gleichzeitig bedienen kann. Falls mehrere Clients eine Verbindung initiieren, so blockieren alle Clients bis auf einen. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß immer nur eine Instanz von ousp_upd_borrower gleichzeitig aktiv ist.
Auf dem Webserver läuft das Gegenstück, der Client, derzeit ebenfalls ein Perl-Skript.

Fehlermeldungen von ousp_upd_borrower werden - ebenso wie Netzwerk- und sonstige Fehler - erkannt, und resultieren in einer Warnmeldung an den Benutzer.

Probleme und Einschränkungen

In der Regel wird ein Administrator die Skripte an lokale Gepflogenheiten und die jeweils gewünschte Verwendung der Felder anpassen wollen. Es wurde versucht, die Skripte so zu gestalten, daß solche Anpassungen an zentralen Stellen konzentriert werden, und damit auch geändert werden können, ohne in den restlichen Programmcode einsteigen zu müssen. Einige im Programmcode verstreute "Braunschweigensien" sind jedoch zur Zeit noch vorhanden, und müssen noch beseitigt werden.
Ein spezielles Problem betrifft das Feld "Registriernummer". Das Import-Programm ousp_upd_borrower kennt zwei Arbeitsmodi: "Datensatz neu anlegen" und "Datensatz aktualisieren". Es verwendet das Feld "Registriernummer" als Primärschlüssel, um zwischen den beiden Funktionen zu unterscheiden. Ein neuer Datensatz wird dann (und nur dann) angelegt, wenn dieser eine Registernummer trägt, die sich von den Registernummern aller anderen Nutzerdatensätze unterscheidet.

Bei der manuellen Dateneingabe per OUS besteht die oben beschriebene Einschränkung jedoch nicht. Wurden die Nutzer bislang manuell eingegeben, so kann es vorkommen, daß dieses Feld bisher anderweitig genutzt wurde. Die Verwendung dieses Feldes muß dann gegebenenfalls angepaßt und Altdatensätze entsprechend modifiziert werden.

Beispielsweise wurde in Braunschweig als Registriernummer die Matrikelnummer verwendet; bei außeruniversitären Nutzer blieb das Feld leer. Für die Online-Anmeldung war es nun notwendig, in solchen Fällen eine (individuelle) Pseudo-Matrikelnummer zuzuordnen.

Der Code im Anmelde-Modul stellt durch eine PICA-Datenbankabfrage sicher, daß die Registernummer korrekt gewählt wurde; andernfalls bricht der PICA-Import mit einer Fehlermeldung ab. Ein versehentliches Überschreiben bereits existierender PICA-Datensätze ist also in keinem Fall möglich.
Einige Benutzer beantragen zwar einen Nutzerausweis, holen diesen jedoch auch nach längerer Zeit nicht ab. Die MySQL-Datenbank füllt sich daher immer mehr mit älteren Datensätzen. Deshalb wird bei der Anmeldung das Eingabedatum registriert. Es ist somit leicht möglich, unbearbeitete Datensätze entweder manuell oder aber automatisch nach einer festgelegten Frist zu löschen.

Weiterführende Informationen

Das System ist seit März 2004 an der UB Braunschweig im Produktivbetrieb, und hat die bisherige Anmeldung per Papierformular vollständig ersetzt. Es wurde von den Benutzern und Mitarbeitern in kürzester Zeit angenommen und läuft seit seiner Einführung störungsfrei.

Die UB Braunschweig gibt dieses System an interessierte Bibliotheken kostenfrei weiter. Bitte wenden Sie sich hierzu an den Direktor der Bibliothek, Prof. Dr. Brandes <d.brandes@tu-bs.de>.

Die Installation erfordert Systemkenntnisse in Unix, PHP, MySQL, und PICA, und ist in der Installationsanleitung beschrieben.

Die Funktionsweise der PHP-Skripte ist in der internen Systemdokumentation genauer beschrieben.

Literatur

[1] OCLC PICA. http://www.oclcpica.org
[2] Homepage des Gemeinsamen Bibliotheksverbundes (GBV). http://www.gbv.de
[3] The Open Source Initiative (OSI). http://www.opensource.org
[4] The Apache Web Server Project. http://httpd.apache.org
[5] MySQL Homepage. http://www.mysql.com
[6] PHP: Hypertext Preprocessor. http://www.php.net
[7] PICA-LBS-3-Ausleihsystem (OUS): OUS_F. Anleitung zur Systemverwaltung. Gemeinsamer Bibliotheksverbund (GBV), Januar 2001.