基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館應(yīng)用研究

趙云華

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了傳統(tǒng)圖書館向數(shù)字圖書館的轉(zhuǎn)型與發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)體圖書館，數(shù)字圖書館最大的特點(diǎn)在于其虛擬性，可以利用數(shù)字技術(shù)將不同載體、處于不同空間位置的信息資源存儲(chǔ)于一個(gè)開放式的硬件及軟件集成平臺(tái)，基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館更是圖書館未來的發(fā)展方向。文章對(duì)數(shù)字圖書館系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)目標(biāo)、總體設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、技術(shù)支撐、運(yùn)行實(shí)踐進(jìn)行了探討，提出了基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)策略。

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖書館；云計(jì)算；應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：G250 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-1588（2019）05-0098-03

1 數(shù)字圖書館的內(nèi)涵

數(shù)字圖書館（Digital Library）是用數(shù)字技術(shù)處理和存儲(chǔ)各種圖文并茂文獻(xiàn)的圖書館，可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源的集成，利用、展現(xiàn)各類數(shù)字化資源，為用戶提供更多的數(shù)字資源。虛擬的數(shù)字圖書館打破了傳統(tǒng)圖書館時(shí)間與空間的限制，可以使讀者隨時(shí)隨地獲取信息，已成為現(xiàn)階段圖書館發(fā)展的主流方向。數(shù)字圖書館服務(wù)體現(xiàn)出智能化、交互性、多元化等特征，數(shù)字圖書館的服務(wù)對(duì)象不僅包括廣大讀者，還向圖書管理者提供相應(yīng)的服務(wù)，如館際數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)協(xié)作、書目聯(lián)合編目等。

在圖書館自動(dòng)化集成系統(tǒng)方面，我國(guó)圖書館既有從國(guó)外引進(jìn)的Unicorn、Horizon、Aleph 500等，也有我國(guó)自行研發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)，如早期深圖研發(fā)的ILAS系統(tǒng)、匯文LIBSYS2000、金盤GDLIS、圖創(chuàng)INTERLIB等。我國(guó)自行研發(fā)的圖書館自動(dòng)化軟件系統(tǒng)雖然也能不同程度地適應(yīng)圖書館自動(dòng)化的應(yīng)用需求，但基本上還停留在圖書館自動(dòng)化業(yè)務(wù)集成管理功能方面，系統(tǒng)功能單一，運(yùn)行規(guī)模較小，數(shù)據(jù)整合能力較差，統(tǒng)一管理數(shù)字資源的能力欠佳，很難滿足當(dāng)前數(shù)字圖書館應(yīng)用與服務(wù)的要求。因此，一些省級(jí)圖書館不得不在資金有限的情況下購(gòu)買國(guó)外的應(yīng)用系統(tǒng)，而國(guó)外應(yīng)用系統(tǒng)在應(yīng)用功能和業(yè)務(wù)操作流程等方面與我國(guó)圖書館的要求存在一定的差距，給圖書館應(yīng)用與讀者服務(wù)帶來諸多不便。

2 數(shù)字圖書館與傳統(tǒng)圖書館的差異

2.1 館藏形式不同

傳統(tǒng)圖書館主要以實(shí)體館藏為主，圖書館的規(guī)模、實(shí)力也是由館藏量的多少來體現(xiàn)的。而數(shù)字圖書館以分布式的數(shù)字信息為主，其應(yīng)用主體是海量的網(wǎng)絡(luò)資源。由此可見，數(shù)字圖書館的館藏資源是虛擬化、數(shù)字化的，而傳統(tǒng)圖書館的館藏資源以固定化、載體化資源為主，數(shù)字圖書館的資源包括自身采集收藏的資源及通過互聯(lián)網(wǎng)獲得的其他信息資源，虛擬館藏也屬于數(shù)字圖書館的重要組成部分。

2.2 文獻(xiàn)來源不同

傳統(tǒng)圖書館館藏文獻(xiàn)通常采購(gòu)于不同的圖書出版發(fā)行機(jī)構(gòu)，且都是出版商根據(jù)相關(guān)出版政策或經(jīng)過利益考量后過濾下來的正式出版物，相對(duì)而言，這些正式出版物在某種意義上都屬于第二手資料。而數(shù)字圖書館可直接采集到第一手信息，從用戶到信息資源之間沒有出版商的介入，其采用聯(lián)合采購(gòu)的方式使館藏資源更具特色，用戶也可以通過電子郵件、在線視頻等方式在不同的時(shí)間和地點(diǎn)了解數(shù)字圖書館的館藏情況，極大地提高了用戶獲取信息的效率。

2.3 知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬不同

傳統(tǒng)圖書館幾乎不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理糾紛問題，而數(shù)字圖書館卻存在復(fù)雜的知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理問題，包括數(shù)字圖書館如何保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)及其建設(shè)與運(yùn)作過程中涉及的來源作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題等。雖然現(xiàn)在有專門針對(duì)數(shù)字圖書館知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題的保護(hù)技術(shù)，但數(shù)字圖書館需要在現(xiàn)有法律法規(guī)的基礎(chǔ)上提高數(shù)字資源傳輸及復(fù)制的合法性，從而加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度。

3 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

3.1 項(xiàng)目研究的技術(shù)可行性

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的高速發(fā)展及“云計(jì)算”理論和Web3.0技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，分布式存儲(chǔ)技術(shù)和軟件工程管理規(guī)范等為本項(xiàng)目研發(fā)提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)，一系列圖書館行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)描述等為項(xiàng)目研發(fā)提供了較好的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式和描述規(guī)范，系統(tǒng)選用的數(shù)據(jù)庫(kù)底層技術(shù)、軟件三層架構(gòu)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法和J2EE體系等為本系統(tǒng)軟件研發(fā)提供了成熟的技術(shù)保障，能夠全面滿足數(shù)字圖書館應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要求。

3.2 技術(shù)路線

本項(xiàng)目研發(fā)引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和云計(jì)算理論，利用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)思維和多層軟件體系架構(gòu)，采用C/S+B/S模式，使用國(guó)際商用數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle/Mysql平臺(tái)，利用TCP/IP、HTTP和Z39.50等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，研發(fā)了一套基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)一管理的分布式大型集群數(shù)字圖書館技術(shù)與應(yīng)用平臺(tái)。該平臺(tái)采用的技術(shù)或工具包括：①采用Unix/Linux操作系統(tǒng)作為運(yùn)行環(huán)境。②選用Oracle/Mysql作為底層數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行平臺(tái)。③采用JAVA作為程序設(shè)計(jì)的主要開發(fā)工具，利用J2EE作為系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)技術(shù)架構(gòu)。④系統(tǒng)嚴(yán)格遵照國(guó)際計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)規(guī)范和Dublin元數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)機(jī)讀MARC數(shù)據(jù)格式進(jìn)行設(shè)計(jì)。⑤引進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)中間件，使之能對(duì)接各類通用數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)、多種格式資源在同一系統(tǒng)平臺(tái)的管理下實(shí)施應(yīng)用與服務(wù)。⑥應(yīng)用軟件工程管理模式，研制能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)和分布式資源的信息整合和快速傳遞機(jī)制的綜合管理系統(tǒng)。

3.3 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的可行性

該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括四大部分，即通用圖書館自動(dòng)化業(yè)務(wù)集成管理系統(tǒng)、數(shù)字圖書館技術(shù)平臺(tái)與公共服務(wù)體系的構(gòu)建、異構(gòu)系統(tǒng)間的文獻(xiàn)通借通還管理、掌上移動(dòng)圖書館綜合應(yīng)用模式。其中，異構(gòu)系統(tǒng)資源管理平臺(tái)是在原已實(shí)現(xiàn)的同一系統(tǒng)部署的城市區(qū)域大流通平臺(tái)管理模式下，通過對(duì)異構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和增加接口處理，建立起異構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)一文獻(xiàn)管理和總、分系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步接收。

4 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館的實(shí)踐應(yīng)用

4.1 發(fā)揮數(shù)字圖書館的社會(huì)功能

《中華人民共和國(guó)公共圖書館法》第四十條規(guī)定：國(guó)家構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、互聯(lián)互通的公共圖書館數(shù)字服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，支持?jǐn)?shù)字閱讀產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)字資源保存技術(shù)研究，推動(dòng)公共圖書館利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)向社會(huì)公眾提供便捷服務(wù)?；谠朴?jì)算的數(shù)字圖書館的讀者群要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)圖書館，可以為每本書找到讀者?；ヂ?lián)網(wǎng)的高效性及開放性又大大節(jié)約了讀者的時(shí)間，且數(shù)字圖書館的發(fā)展以網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，二者相互促進(jìn)，使數(shù)字圖書館成為一個(gè)快速、持續(xù)生長(zhǎng)的有機(jī)體，充分發(fā)揮了其社會(huì)職能。

4.2 利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)促進(jìn)隱性知識(shí)的共享

隱性知識(shí)是相對(duì)于顯性知識(shí)的概念，顯性知識(shí)是已經(jīng)形成文獻(xiàn)的，可以用于檢索、復(fù)制，已經(jīng)被解釋、被記錄的知識(shí)，而隱性知識(shí)則是指未被明顯呈現(xiàn)或表達(dá)出來的知識(shí)，如工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技術(shù)水平等。在傳統(tǒng)圖書館中，顯性知識(shí)主要通過各類館藏資源呈現(xiàn)出來，讀者也可以通過知識(shí)論壇、網(wǎng)上課程等其他方式獲取顯性知識(shí)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，在線交流的普及性也越來越高，但在線交流多為各類網(wǎng)站的普通交流，而數(shù)字圖書館以閱讀功能為主，可將網(wǎng)絡(luò)的傳播優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來，促進(jìn)隱性知識(shí)的共享。

4.3 擴(kuò)大讀者范圍

傳統(tǒng)圖書館受地理位置的限制，僅能服務(wù)于該區(qū)域的少數(shù)人，而數(shù)字圖書館實(shí)現(xiàn)了全天候、全方位的自由查詢。隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，不同地區(qū)的信息資源單位的數(shù)據(jù)庫(kù)可組成聯(lián)合體，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)存放和發(fā)布數(shù)字資源，讀者可采用統(tǒng)一的界面進(jìn)行檢索，不受時(shí)間、空間的限制實(shí)現(xiàn)信息的高度共享。數(shù)字圖書館還可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的可互操作性，建設(shè)統(tǒng)一檢索平臺(tái)，把各類型的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行元數(shù)據(jù)的整合或收集，讀者查詢資源時(shí)僅需向數(shù)字圖書館的統(tǒng)一檢索平臺(tái)提供檢索點(diǎn)，系統(tǒng)就會(huì)按照統(tǒng)一的用戶界面提供其所需的資料。隨著技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖書館還可以通過記錄讀者的檢索喜好，并通過大數(shù)據(jù)分析主動(dòng)向讀者推薦個(gè)性化的檢索內(nèi)容，變被動(dòng)搜索為主動(dòng)推薦，提升圖書館對(duì)讀者的吸引力，不斷擴(kuò)大讀者范圍。

5 數(shù)字圖書館的云圖書館服務(wù)模型

筆者利用“云計(jì)算”理論和Web 3.0技術(shù)，構(gòu)建了一套“云圖書館服務(wù)”數(shù)字資源管理模型，該服務(wù)模型采用了國(guó)內(nèi)外最新的IT技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，引入云計(jì)算理念，結(jié)合圖書館現(xiàn)代化建設(shè)和應(yīng)用實(shí)際，由圖書館自動(dòng)化、聯(lián)合編目、一卡通借通還、掌上移動(dòng)圖書館、電子資源統(tǒng)一檢索、電子閱覽室管理、數(shù)字資源加工發(fā)布、圖書館知識(shí)門戶、綜合管理信息和統(tǒng)一認(rèn)證系統(tǒng)組成，搭建了數(shù)字圖書館體系架構(gòu)與應(yīng)用平臺(tái)，建成區(qū)域館藏文獻(xiàn)資源共建共享、網(wǎng)上數(shù)字資源綜合利用的服務(wù)體系。該平臺(tái)構(gòu)建了聯(lián)盟圖書館體系、總分館管理、區(qū)域圖書館群概念下的數(shù)字資源共建共享與云圖書館的建設(shè)模型，是對(duì)數(shù)字圖書館技術(shù)體系與應(yīng)用模式的一次大膽創(chuàng)新與實(shí)踐。

該項(xiàng)目于2012年通過了國(guó)家文化部科技司的驗(yàn)收，并已在我國(guó)幾家大型省級(jí)圖書館得到推廣和應(yīng)用，如寧夏圖書館、廣西壯族自治區(qū)圖書館、重慶圖書館等，其中基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館總分館系統(tǒng)取得了良好的應(yīng)用效果。

隨著我國(guó)信息化的發(fā)展，在這套系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，對(duì)數(shù)字資源和紙質(zhì)文獻(xiàn)的深度挖掘是圖書館發(fā)展的方向，本系統(tǒng)要逐步向“云圖書館服務(wù)模型”發(fā)展，以解決數(shù)字資源和紙質(zhì)資源的管理問題。

5.1 數(shù)字圖書館云服務(wù)體系架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)模型的創(chuàng)建

本系統(tǒng)引入“云計(jì)算”理論，根據(jù)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、資源調(diào)度技術(shù)、用戶獲取方式等設(shè)計(jì)原則，為圖書館搭建云架構(gòu)平臺(tái)，按照LaaS、DaaS、PaaS和SaaS四大部分構(gòu)建，形成數(shù)字圖書館的云體系，通過“云端”方式提供資源存儲(chǔ)與數(shù)字化服務(wù)。該系統(tǒng)所建設(shè)的數(shù)字圖書館體系不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，而是建立在“云圖書館服務(wù)”體系架構(gòu)下的基于分布式數(shù)據(jù)管理的，能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)資源共建共享的數(shù)字文獻(xiàn)資源統(tǒng)一管理與服務(wù)體系。

數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺(tái)都可以用相應(yīng)的云計(jì)算服務(wù)來實(shí)現(xiàn)，其中利用云計(jì)算技術(shù)的軟件即服務(wù)（SaaS）來構(gòu)建云圖書館的圖書館自動(dòng)化管理系統(tǒng)、資源統(tǒng)一檢索等，以及其他應(yīng)用服務(wù)軟件、開放接口如sip2、Z3950等對(duì)應(yīng)其他外接設(shè)備。管理平臺(tái)層可以利用平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）來構(gòu)建圖書館的系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)，利用hadoop（分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)），可以在不了解分布式底層細(xì)節(jié)的情況下開發(fā)分布式程序，充分利用集群的威力進(jìn)行高速運(yùn)算和存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)層可以利用數(shù)據(jù)即服務(wù)（DaaS）來構(gòu)建和整合文獻(xiàn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)，利用基礎(chǔ)實(shí)施即服務(wù)（LaaS）構(gòu)建圖書館的存儲(chǔ)與計(jì)算資源的應(yīng)用環(huán)境，利用硬件即服務(wù)來構(gòu)建計(jì)算機(jī)集群，形成基于云計(jì)算技術(shù)的數(shù)字圖書館。

5.2 總分館制服務(wù)管理模式

系統(tǒng)搭建了省、地、縣三級(jí)公共圖書館的數(shù)字圖書館技術(shù)架構(gòu)和服務(wù)體系，建立了一套適合總分館制管理模式的文獻(xiàn)資源共建共享、數(shù)字資源統(tǒng)一管理、網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)資源一體化服務(wù)的管理新模式，不受集群內(nèi)任一圖書館的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備運(yùn)行故障的影響，能保證總館和各級(jí)分館業(yè)務(wù)的獨(dú)立性和集群內(nèi)圖書館資源的統(tǒng)一調(diào)度和資源共享。系統(tǒng)在區(qū)域圖書館文獻(xiàn)資源借還服務(wù)方面實(shí)現(xiàn)了全區(qū)域的通借通還，只要是開通通借通還服務(wù)的讀者都可以在提供服務(wù)的任何圖書館內(nèi)自由借還文獻(xiàn)，而不受地理位置的限制。通借通還管理包括文獻(xiàn)資產(chǎn)的管理，在大流通環(huán)境下文獻(xiàn)資產(chǎn)所屬館不發(fā)生變化，僅改變所在館位置，還回后文獻(xiàn)自動(dòng)入藏到指定館的館藏地點(diǎn)。

6 基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館的未來發(fā)展方向

數(shù)字圖書館在圖書館發(fā)展過程中具有無可取代的作用，可以預(yù)見，未來數(shù)字圖書館會(huì)向著以下三個(gè)方向發(fā)展：①更快的文獻(xiàn)信息更新速度。信息時(shí)代，信息資源是最重要的資源，圖書文獻(xiàn)信息大量增加，傳播速度越來越快，促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科的分化與綜合，學(xué)科之間再互相滲透和交叉，信息資源充分共享，大大提高了圖書文獻(xiàn)資源的利用率。②創(chuàng)新圖書館服務(wù)方式。數(shù)字圖書館的館員與讀者處于準(zhǔn)永久性分離的狀態(tài)，讀者通過人機(jī)對(duì)話徹底改變了傳統(tǒng)圖書館的服務(wù)方式，數(shù)字圖書館的實(shí)施提高了圖書館的開放性。數(shù)字圖書館實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)與圖書信息服務(wù)的有機(jī)結(jié)合，提高了圖書館的信息服務(wù)能力，最終會(huì)形成一種全新的圖書館形態(tài)。③圖書館的社會(huì)化轉(zhuǎn)變。隨著數(shù)字圖書館的不斷發(fā)展，其不僅可以將圖書館擴(kuò)展至讀者的家庭、社區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)，還可以擴(kuò)展至任何信息技術(shù)可以普及到的地區(qū)，服務(wù)于更多的讀者，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的社會(huì)化、圖書館服務(wù)的社會(huì)化及學(xué)習(xí)的社會(huì)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏曉萍.數(shù)字圖書館網(wǎng)格存儲(chǔ)模型及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].現(xiàn)代情報(bào)，2016（11）：160-162.

[2] 李翔宇，鄧勝利.基于云計(jì)算的數(shù)字圖書館可持續(xù)發(fā)展研究[J].信息資源管理學(xué)報(bào)，2015（3）：99-104.

[3] 張龍昌，劉冬升，楊艷紅，等.數(shù)字圖書館云計(jì)算研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2016（8）：90-103.

[4] 王利青.“云計(jì)算”及其在圖書館中的應(yīng)用[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2012（13）：28-29.

[5] 王紅.“云圖書館”平臺(tái)的架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)[J].情報(bào)理論與實(shí)踐，2010（10）：108-109.

（編校：崔 萌）