云計算環(huán)境下圖書館云閱讀終端設計

●馬曉亭 ，陳 臣 （蘭州商學院.信息工程學院；.網(wǎng)絡中心，蘭州 730020）

1 引言

云計算（Cloud Computing）是一種新的基礎設施共享架構與資源交付方式，是將巨大的云系統(tǒng)IT資源、系統(tǒng)云服務和云應用整合為資源池方式集中管理，以按需和易擴展方式為用戶分配所需的云系統(tǒng)資源，為用戶提供云計算環(huán)境下高效、安全、經(jīng)濟、便捷的IT服務。目前，云計算已成為數(shù)字圖書館建設的核心技術與發(fā)展方向，使數(shù)字圖書館建設擺脫了基礎設施資源建設成本昂貴、云專業(yè)技術人員匱乏、云安全要求高、建設與運營維護成本效益最優(yōu)化難度大的束縛。

圖書館開展云個性化服務的效率、質(zhì)量、安全性、經(jīng)濟性是評價云圖書館建設水平的重要標準，而用戶滿意度則是決定云圖書館價值與發(fā)展方向的核心準則。隨著云技術的發(fā)展，圖書館云數(shù)據(jù)中心、云數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡、云系統(tǒng)管理運營策略、云用戶個性化服務模式趨于成熟，能夠滿足不同規(guī)模、服務模式、建設標準的云圖書館建設與服務需求。在云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館服務鏈中，云終端設備是決定讀者云閱讀滿意度的一個重要環(huán)節(jié)。只有建設高效、智能、多服務功能、經(jīng)濟低碳的用戶云閱讀終端，才能為讀者提供豐富、滿意、多模式的云個性化閱讀體驗。

2 云計算環(huán)境下云應用終端現(xiàn)狀分析

隨著云計算技術的發(fā)展與成熟，云服務提供商為客戶開展了可購買服務的多客戶共享、高效安全、按需分配云資源、云服務與資源動態(tài)均衡的云服務。由于用戶所處行業(yè)不同，云服務對象在購買云服務模式、云系統(tǒng)基礎設施資源、云終端特點與性能、安全要求上有較大區(qū)別。不同用戶云應用終端市場定位、自身特點、已有產(chǎn)品類型及存在的問題如下表所示。

表 云計算環(huán)境下云應用終端發(fā)展現(xiàn)狀

通過對表1分析得出，用戶云應用滿意度、生產(chǎn)成本、用戶普及率是影響云終端系統(tǒng)設計的決定性因素。在設計中，各終端生產(chǎn)商仔細分析了不同云應用客戶特點與終端云應用需求，努力確保系統(tǒng)性能、云應用功能、生產(chǎn)成本、體積與集成度、安全要求的完美結合。同時，生產(chǎn)商認真分析了用戶云應用特點以及對終端系統(tǒng)性能需求，根據(jù)不同用戶在云應用終端設計中需求側(cè)重點的差異特性，有針對性地突出了系統(tǒng)性能、用戶云應用感受、安全性、可靠性、便攜性、經(jīng)濟性等因素，確保終端有較高的用戶使用滿意度與市場占有率。[1]

3 云計算環(huán)境下圖書館云閱讀終端性能需求分析

云計算環(huán)境下，圖書館云閱讀終端是讀者云個性化閱讀體驗的終端設備，體現(xiàn)了云圖書館讀者云服務理念與云服務模式。只有將云管理策略、服務理念、云技術與云終端融為一體，實行一體化的終端設計和服務模式，才能為云讀者提供完美的云閱讀的體驗。

3.1 實現(xiàn)云閱讀終端的智能化操作模式

智能化管理、操作是云計算環(huán)境下提高讀者閱讀友好性與易用性的關鍵因素。在云計算環(huán)境下，云圖書館數(shù)據(jù)中心存儲信息具有海量、種類繁多、查詢復雜、要求云數(shù)據(jù)傳輸快速、高安全的特點。在降低云閱讀終端軟、硬件系統(tǒng)結構規(guī)模與復雜度的同時，通過提高云閱讀終端閱讀與管理的智能化水平，提高閱讀終端從云圖書館數(shù)據(jù)中心獲得讀者云計算、存儲、管理、閱讀、軟件、信息等基礎設施資源信息的能力。同時，在降低云用戶閱讀成本的前提下實現(xiàn)讀者云終端與圖書館云數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、云服務模式、讀者四要素的有效結合。[2]

3.2 提高云閱讀終端計算、通信、顯示芯片性能

云圖書館數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)處理、存儲、查找、傳輸?shù)闹行?，云?shù)據(jù)中心在完成所有的數(shù)據(jù)計算與各種處理任務后，通過Internet網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸給云閱讀終端，為讀者提供形式多樣的多媒體云個性化閱讀服務。在云閱讀終端中，雖然大量的數(shù)據(jù)計算與信號處理任務由圖書館云數(shù)據(jù)中心承擔，但云閱讀終端設備的CPU（中央處理器）單元負責終端設備、系統(tǒng)的管理與協(xié)調(diào)工作，其功能決定了終端性能。其次，閱讀終端的通信能力決定了云數(shù)據(jù)收發(fā)的效率與可靠性。第三，云計算環(huán)境下，大數(shù)據(jù)量的高清視頻、圖片等多媒體數(shù)據(jù)成為讀者開展云閱讀的主流信息，顯示芯片的性能決定了讀者個性化云閱讀的質(zhì)量。因此，提高云閱讀終端計算、通信、顯示芯片的性能，成為提升云閱讀終端性能的決定因素。

3.3 加強云閱讀終端應用安全性

云計算環(huán)境下，云圖書館不但提供了傳統(tǒng)數(shù)字圖書的數(shù)字閱讀服務，而且根據(jù)云圖書館管理員與讀者云個性化閱讀服務需求，提供了云系統(tǒng)管理、讀者賬戶與權限操作管理、作者微博、讀者論壇、個人數(shù)據(jù)存儲、讀者郵箱等云個性化服務。在讀者閱讀活動中，云圖書館閱讀終端成為用戶云個性化閱讀與云資源管理的重要設備，也成為影響圖書館云閱讀安全的重要因素。

在云環(huán)境中，黑客采用攻擊圖書館云系統(tǒng)中心、云數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡、云閱讀終端方式，獲得云圖書館核心數(shù)據(jù)訪問、下載、修改的權限與圖書館云應用平臺控制權限，或者以非法手段獲取用戶資料信息與讀者隱私數(shù)據(jù)。因此，只有加強云閱讀終端應用安全性，才能保證讀者云閱讀服務的安全、可靠，減少黑客發(fā)動云攻擊的途徑并降低其成功概率。[3]

3.4 實現(xiàn)云閱讀終端的應用虛擬化

為了滿足云讀者使用傳統(tǒng)PC桌面的操作習慣，提高云終端的易用性與友好性，桌面虛擬化云成為目前云圖書館閱讀終端服務的主要方式。云圖書館數(shù)據(jù)中心根據(jù)用戶閱讀習慣，在云數(shù)據(jù)中心依據(jù)主要讀者閱讀習慣，對所有用戶桌面進行統(tǒng)一保存和管理，并根據(jù)用戶需求交付到讀者云閱讀終端。相對于讀者云閱讀需求而言，桌面虛擬化不能依據(jù)所有讀者閱讀特點有針對性地開展云閱讀服務，不能滿足專業(yè)閱讀群體的特殊云閱讀需求，而且桌面虛擬化的讀者廣泛交付方式降低了云閱讀效率。因此，開展以應用虛擬化為核心的云閱讀應用服務，可以根據(jù)用戶特點與個性化閱讀服務要求按需將應用交付讀者，不僅提高了應用的針對性與有效性，而且也實現(xiàn)了用戶云閱讀的“以設備為中心”向“以用戶為中心”的應用虛擬化轉(zhuǎn)變。[4]

3.5 移動性成為云閱讀終端的重要特征

隨著通信技術的發(fā)展，消除有線通信對讀者移動閱讀需求的限制，滿足讀者在任何地點、任何時間、以任何方式進行云閱讀活動的需求，實現(xiàn)通過移動終端訪問云圖書館滿足讀者個性化云服務，成為提高讀者云閱讀滿意度的重要因素。在云閱讀移動終端設計中，要在確保較高無線傳輸帶寬的前提下，提高無線閱讀終端的抗干擾能力與安全性能，提高云閱讀移動終端的智能化、人性化與獲得云圖書館計算中心應用服務內(nèi)容、計算資源、存儲資源的能力，滿足讀者的云個性化移動閱讀服務需求。

3.6 降低云閱讀終端的制造成本與功耗

云圖書館的建設與維護成本與云讀者數(shù)量、開展云個性化閱讀服務規(guī)模呈反比關系，只有加強云圖書館規(guī)模建設，增加讀者群的數(shù)量，不斷開發(fā)新的云個性化閱讀應用，才能提高云圖書館建設及運營成本效益。在決定云閱讀終端普及率的眾多因素中，終端的購買、使用成本是一個重要的決定因素。由于云閱讀終端可以從圖書館云系統(tǒng)中心獲得各種云系統(tǒng)資源與所需的用戶數(shù)據(jù)，因此，降低云閱讀終端制造的復雜度、提高系統(tǒng)計算與存儲性能、減少制造成本，可以在不影響讀者云閱讀效率與滿意度的前提下，大幅降低讀者購買、使用成本，有利于云閱讀活動的大眾化普及。同時，由于云閱讀活動的移動性、多應用、便攜性、待機時間長等特點，將閱讀終端的能耗降低到1W以下，成為開展高性能、低功耗、低成本、低碳云閱讀活動的需要。

4 云計算環(huán)境下圖書館云閱讀終端設計準則

4.1 確保云閱讀終端設備的自適應性

云圖書館在開展讀者云閱讀服務活動中，要面對數(shù)量龐大、服務需求不同、閱讀能力差異大、具有不同閱讀體驗標準的讀者群體。因此，在終端設計上，要根據(jù)讀者對云閱讀活動的服務、安全、經(jīng)濟、性能要求特點，有針對性地設計具有不同云閱讀功能、服務標準、購買價格、安全需求的云閱讀終端。

云圖書館數(shù)據(jù)中心為不同讀者與終端設備開展服務時，由于讀者的服務要求與終端設備性能特點不同，為保證云閱讀服務的高效、安全、靈活、智能及云設備間的互通性，云終端應具備支持云系統(tǒng)通過識別閱讀終端，并根據(jù)終端設備特點開展特有的云閱讀應用、智能化終端系統(tǒng)平臺與資源管理、相應的云讀者服務。此外，在開展云終端自適應服務中，應綜合考慮圖書館云系統(tǒng)資源分配、終端系統(tǒng)與設備負荷平衡、讀者云閱讀感受、讀者閱讀費用效率最優(yōu)化等方面的因素，提高不同讀者群的云閱讀滿意度。[5]

4.2 提高云閱讀終端設備的數(shù)據(jù)傳輸效率

云圖書館通過租賃云服務商的資源、空間、服務為讀者開展云閱讀服務。目前，在技術與運營方面比較成熟的云服務提供商有Yahoo、Amazon、Baidu、微軟等公司。以Amazon公司為例，亞太地區(qū)Amazon僅在東京與新加坡地區(qū)建設有云服務節(jié)點。假設我國圖書館租賃Amazon新加坡地區(qū)節(jié)點云空間為讀者提供云閱讀服務，則各種云管理數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)、用戶信息、控制數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸效率，成為影響我國讀者云閱讀體驗感受的重要因素。

決定網(wǎng)絡傳輸效率的幾個重要因素為網(wǎng)絡帶寬、信道噪聲、誤碼率與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議效率。因此，在確保云傳輸網(wǎng)絡具有較高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬和較低的信道噪聲的前提下，提高讀者云閱讀終端數(shù)據(jù)傳輸效率的方法，首先必須根據(jù)讀者云閱讀活動特點，提高云閱讀終端的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議效率。此外，還應提高整個云數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡管理與擁塞控制策略，在確保云數(shù)據(jù)傳輸速率滿足讀者云閱讀需求的前提下，降低數(shù)據(jù)傳輸延遲和丟包率。[6]

4.3 增強云閱讀終端智能化水平

隨著云圖書館開展讀者個性化閱讀服務活動的不斷深入，讀者云閱讀活動的內(nèi)容、形式、效率與安全要求有了新的變化。在云閱讀活動中，讀者難以高效使用、管理海量的云系統(tǒng)資源與數(shù)據(jù)信息，讀者對云系統(tǒng)資源、云數(shù)據(jù)、云閱讀安全、云效率的管理活動，不但影響了讀者的云閱讀體驗，而且可能降低云閱讀終端的維護、管理效率。因此，必須增強云閱讀終端的智能化水平，不斷提高終端對云應用系統(tǒng)、讀者資源、終端安全、閱讀效率的智能化自動管理能力，才能平衡配置讀者在開展云閱讀活動中的各種云應用與云終端設備IT資源，才能確保云讀者具有更出色的用戶終端體驗（較強的云閱讀應用響應能力、高效的終端處理能力、在線和離線工作能力）與云閱讀終端設備的可管理、可靠性。

4.4 完善云閱讀終端的虛擬化應用支持能力

虛擬化技術通過對系統(tǒng)資源按需調(diào)度、分配提高了云平臺資源的利用效率，提升了云平臺服務質(zhì)量，并降低了云系統(tǒng)運營成本。虛擬化技術在云圖書館應用中，讀者將虛擬化程序與客戶端桌面集成在一起，通過遠程運行圖書館云數(shù)據(jù)中心上的虛擬程序，在云閱讀終端遠程分享云數(shù)據(jù)中心的計算、存儲等系統(tǒng)資源，實現(xiàn)對讀者數(shù)據(jù)的集中存儲和應用的集中管控。同時，閱讀終端不需要安裝任何客戶端軟件，降低了對閱讀終端的維護要求。此外，云圖書館數(shù)據(jù)中心依據(jù)讀者需求檢索、處理、壓縮、傳輸數(shù)據(jù)。由于大幅度壓縮數(shù)據(jù)而降低了對傳輸帶寬與閱讀終端顯示設備的性能要求，可滿足讀者開展云移動閱讀活動的高效、安全、穩(wěn)定、快捷要求。[7]

4.5 打造開放、高效、節(jié)能、安全的云閱讀終端

隨著圖書館云閱讀服務活動的開展，云閱讀終端設備的開放性、多樣性成為發(fā)展必然。因此，在云終端設計中，必須符合國際云應用與云設備設計標準，具備統(tǒng)一的設備接口來確保云系統(tǒng)、云應用、云設備、云服務間有較強的融合性與互通性，確保從云數(shù)據(jù)中心到讀者云閱讀終端所有的設備、應用與服務融入到統(tǒng)一的云中。此外，應加強在云閱讀終端設計中對成本管控、IT管理及安全防范層面的可控性，提高云閱讀終端計算、存儲、設備管理、安全管理的效率。同時，依據(jù)讀者開展傳統(tǒng)數(shù)字閱讀習慣設計操作界面和操作方式，并根據(jù)讀者云閱讀習慣的改變及時遷移，保證讀者有較高的云閱讀友好感受和閱讀效率。第三，應將云閱讀終端安全納入到云圖書館系統(tǒng)安全平臺體系中，確保云系統(tǒng)、云傳輸網(wǎng)絡、云閱讀終端、云應用服務的整體安全。

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