新技術思想與數字圖書館發展研究

摘要：文章通過探討網格、對等網、面向服務、云計算、數據挖掘、軟件即服務、開源軟件、Library2.0等新技術思想原理及在數字圖書館中的應用，分析各種技術思想之間的關聯關系，指出基于新技術思想的數字圖書館建設應注意問題。

關鍵詞：數字圖書館云計算SaaSSOA開源軟件

中圖分類號： G250.76文獻標識碼： Ａ 文章編號： 1003-69３８（２０10）０2－069-05

Research on Digital Library Based on New Information Technology

Feng Guohe（School of Economy Management， South China Normal University， Guangzhou， Guangdong，510006）

Abstract： This paper discusses the new technology theory and application in digital library such as Grid， P2P， SOA， cloud computing， data mining， SaaS， OSS and Library2.0 and analyzes the associate relationship between these new technologies. Then， points out some issues which are needed paying attention to digital library construction based on these new technologies.

Key words： digital library； cloud computing； SaaS； SOA； open source software

ＣＬＣ number： G250.76 Document code： AArticle ID： 1003-69３８（２０10）０2－069-05

經濟、社會環境等因素是數字圖書館發展的重要基礎，而技術因素則是數字圖書館發展的直接推力。IAN ROWLANDS等給出的數字圖書館建設的生命周期模型指出圖書館引進、探索、整合、傳播、使用等業務工作都是在經濟、社會、信息等因素影響下進行的。［1 ］近年來，新技術思想的出現對數字圖書館建設產生了深遠的影響，改變著數字圖書館發展的方向，特別是2004年6月在意大利召開的“數字圖書館的體系結構：對等網、網格和面向服務”會議、Library2.0以及Michael Stephens預測2009年對圖書館有影響的十大技術趨勢之“無所不在的云計算”、“信息技術的角色變遷”等讓很多圖書館建設者重新思考圖書館的架構、管理與服務模式。［2 ］ ［3 ］本文對當前出現的新技術思想進行了研究，并就其如何在數字圖書館建設中應用作了分析，可以預見新技術對數字圖書館的影響是深遠的。圖書館建設者在實際工作中多了解新技術新思想有利于工作的開展，推動數字圖書館為人們、為社會提供優質服務。［4 ］

1新技術思想原理與應用

1.1新技術分析

（１）網格、對等網、SOA技術

2004年6月在意大利召開的“數字圖書館的體系結構：對等網、網格和面向服務”會議中，［5 ］學者圍繞網格（grid）、對等網（peer to peer network，P2P）與面向服務（service-oriented architecture，SOA）等技術討論構建數字圖書館新體系結構問題。Ingo Frommholz指出網格、對等網與面向服務等技術構建下一代數字圖書館體系結構成為可能：（1）設計高效低成本的下一代數字圖書館體系結構，使數字圖書館技術向更廣泛的用戶群體開放；（2）快速適應DL服務及相關IT領域的發展；（3）促使更廣泛的內容與服務提供者的動態聯邦模式。［6 ］Walkerdine，J等提出了一種基于P2P的數字圖書館系統結構原型（見圖1），［7 ］吳穎紅指出圖書館利用P2P技術可以進行文件交換、對等計算、協同工作、即時通訊、信息搜集等工作。［8 ］這些工作也是圖書館日常進行的基礎工作，利用P2P技術可以給圖書館工作帶來便利。網格在我國的典型應用為中國國家網格（China National Grid， CNGrid），CNGrid是國家863計劃“高性能計算機及其核心軟件”重大專項的重要組成部分，通過資源共享、協同工作和服務機制，有效支持科學研究、資源環境、先進制造和信息服務等應用。［9 ］

（２）云計算

云計算（Cloud Computing）是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，基本原理為通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。充分體現了以用戶為中心的理念，并具有超強的計算能力。李永先指出云計算將給圖書館工作帶來如下深刻變化：①確保服務器的可靠運行，最大限度地降低服務器出錯概率；②以極低的成本投入獲得極高的運算能力，克服服務器訪問限制的瓶頸；③在更大程度上進行信息資源共享；④降低有關的維護費用；⑤最大限度地發揮圖書館的作用。［１０ ］Michael Stephens預測2009年對圖書館有影響的十大技術趨勢時將“無所不在的云計算”列為首位，他認為云計算將會對圖書館產生重大影響。［１１ ］云計算所體現的本質特征，也是圖書館需要的，將圖書館架構在云上具有無比的優越性，極大提升圖書館的服務能力。

（3）開源軟件

開源軟件（Open Source Software，OSS）直接字面意思是公開源代碼的軟件，其經過十幾年的發展，已經成功應用到很多行業，為各組織的發展起到相當大的作用。美國的開放源碼促進會（Open Source Initiative，OSI）對于開源軟件的描述非常詳細，大致可以分成四個層面，首先是軟件具有無條件的發布自由；其次是對于源代碼開放的具體說明；第三關于演繹作品，即開放源代碼軟件許可證必須允許源代碼可以被修改和允許根據源代碼產生有版權法意義上的演繹作品，而這一點為日后開源軟件的商業用途提供了契機；最后是與軟件使用、開發是否受到歧視相關的要求，例如不得對許可對象有歧視、不得對軟件被使用的領域有歧視。［１2 ］開源軟件深得用戶喜愛，一方面是由開源軟件自身的特點決定的；另一方面則是社會與技術的發展決定的，開源軟件對于客戶而言意味著多樣性和替代性，更強的客戶化能力以及防止供應商鎖定，提高透明性和安全性。而對研究或開發者而言則意味著更快的開發速度，更低的開發成本，更少的重復勞動，快速的錯誤修正，加速了知識共享與知識創新，這些都是與社會需求相適應的。由于開源軟件的這些價值，開源軟件正日益表現出旺盛的生命力，目前有很多的開源軟件運用于數字圖書館建設中，也取得了不錯效果，但從更廣泛的范圍來看，它還有很大的發展空間。奉國和指出圖書館在數字化建設中與開源軟件結合是一種趨勢，利用開源軟件不僅可以構建圖書館知識管理系統還可以提升圖書館的創新能力。［１3 ］ ［１4 ］錢國富認為，基于開源軟件不僅有助于圖書館在有限的技術力量和資金投資下進行圖書館2.0建設，而且還能夠拓展圖書館視野，打破商業軟件對圖書館技術發展的束縛。［１5 ］目前很多開源軟件已經應用到數字圖書館建設中，如操作系統Linux等，數據庫MySQL、PostgreSQL等，內容管理Dspace、Fedora等，檢索引擎Lucene、Nutch等，這些開源軟件為加快圖書館建設、節省圖書館經費帶來了極大便利。

（4）數據挖掘與知識發現

數據挖掘是指從大量的數據中提取出可信、新穎、有效并能被人們所理解的、潛在的模式、規律或趨勢的高級處理過程。它融合了數據庫、人工智能、機器學習、統計學等多個領域的理論和技術，在理論研究領域也被稱為數據庫中的知識發現。［１6 ］數據挖掘最主要和最重要的分析方法有四種：①關聯分析，即利用關聯規則進行數據挖掘。關聯分析的目的是分析決定哪些事情將一起發生。如：它能發現數據庫中形如“90%的讀者在一次借閱活動中借閱書籍A的同時借閱書籍B”之類的知識；②序列模式分析，與關聯分析相似，其目的也是為了挖掘數據之間的聯系，但序列模式分析的側重點在于分析數據間的前后序列關系。它能發現數據庫中形如“在某一段時間內，讀者借閱書籍A，接著借閱書籍B，而后借閱書籍C，即序列A→B→C出現的頻度較高”之類的知識；③分類分析，設有一個數據庫和一組具有不同特征的類別（標記），該數據庫中的每一個記錄都賦予一個類別的標記，這樣的數據庫稱為示例數據庫或訓練集。分類分析就是通過分析示例數據庫中的數據，為每個類別做出準確的描述或建立分析模型或挖掘出分類規則，然后用這個分類規則對其它數據庫中的記錄進行分類；④聚類分析，與分類分析不同，聚類分析輸入的是一組未分類記錄，并且這些記錄應分成幾類事先也不知道。聚類分析就是通過分析數據庫中的記錄數據，根據一定的分類規則，合理地劃分記錄集合，確定每個記錄所在類別。［１7 ］

圖書館館藏數量越來越大，而讀者感興趣的只是其中很少一部分，如何在浩瀚的書籍信息中找到自己感興趣的信息則是一件很頭疼的事情，如何幫助讀者高效找到所需信息資源是圖書館要研究的問題。圖書推薦服務是采取主動的方式，向讀者提供他可能感興趣的信息，降低讀者對專業知識的要求，節約了讀者尋找資料的時間，同時提供了更豐富的信息。圖書館通過分析讀者借閱行為來分析讀者的借閱特征，發現讀者的興趣愛好，從而采取有個性化的服務；通過分析點擊流來分析用戶的一些行為特征，發現背后隱藏的信息；通過分析圖書的借閱情況，發現哪些書是暢銷書，哪些書是流通率小的書籍，為圖書采購部提供指向。為此需要從讀者的借閱行為中發現讀者的借閱特征或者習慣，建立相應模型提供推薦服務。數據挖掘可幫助圖書館實現個性化推薦，圖書采購指導，讀者群分等服務工作，提升圖書館服務能力。

1.2新思想分析

（１）軟件即服務

軟件即服務（Software-as-a-Service，SaaS）是隨著互聯網技術的發展和應用軟件的成熟，在21世紀開始興起的一種完全創新的軟件應用模式。它是一種通過Internet提供軟件的模式，廠商將應用軟件統一部署在自己的服務器上，客戶可以根據自己實際需求，通過互聯網向廠商定購所需的應用軟件服務，按定購的服務多少和時間長短向廠商支付費用，并通過互聯網獲得廠商提供的服務。與傳統模式比較SaaS具有使用費用低廉、按需求定制、發展潛力空間大等優勢。［１８ ］SaaS模式對圖書館建設具有極大的啟發，基于SaaS模式圖書館可以將一整套的數據庫、軟硬件系統交付專業公司建設管理與維護，而圖書館只需專注最核心的服務工作，該模式或許是圖書館以后發展的新方向。

（２）Web2.0、Library2.0理念

很多學者對Web2.0進行過闡述，筆者認為Web2.0是技術跟理念的融合，Web2.0使得網絡向社會化和個性化發展，Web2.0的核心理念強調“以用戶為中心”，鼓勵用戶積極參與信息資源的建設。基于Web2.0圖書館界適時提出Library2.0概念，最早出現Library2.0概念在“Campus Library 2.0”［１９ ］文中，之后相繼有不同的研究者在不同的場合提出Library2.0的概念，對Library2.0作了不同的闡釋。Michael Casey在“Library Crunch”中對Lib2.0的解釋是“Library2.0是一個能夠讓圖書館快速地反應市場需求的運作模式，這并不表示要放棄既有的讀者或使命。它是一種快速改變、彈性的組織架構、Web2.0工具、及使用者參與的哲學，能夠使圖書館處于一個更加鞏固的位置，并有效地、有效率地滿足更多使用者的需求。”［２０ ］John Blyberg指出“Library2.0在館員之間或者是館員與讀者之間深受科技導向、雙向、及社交互動（social interactions）的影響。Library2.0提供了一個框架，在該框架里以usability及findability的目標來重新評估傳統圖書館管經營的每一個面向”。［２１ ］國內《圖書館雜志》2005年12期有Web2.0對圖書館創新服務的啟示論文，［２２ ］《大學圖書館學報》2006年1期有關于圖書館2.0的論文，［２３ ］而后相繼與一些Web2.0/Library2.0的研討會召開。劉煒將Library2.0定義為：Web2.0的理念和技術在圖書館行業中的應用，它不僅是一些技術的組合，而且是新的“思考方式”或“運營方式”，Lib2.0利用Web2.0技術和理念為圖書館用戶提供按需定制的信息服務，如互聯網作為平臺、利用集體智慧、用戶添加數據、支持社會性網絡、豐富的用戶體驗等等，它以用戶需求或服務為導向，而不是以技術為導向。［２４ ］

從Library2.0的解釋來看，Library2.0可以看作Web2.0的延伸，是技術、服務、創新等的結合，Library2.0的提出將會對數字圖書館的發展起著重要作用。基于Web2.0圖書館可以做到：圖書館利用RSS實現信息推送和共享，利用Blog、Wiki建立交流平臺，專題信息庫等提高圖書館的信息服務水平，利用IM軟件促進圖書館的虛擬參考咨詢服務建設，利用Tag實現圖書館信息的分類和組織，利用社會網絡促進用戶與圖書館的合作與共享等。Library2.0的出現極大豐富了圖書館工作內容與工作方式。

（３）其他

SOA技術，其實也是一種思想的重要體現，面向服務結構強調以服務為中心架構圖書館體系，服務思想應該在該結構中得到重點體現。另外開源軟件也體現出一種思想，該思想強調圖書館建設開源模式的推行，該模式與商業模式不同，顛覆了圖書館傳統的建設模式，影響圖書館未來的發展。

2新技術思想關聯關系及啟示

新技術為圖書館建設帶來新思路，數字圖書館建設充分利用新技術可以節約成本，加速建設進程。圖書館根據各種技術思想特點，有針對性的選擇適合自己的建設模式。為此，理清各種技術理念的關聯關系，找到一種最佳組合模式是運用新技術的前提。

2.1開源軟件與Web2.0/Library2.0

開源軟件已經被各行業廣為認識和接受。同樣在圖書館的建設中，開源軟件也受到了圖書館人的認同和歡迎。范并思則認為開源軟件是Web2.0的重要理念，應用開源軟件也成為Library2.0的重要應用。［２５ ］錢國富認為基于開源軟件進行Library2.0建設，能夠拓展圖書館視野，打破商業軟件對圖書館技術發展的束縛。［２６ ］目前在全球數字圖書館的研究和實踐過程中，出現了很多能夠支持圖書館應用的開放源碼軟件，例如支持存儲檢索、收割聚合、開放鏈接、集成門戶、知識技術、可視化、單點登錄、內容管理、機構倉儲、虛擬學習、學術交流等多個方面的開放源碼軟件。開放源碼思想的興起和開放源碼軟件的蓬勃發展，給數字圖書館的發展提供了一個“低代價可持續發展”的機會、一個以高性價比產品獲得競爭力的機會。針對數字圖書館的發展情況，如果有效地選擇、利用、本地化和再開發目前比較成熟的開放源碼軟件，對于提高自身數字圖書館的層次和起點，加快自身數字圖書館的發展有著重要的意義。開源很多思想與Web2.0/Library2.0的理念是相同的，它們都主張開放、共享，強調人人參與。

2.2網格與云計算

Grid是構筑在互聯網上的一組新興技術，它將高速互聯網、高性能計算機、大型數據庫、傳感器、遠程設備等融為一體，為科技人員和普通百姓提供更多的資源、功能和交互性。網格技術利用高速因特網把分布于不同地理位置的計算機、數據庫、存儲器和軟件等資源連成整體，就像一臺超級計算機一樣為用戶提供一體化信息服務，其核心思想是“整個因特網就是一臺計算機”。網格目標本身不在于規模的大小，而在于可共享資源的種類，共享使用資源的形式，對用戶共享資源的要求，共享的透明程度，接口的簡單程度等。網格與云計算有很多相似之處，但是云所包含的概念更廣泛。高嵐嵐對網格與云計算從作業調度、應用影響、服務理念等方面作了深入比較。［２７ ］［２８ ］可以預見，云計算無比巨大的優越性，必將對未來產生深遠的影響。

2.3云計算與SaaS

云計算的內涵即體現了SaaS思想，它通過瀏覽器把程序傳給成千上萬的用戶。在用戶眼中看來，這樣會省去在服務器和軟件授權上的開支；從供應商角度來看，這樣只需要維持一個程序就夠了，這樣能夠減少成本。云計算核心思想為無所不在的計算、服務，用戶只要接上云就可以開展自己工作，而為此提供的服務工作則全部交由云提供商去完成，所以未來將SaaS思想與云計算相結合是一種趨勢。

2.4SaaS與SOA

SOA是一種框架的方法，它是開發松耦合軟件的框架，是描述業務組件如何構架的方法；而SaaS是一種傳遞模型，是描述軟件如何交付和傳遞的方法，基于SaaS模式的應用程序是指單實例／多個承租（Multi-Tenant）的應用軟件。SaaS和SOA關注問題的角度不同，都是時下流行且備受推崇的技術，兩種技術是共生的，而且，兩者可以通過兩種不同的方法一起工作。一方面，SaaS應用軟件程序需要通過SOA的標準和SOA的方法建立起來并作為標準服務被傳遞；另一方面，SOA基礎設施可作為SaaS應用軟件程序的一個集成點被使用，通過在SaaS應用軟件程序和內部業務線應用軟件程序之間，應用基于SOA架構的組織服務總線，可以實現應用集成。［２９ ］

3應用新技術思想建設數字圖書館應注意的問題

（１）堅持以服務為宗旨

服務是圖書館的核心工作，任何先進的技術思想都應該是圍繞服務去開展應用，基于別人的平臺，用別人的軟件，使用外部的資源提供讀者服務。無論是開源軟件還是云計算技術，都應該強調服務這個核心思想，只有方向明確，工作才能更好開展。

（２）具有國際視野

圖書館發展建設是一個動態的過程，它會隨著技術、社會、經濟等因素的發展而發展，圖書館的決策者在構架圖書館系統時，應該長遠考慮，多學習借鑒國際圖書館的經驗做法，預留擴展接口，為未來的發展提供充分的擴展性。新技術的發展非常迅猛，新技術思想層出不窮，需要及時準確預判技術發展趨勢，保持同國際主流接軌。

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作者簡介：奉國和（1971-），男，博士，華南師范大學經濟管理學院副教授，研究方向：數字圖書館，數據挖掘。