数字图书馆云服务研究

摘要：

在传统数字图书馆服务不能有效的满足用户需求时，数字图书馆云服务将把数字图书馆的实践和应用推向另外一个阶段。着眼于数字图书馆云服务的建设，在介绍了数字图书馆应用和云计算技术发展的基础上，给出了云计算技术对传统数字图书馆服务的改进，并介绍了目前几种主流的数字图书馆云服务，为数字图书馆云服务的研究提供参考。

关键词：

数字图书馆；云计算；云服务

中图分类号：F49

文献标识码：A

文章编号：16723198（2012）24020903

1　绪论

随着互联网技术的迅速发展和应用，传统的图书馆已经不再能够满足人们对信息的及时性、广泛性、有效性、快捷存储与应用等方面的要求，于是数字图书馆应运而生。数字图书馆是一个存储了海量信息的分布式的信息系统，它将位于不同地理位置和不同载体的信息资源通过数字技术存储和转化之后进行存贮，便于个性化的、面向对象和跨区域的网络传播与查询。相对于传统图书馆，它以更有效和便捷的方式将图书信息以数字资源的方式提供给信息获取者。可以说数字图书馆是虚拟的图书馆，它以系统的形式存在于网络应用中，是一个可扩展可共建共享的网络信息系统；它也是超大规模的、超越时空限制的、高可用性的、能够实现跨库无缝链接与智能检索的知识中心。

但是传统的数字图书馆也面临一些问题，第一是海量的数据信息的存储、查询和检索，这需要存储能力和处理效率很大的服务器来满足，传统的数字图书馆并不能有效的满足这些要求；第二是如何实现本地数字图书馆与其他节点图书馆的资源共享和无缝连接；第三是数字图书馆用户信息和资源的安全性和保密性问题，传统的数字图书馆安全性和保密性相对较低，不能确保用户信息的安全性。基于以上几个问题，近几年各专家学者的研究发现云计算技术能够很有效的缓解上述问题。

云计算是并行计算、分布式计算和网格计算的发展。是虚拟化、效用计算、将基础设施作为服务、将软件作为服务和将平台作为服务等内容与概念的综合。在该计算模式中，通过网络，以服务的方式将应用、数据和IT资源提供给用户使用。用由大量计算资源组成的IT资源池动态地创建高度虚拟化资源提供给用户使用。

2云计算对数字图书馆的改进

云计算技术不只是改变了数字图书馆的运行，提高了工作效率，而是在更深层次上改变　了数字图书馆服务模式，促使数字图书馆功能和角色的重大变革。

（1）云计算解决了数字图书馆资源和能力的动态分配和调度问题。互联网时代是一个知识和信息泛滥的时代，海量的信息充斥在我们的生活中。数字图书馆要满足用户的需求首先必须具有存储海量信息的能力。这就意味着需要租用大量的存储设备和服务器，这种做法在经济上不可行的；而且我们也无法预计在高峰时期的用户请求量。云计算系统采用分布式存储的方式存储数据，用冗余存储的方式保证了了数据的可靠性；云计算系统的数据管理则采用列存储的数据管理模式，保证海量数据的存储和分析；云计算系统的虚拟化技术将应用系统的硬件、软件、数据、网络和存储隔离开来，从而打破各物理设备之间的划分，实现架构动态化，集中管理和动态使用物理资源及虚拟资源，数字图书馆本身不需要去购买大量的存储设备和服务器，只需要在必要的时候租赁存储设备和服务器，动态的将资源存储和分配到各个服务器上，以满足广大用户的需求，这样就可以节约成本，同时还能保证高效。

（2）云计算提高了数字图书馆的资源利用率。前面提到一个传统数字图书馆不能有效解决的问题，即不能与异地图书馆实现资源共享，也不能和其他异构数字图书馆之间实现无缝连接。基于云计算的数字图书馆以云计算服务器为中心，能够将不同服务器或存储设备上的资源动态的连接起来，还可以动态的部署虚拟的硬件服务器。用户在使用数字图书馆时，通过Web服务接入数字图书馆，同时也和“云”上的其他用户共享数据资源、数据流量和计算能力，这样就避免了数字图书馆资源的重复建设，云计算强大的分布式计算能力和存储能力提高了资源的共享率和利用率。另一方面，基于云计算的数字图书馆提供了一个虚拟的集成平台，它将不同架构的数字图书馆信息系统集成在一个“云”中，消除各异构图书馆由于存储方式和能力不同而造成的异构资源不能有效共享和连接的问题，为用户提供一个安全的具有超强存储与计算能力的泛在服务平台。

（3）云计算提高了数字图书馆的信息安全性。面对信息资源的爆炸式增长，数字图书馆需要足够的存储容量来保证信息存储、组织、管理和应用各方面的安全性，这就要求数字图书馆的存储系统必须具备可靠地备灾能力和容灾能力。在基于云计算的数字图书馆中，用户数据集中存储，数字图书馆馆员对各种信息进行统一的组织、调度、协调、分配和应用，对用户的访问安全和访问权限进行实时监控，最大限度的保证用户的数据安全。

3数字图书馆云服务方式

3.1数字图书馆服务层次

根据数字图书馆的需求分析以及云计算特点的总结，我们将数字图书馆云服务分为以下三个层次，即底层的基础实施即服务，作为核心支持层的应用平台即服务，基于用户交互的软件即服务。

作为基础的数字图书馆云服务，主要是通过云计算中的基础设施即服务模式来提供。基础设施即服务层（IaaS，infrastructure　as　a　service）是指以提供硬件基础设施部署服务，为用户按需提供实体或虚拟的计算、存储和网络等资源。IaaS向用户提供一个虚拟的环境，使得可以基于虚拟的操作系统环境运行自身的应用程序。这一层为用户提供的服务主要是通过提供虚拟的硬件资源，如虚拟主机、存储空间、服务器和网络资源构建数字图书馆的数据中心和服务器处理中心。实现各节点图书馆资源的全面互联。并利用云计算的服务器集群技术，对个节点图书馆服务器进行统一调度管理，虚拟出一个统一的服务器系统，以实现较高的计算性能，满足和保证不断增长的计算需要。

数字图书馆云服务的中心环节，主要通过平台即服务来提供支持。平台即服务层（PaaS，platform　as　a　service）是云计算应用程序运行环境，提供应用程序部署与管理服务。通过PaaS　层的软件工具和开发语言，应用程序开发者只需上传程序代码和数据即可使用服务，而不必关注底层的网络、存储、操作系统的管理问题。这一层为用户提供服务的方式是通过构建图书馆的数据库服务以及开发应用环境服务平台，形成强大的数字文献资源中心。

作为顶层的基于用户交互的数字图书馆云服务，可通过云计算的软件即服务模式来构建。数字图书馆可以通过租用　SaaS　层服务解决图书馆系统问题，且不必考虑服务器的管理、维护问题。这一层为用户提供服务主要是通过提供用户交互接口和各种软件服务来实现。最基础最核心的是提供数字图书馆的门户网站。

3.2主要的服务模式

（1）多层次一站式服务。

一站式服务是指将数字图书馆的各种服务整合到一个站点上，用户通过直接的访问数字图书馆门户网站就可以获取各种服务。简言之，一站式服务就是为用户提供一个集成服务访问接口。用户只需要登录门户网站，就可以检索异构图书馆的各种数字资源。传统数字图书馆是基于分布式存储和分布式访问的，用户要检索不同类型的数字资源，就需要登录不同检索系统来逐一检索。与传统数字图书馆相比，基于云计算的数字图书馆可以提高用户检索效率，节省检索时间，它为用户提供一种集成检索的云服务。用户通过统一的平台可以实现无缝式的跨库信息检索，在这个无缝式平台上向读者提供快捷的资源检索服务，用户不需关注这种检索功能是怎样实现。对于用户来说，他们看到的就是一个统一的各种应用服务集成的界面，用户使用各种服务就像通过互联网使用本地计算机一样。

（2）个性化数字图书馆服务。

个性化的数字图书馆服务是一种由数字图书馆使用者所驱动的、可定制的信息服务模式。这种服务模式通过记录用户的信息行为，包括计算机使用行为和网络检索行为，利用智能挖掘技术对用户的信息行为进行挖掘、分析、处理和存储。通过分析来提取用户的信息行为特征，并预测用户的信息倾向。此外还可以自动跟踪用户的信息行为，根据用户行为的变化来调整用户信息，使之更符合用户的信息需求。数字图书馆云服务就是依靠个性来增加价值。

云存储极大的提高资源查全率，云计算则为更精确查准提供可能。云存储和云计算为智能识别及预测用户的信息行为创造了很好的条件。用户通过数字图书馆的检索界面提出查询请求，服务器根据用户提交的请求调配强大的计算能力，进行本体演算、机器智能推理等复杂计算，充分分析用户需求。根据分析结果调配存储在分布式云存储服务器的资源，　将结果提供给用户。同时我们也可以借助技术重新定位数字图书馆的功能，探寻数字图书馆的框架结构，在数字图书馆云中继续挖掘服务的内涵，以高效、合理的方式开展服务。

（3）移动数字图书馆服务。

随着智能手机广泛的应用，数字图书馆移动服务更加深入人心，获得越来越多的用户。传统的移动数字图书馆服务主要有两种形式，一种是基于手机短信的服务，用户通过短信来接受各种定制诸如新书到达和书刊到期等信息服务，这种服务方式是一种单向的信息服务，会导致大量垃圾信息的发送。另一种服务模式是基于WAP协议的浏览和信息点播服务，用户可以比较方便快捷的获取数字图书馆的资源信息，但是基于WAP协议的访问方式数据传输速率低，用户信息资源利用率低，而且信息费用高。

基于云计算的移动数字图书馆服务，可以有效的解决上述几个方面的问题。在云计算环境中，信息资源存储于“云端”的服务器中，用户可以直接通过移动手持设备接入云端来获取所需的信息服务。基于云计算的数字图书馆，突破了传统WAP协议的限制，通过整合各种计算机技术及互联网技术，由网络服务提供商直接为用户提供安全、快捷、高匹配度的信息服务。同时，基于云计算的移动数字图书馆服务降低了对移动手持设备的硬件要求，内置了HTTP协议的智能手机的广泛应用使得移动数字图书馆服务逐渐被人们所青睐。目前移动通信领域3G技术的发展和普及为基于云计算的数字图书馆移动服务提供了保证。

（4）数字图书馆虚拟社区服务。

基于云计算环境提供的虚拟社区服务则很好地满足了用户的这些需求，用户不仅仅是服务和信息的使用者，还可以是服务和信息的使用者。用户通过数字图书馆的虚拟社区平台可以获得个性化的基本信息服务，这些服务资源都是通过分析用户的行为特征而定制的服务；用户还可以通过虚拟的平台来分享各种资源信息和服务信息。通过这种方式，用户可以通过数字图书馆这个平台构成的社区与其他用户进行学习交流、资源分享、服务分享。在虚拟社区中所有资源和服务都在　“云”端进行整合，每个用户都可以利用这些信息资源和应用程序服务进行各种虚拟学习社区的自由创建，从而构建个性化的以用户为中心的虚拟学习环境，提高数字图书馆资源和服务的利用率，有效的降低使用成本。

4　结束语

基于云计算的数字图书馆已经成为数字图书馆未来发展的一个主要方向，数字图书馆云服务也将取代传统的数字图书馆服务。云服务为数字图书馆用户提供海量的信息资源，以分布式存储的方式将文献资源按需提供给用户；各种异构文献资源存储在“云”中，这种存储模式将在很大程度上降低数字图书馆的成本，同时云服务也以高效、便捷、高适用性的方式为用户提供数字图书馆服务。我们相信，随着云计算技术的不断发展和成熟，传统数字图书馆建设中存在的问题都能被有效解决。

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