基于數據倉庫的圖書館信息資源管理系統設計

張競元

（宿遷市圖書館，江蘇 宿遷 223800）

隨著計算機技術和互聯網技術的不斷發展，圖書館信息資源管理已經由傳統的手工操作模式轉變為聯機事務處理模式，這不僅給圖書管理人員提供了極大的便利，也產生了海量的且需要管理的數據，不然很難甚至無法從零散分布的數據中獲得有價值的信息[1]。在此背景下，數據挖掘技術應運而生，在圖書館信息資源管理系統中發揮著十分積極的作用，可對原始數據進行歸納和整理，使之成為有參考價值的信息，從而為圖書館管理人員的相關決策提供現實依據。而數據挖掘得以開展的前提是建立一個完善的數據倉庫。有鑒于此，筆者對基于數據倉庫的圖書館信息資源管理系統設計進行研究，旨在更好地服務于圖書館。

1 數據倉庫概述

1993年，有著“數據倉庫之父”之稱的W.H.Inmon在其創作的《Building the Data Warehouse》一書中針對“數據倉庫”這一概念進行了如下描述[2]：“一個直接面向主題的，隨時間推移而不斷完善的，具有集成以及非易失性特點的數據集合，能夠為管理層相關決策的制訂與實施提供現實依據?！?/p>

圖書館數據倉庫的特點有：①數據倉庫屬于一種信息技術方法，以數據資源為目標對象，對其進行集成和整理。數據倉庫和常規意義上的數據庫有所區別，其是遵循相關標準，圍繞某具體主題，對既有的呈分散或彼此獨立的操作型數據予以高度集成；②對于數據倉庫，其存儲的數據通常具有理想的穩定性；③數據倉庫中數據的基礎作用是為管理決策提供參考依據[3]。

數據倉庫的上述特點，為數據倉庫技術的進一步發展和應用提供了理想空間?，F階段，越來越多的行業開始關注數據倉庫技術，并采用該技術以實現對信息資源的高效管理，同時為相關決策提供參考依據，創造了巨大的經濟效益?；跀祿}庫的圖書館信息資源管理系統的設計便是該技術實踐應用的一個代表。

2 構建基于數據倉庫的圖書館信息資源管理系統的意義

構建基于數據倉庫的圖書館信息資源管理系統具有以下重要意義：①圖書采購是圖書館信息資源管理的核心工作，而該系統的建立，能夠為該項工作的高效開展提供決策支持，也是圖書館邁入現代化管理階段的標志之一；②能夠明顯提高圖書館的服務水平，如對相關信息進行收集，從而總結出圖書的一般借閱規律，為管理人員的管理工作提供便利；③極大地推動了圖書館的數字化建設，與此同時，也在某種程度上為圖書館管理模式以及管理理念的創新提供了良好的外部環境。

3 系統數據倉庫的設計

3.1 需求分析

需求分析是系統數據倉庫設計的基礎。該環節需要設定一個合理的、現實的目標，不僅要明確全部需求，同時還需要確定主題以及數據源。

對于數據倉庫，主題設計是重中之重，基于圖書館信息資源管理系統的客觀需求，可總結出三大主題：一是讀者，二是圖書，三是圖書借閱[4]。在上述主題中，又以圖書借閱這一主題為核心。以圖書借閱數據為目標對象，進行相關分析，便能獲得與主題相關的一系列分析結果，進而為決策的制定提供參考。讀者和圖書這兩大主題占次要地位，發揮輔助決策作用，與此同時，還反映了圖書館目前發展過程中應當注意的一些問題。

3.2 概念設計

在整個數據庫設計工作中，首先應確立一個中心思想，并圍繞該中心思想選出與之配套的一系列數據信息。該部分設計工作結束之后，以篩選出來的數據為目標對象，對其進行深入分析以及整體匯總，并得到一個具有多元特點的數據信息表以為接下來的設計工作提供支持。其次應設立相應分析以及查詢工具，從而為數據倉庫的及時有效更新提供技術支持[5]。

3.3 邏輯結構設計

所謂邏輯設計指的是對數據倉庫邏輯結構所對應的表現形式進行確定。結合圖書館業務需求分析，準確確定數據倉庫的主題，一方面要確定事實表的粒度以及必要的維，另一方面還應確定維的具體屬性。設計作業時建議采用星型多維模型，這一模型具有諸多優點，如采用的數據結構，不僅直觀，而且簡單，能夠在一定程度上提高查詢的效率和質量。在數據倉庫中，主題和星型模型結構呈一一對應關系，主要由事實表與一系列維表組成，并根據粒度差異以完成數據的存儲工作，其結構如圖1所示。

圖1 星型模型數據結構

3.4 物理結構設計

物理結構設計主要包括兩大內容，一個是數據倉庫物理模型的構建，另一個是硬件平臺的配置。在物理結構設計工作中，應重視并做好存儲策略的制定以及索引技術的選用，從而最大限度地提升數據倉庫的工作性能。在數據倉庫的技術條件下，主要借助位圖索引以及聯合索引以提升和保證查詢速度，與此同時，還可根據實際需要設計相關的匯總表以及視圖等。

3.5 ETL設計

在數據倉庫設計工作中，ETL設計主要包括數據抽?。‥xtract）、數據轉換（Transformation）以及數據加載（Loading）[6]。ETL設計是至關重要的，甚至決定了系統整體設計的成功與否，且具有一定的難度。數據抽取方法多種多樣，比較常用的有：①基于存儲過程的數據抽?。虎诨诰幊坦ぞ咭约罢{用接口的數據抽?。虎刍贠DBC的數據抽??；④基于腳本的數據抽?。虎莼谏虡I工具的數據抽取等。不論采用上述哪一種方法，均需要保證如下基本功能：第一，保證數據格式的一致性；第二，保證抽取數據的高質量；第三，保證數據源數據具有良好的異構獲取能力；第四，保證數據處理（抽取、轉換以及加載）的自動化等。

一般設計步驟及內容如下：先是在SQL Server數據服務器上創建一個所謂的數據準備區，并將其當作數據倉庫的中間存儲區，接下來將維表以及事實表所對應的一系列數據源將會應用到的表均借助該設計工具導入SQL Server的“數據準備區”的數據庫中，并對其進行初步清理，將可能存在的NULL值及時且徹底地清除掉。然后，再借助ETL工具提供的數據轉換模塊，對上述表予以相應轉換，從而獲得與之對應的事實表以及維度表。

4 系統的總體設計

4.1 系統的功能需求分析

圖書館信息資源管理系統在功能上應滿足3大方面的需求：一是應滿足來自圖書借閱者的需求，主要包括圖書館存書查詢、個人借閱情況以及個人信息修改等；二是應滿足來自圖書館工作人員的需求，主要包括對圖書館借閱者的借閱和還書要求進行相關操作，與此同時，制作關于借書以及還書的報表以供借閱者隨時查看與確認；三是應滿足來自圖書館管理人員的需求。該功能需求最為復雜，不僅包括對上述兩大群體的管理以及維護，還包括對系統狀態的實時查看以及維護，同時還涉及圖書催還報表的制作等[7]。

4.2 系統的功能模塊設計

基于面向對象的分析方法對圖書館信息資源管理系統的一系列功能需求進行深入分析和具體劃分，最終將其劃分為兩大部分，一個是管理員對功能的需求，另一個是讀者對功能的需求。

管理員對功能的需求：①讀者基本信息的輸入、查詢以及修改；②書籍信息的輸入、查詢以及修改；③借書信息的輸入；④還書信息的輸入；⑤購書決策功能[9]。

讀者對功能的需求：①圖書信息檢索；②個人信息檢索。其系統功能結構詳見圖2。

圖2 圖書館信息資源管理系統功能架構

由圖2可知，系統的功能架構主要包括6大部分，分別是：①圖書管理，主要包括新書入庫以及圖書出庫；②圖書館流通管理，主要包括借書操作以及還書操作；③讀者管理，主要包括添加/刪除讀者以及修改密碼；④查詢，主要包括查詢目標圖書以及查詢借閱情況；⑤系統管理，主要包括添加管理員以及刪除管理員；⑥采購，圖書采購以及藏書剔除。

4.3 系統的數據挖掘設計

以基于數據挖掘的圖書館用戶資源管理為例。用戶資源管理是圖書館應用數據挖掘技術的主要領域之一，相關應用主要體現在兩個方面[8]：一是圖書館借助數據挖掘技術以強化既有的用戶資源管理能力，從而完成對當前用戶資源管理模式的分析及調整；二是圖書館以數據挖掘得到的相關需求為牽引，更加高效地完成用戶資源管理的一系列工作，從最基本的用戶數據獲取發展到數據發掘內容的獲取，從而為工作目標及標準的制定提供有益參考。具體設計過程如下：①用戶數據搜集以及存儲，主要包括搜集用戶數據和構建用戶了數據倉庫；②用戶多維特征分析和群體分類；③面向用戶生命周期的數據挖掘，主要包括用戶的獲取、用戶的保持和流失。

4.4 系統的數據分析與展現

借助數據分析與展現工具能夠針對圖書館信息資源管理系統中的數據展開多維分析與匯總，并生成相應的圖表或報表，如此一來，能夠清晰且直觀地表現分析結果。在圖書館信息流通的常規情況下，基于數據倉庫的圖書館信息資源管理系統應具備以下分析以及決策能力。

①對圖書館借閱情況進行分析。對圖書的平均借閱次數進行分析，從而進行熱門圖書以及冷門圖書的劃分；對讀者常借圖書的出版社、類別以及語種具體分布情況進行統計；確定最受讀者喜歡的圖書以及出版社，從而制定合理的圖書采購方案[9]。

②對圖書館讀者情況進行分析。在分析的基礎上，掌握不同級別、不同類型、不同學科專業的讀者的具體分布情況以及圖書的具體使用情況。如對不同專業讀者借閱圖書的種類予以統計和分析，從而了解和掌握讀者的態度以及興趣等，并向他們推薦相關書籍。這種做法能夠大幅節省讀者的查詢時間，或者提供非常有用的信息[10]；統計和分析不同讀者對不同圖書的需求以及表現出來的階段性特征，從而實現不同圖書的實際需求量的預測。

③對圖書館藏書進行分析。對圖書館館藏的具體使用情況以及讀者反饋的相關信息進行全面統計和深入分析，能夠比較客觀地對現階段的館藏質量進行評價，從而為圖書館藏書質量的提高提供有益指導；對圖書館藏書的文種及其學科結構進行全面統計和深入分析，能夠讓館員在圖書采購環節充分考慮館藏的實際情況，從而持續調整圖書館藏書結構，最終有目的且有計劃地形成具有自身特色的藏書體系。

5 結語

數據倉庫技術是上世紀90年代發展起來的一種先進的信息技術，為以圖書館為代表的諸多領域的信息化建設注入了新的活力。對于圖書館數據倉庫，它和圖書館數據庫是兩個不同的概念，它支持對圖書館各種歷史數據的即時訪問，圖書館用戶可利用圖書館數據倉庫提供的面向用戶的統一數據接口進行相關訪問及查詢，從而為圖書館的各類決策提供有益支持。現階段，圖書館數據倉庫技術尚未完全成熟，未能形成一套通用的、完備的技術及理論體系，在實踐應用之中還有很多問題亟待解決，如異構數據庫之間的集成等，但相信在信息技術的不斷發展推動下，相關問題將會得到有效解決。

[1]劉晶.基于數據倉庫的高校圖書館管理的設計與實現[J].圖書情報工作，2009（15）：126-128.

[2]李穎，等.基于GIS的數據倉庫管理系統開發與實現[J].遼寧工程技術大學學報：自然科學版，2010（3）：451-453.

[3]侯杰.基于數據倉庫的數據挖掘技術在高校圖書館管理中的應用[J].沿海企業與科技，2010（6）：51-53.

[4]唐曦文，崔希振.基于數據倉庫的試驗數據管理系統[J].制造業自動化，2011（3）：16-17，149.

[5]劉繼紅.基于數據倉庫的質量信息管理系統設計[J].情報科學，2012（4）：583-585.

[6]張維明.數據倉庫原理與應用[M].北京：電子工業出版社，2002：15-17.

[7]李英珍.高校圖書館管理的數據倉庫技術研究[J].蘭臺世界，2013（35）：32-33.

[8]陳進.關于數據倉庫元數據管理系統的研究與建立[D].青島：中國海洋大學，2011.

[9]李小平，李軍.圖書館管理系統中的數據挖掘應用[J].貴州工業大學學報：社會科學版，2007（3）：101-103.

[10]陳利民.論網絡環境下圖書館信息資源共享[J].圖書情報工作，2008（S1）：170-173.