基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺的構建與建設方案

曾 維

(貴州省圖書館，貴州 貴陽 550025)

圖書館是當今必不可少的文化教育機構。它承載著保存人類文化遺產、開展社會教育、傳遞科學情報、開發智力資源、提供文化娛樂的重要職責。隨著時間的推移、科學技術的不斷更新，圖書館的職能也在不斷的發生變化。對于文獻而言，圖書館除了要以手寫、印刷的文獻保存以外，還要以其他載體形式的資源保存，如縮微膠片、電子圖書等，這就使得圖書館走向了數字化的發展方向。

一、數字圖書館和云計算的概念

數字圖書館(Digital Library)是利用計算機、網絡、數字化等相關技術形成的不受時間、空間、地域限制的信息系統。簡單而言，數字圖書館就是一個在網絡環境下，規模大、方便快捷、無限制使用、實現無縫鏈接與智能檢索的虛擬圖書館。圖書館在經歷了多個時代后，現已經開始進入云計算時代。

云計算(Cloud Computing)是將互聯網中運行的軟、硬件信息資源共享，根據用戶的需要提供給計算機相關設備的計算方式。隨著云計算商業價值的直線攀升，全球主要的軟件公司在云計算方面的研究與應用都積極地投入巨資，如谷歌、微軟、雅虎、IBM公司等。2007年10月谷歌和IBM合作并發布了云計算覆蓋全球的計劃。其他IT巨頭如微軟、雅虎也有或正在建設這樣的云服務。2009年聯機計算機圖書館中心(OCLC)發布了第一個在圖書館管理服務在云計算下、網絡規模下的共享方式，即“Web級協作型圖書館管理服務”[1]，且帶來了巨大的影響。當前，聯機計算機圖書館中心提供了包含搜索更多動態數據的云服務模式，因而屬于基于動態數據的云服務。總體來說，這標志著在圖書館領域云計算服務有了實質性的開展。

二、貴州省內各圖書館的現狀以及特點

貴州省內有90個各級公共圖書館，由于經費短缺讓省內各級公共圖書館陷入艱難的處境，導致館舍條件簡陋、購書經費不足、人員流失、服務內容差、工作效率低等。在省內眾多公共圖書館中， 有的公共圖書館連館舍都沒有，更何談圖書館的建設。目前，只有為數不多的幾家建有自己的數字圖書館，且數據庫單一、資源量小、使用不便。在貴州省委省政府、貴州省文化廳等多家單位的支持下， 2009年9月28日貴州數字圖書館(www.gzlib.org)面向貴州省公民免費開放使用，并且館內的任何數字資源都為讀者24小時不間斷服務。貴州數字圖書館主要是以貴州省圖書館本館的數字資源為基礎，構建一個全省統一的資源和服務平臺，為全省公共圖書館讀者提供統一服務。該館也是貴州省范圍內唯一的中國數字圖書館聯盟的成員館，在登陸統一認證平臺后可以免費使用中國數字圖書館提供的資源。在貴州省內，貴州數字圖書館如今已是貴州省內家喻戶曉的公益性公共數字圖書館。貴州數字圖書館現已建成貴州省公安廳、中國水電顧問集團貴陽勘測設計研究院、貴陽職業護理學校、烏當區圖書館和貴陽市第十八中學、貴州廣電集團、貴陽市華麟中學、大方縣人民醫院等多家數字分館。數字分館的用戶可以無障礙使用貴州數字圖書館的任何資源，并且可以優先享受到其他服務，如講座、活動等。未來還將不斷的有更多單位成為數字分館。至開館以來，四年累計訪問量已達6700萬人次。截止到2013年12月貴州數字圖書館注冊用戶已達113萬人，總訪問量已達2400多萬人次，數據庫總量超過80TB。貴州數字圖書館現階段已擁有超星電子圖書、中華連環畫、中國工具書網絡豎版總庫、CNKI學術期刊、龍源期刊、中國博士碩士學位論文全文數據庫、會議論文、CNKI重要報紙、庫克數字音樂圖書館、樂兒少兒科普知識系列動畫、超星學術視頻、音符考試題庫、提問365試題搜索、新東方多媒體學習庫、貴州府縣志圖片數據庫、貴州農民畫數據庫、民國圖書全文數據庫、百鏈外文數據庫等數據庫等數據庫，其中超星電子圖書擁有電子圖書290余萬種，涵蓋了建國后出版的所有圖書，140萬種電子圖書可供省內讀者免費檢索、瀏覽和下載全文，其余的可通過文獻傳遞免費獲取；CNKI學術期刊收錄了國內正式出版的近8000種重要學術類期刊，其中核心期刊、重要評價性數據庫來源期刊近2700種，累計學術期刊文獻總量3600多萬篇；庫克數字音樂圖書館擁有世界上98%以上的古典音樂資源。

貴州數字圖書館的數字資源雖然具有覆蓋面較廣、數據資源量較多使用便捷等優點，但其也有缺點：1.貴州數字圖書館主要是以公共資源為主體，專業學術科研領域的資源量很少；2.貴州數字圖館是以“IP+賬號”的方式進行訪問的，省外的IP地址以及省內校園網是無法訪問的；3.貴州省圖書館部分自建數據庫只提供館內查詢；4.除電子圖書、電子期刊數據庫外，其余數據庫使用率較低；5.由于版權等多方面問題沒有解決的電子圖書館，無法閱讀全文。6.“二次文獻”方面的內容，目前為零。

三、基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺建設的必要性及建設方案

綜合貴州省內各圖書館的特點，筆者構想搭建一個平臺——貴州省數字圖書館聯盟平臺。該平臺由貴州省公共、高校和科研三大系統圖書館聯合組成，是以中心館、成員館共建共享與多館協作的聯合保障體系，其更大程度地實現資源共享與協作，是促進共建、共享、實現低成本、高效率的有效方法。

貴州省數字圖書館聯盟平臺的構建的必要性：1.避免各圖書館電數字資源的重復投入、重復建設、重復購買、節約大量的人力、物力、財力。2.把不同行業、不同領域、不同區域的圖書館有機整合在一起，延用貴州數字圖書館的“一站式”服務，提高信息資源的廣度和深度。3. 解決各圖書館數據標準和規范不統一、自動化管理系統不兼容、難以相互應用，相互共享的問題；4. 數字圖書館需要注重版權意識，保護作者的利益和權利[2]；5.由于聯盟平臺是一個合作團體，運行是個復雜的過程，必須有一個機構來組織協調各圖書館之間的系統管理，其建設需得到政府及相關部門足夠的重視、專人負責、著力建設、保證足夠的運行經費，配置必要的硬、軟件，并引進培養高素質人才，提高圖書館業務能力水平；6.該平臺能為讀者提供互相學習、互相交流、互相研究的環境。數字資源滿足省內不同讀者群體的不同需求，以及全省高校教師學生和創新主體的教學科研需求；7.該平臺還可以為貴州省高校提供課程資源共享服務，實現貴州省高校優質公開課程資源的共享，并逐步推進開放的課程從點到面、從校內到校外的進程；8.加強貴州省建設特色數據庫的建設，挖掘貴州地方獨有特色資源，比如民族文化相關資源等，大力開發和利用，推動貴州經濟文化發展；9.由于貴州省數字圖書館聯盟平臺是通過互聯網運作的，對于信息安全要充分考慮。

基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺的建設，充分考慮到貴州省各圖書館經費、人力、數字資源建設的狀況以及讀者需求的特點，筆者建議采用以下主要建設方案：

1. 該平臺的基本框架主要采用云計算的三個層次：應用層、平臺層、基礎設施層。每層相應的基本服務形式分別為基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務三種服務方式[3]，從上到下構成了云計算的金字塔結構，如圖1。

圖1 云計算的金字塔示意圖

基礎設施即服務：即Infrastructure as a Service(IaaS)。供應商根據用戶的實際需要隨時為用戶分配相應的計算能力和硬件資源，并且允許用戶的應用進行橫向擴充。用戶可以無需花費巨資購買高性能的服務器和網絡設備，直接“租用”這些資源。

平臺即服務：即Platform as a Service(PaaS)。 是由供應商提供一切設施和條件，支持用戶在自己的平臺上圍繞某項核心應用進行相關的應用開發，包括設計、實施、調試、測試、配置、運行和維護的各個環節，方便用戶實現對于特殊開發平臺的使用需要求。

軟件即服務：即Software as a Service(SaaS)。是將軟件作為一種服務提供給用戶，用戶無需在意硬、軟件，直接使用該軟件的具體功能，根據實際使用的情況支付費用。

2.該平臺是一個系統的服務平臺，其服務體系架構主要包括四層：基礎設施層、數據層、管理平臺層、應用層[4]，如圖2。

圖2 基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺服務體系架構

基礎設施層：提供了云服務的基礎，位于整個服務體系機構的最底層，它是經過虛擬化技術后的硬件資源和相關管理功能的融合。

數據層：是管理數據、分布數據、刪除重復數據、壓縮數據、備份加密數據等。

管理平臺層：也是管理中間件層，主要負責信息資源管理、程序運行管理、讀者管理和網絡安全管理。

應用層：是整個平臺服務體系的核心，主要向用戶提供簡單的應用服務以及用戶交互接口等。

3.整合貴州省各數字圖書館的資源與服務，完成公有云、私有云、混合云[5]的建設：

公有云：是一種基于互聯網的服務，該服務的運營商為用戶提供免費或者成本低廉的云服務。公有云可以在現今公用的網絡中提供任何服務。公有云可以根據其安全、方便、數據共享、無線可能的優點對貴州省內各圖書館的資源進行有效地整合，構建貴州省數字圖書館聯盟平臺公有云，讓成員館享受到任何服務。

私有云：是根據用戶的需要單獨構建的云服務，提供對數據、安全性和服務質量的最有效控制。相對于復雜的公有云，私有云可以部署在任何基礎設施上，例如：可以部署在客戶自己的數據中心內的防火墻上，同時部署在一個安全的主機托管場所，這樣可以降低用戶IT架構的復雜度，使用戶的IT資源得以整合，私有云的用戶是完全擁有整個云中心設施的，用戶可對自己的云數據，云的安全性和服務進行有效控制，滿足客戶的發展需求。根據私有云具有數據安全、服務質量好、充分利用現有硬件資源和軟件資源、不影響現有IT管理流程的優點，貴州省數字圖書館聯盟平臺可以用私有云負責本地業務流程與服務，讓中心館與成員館間進行交互。

混合云：是 “公有云”和“私有云”的結合。該云可以通過一種可控的方式部分擁有，部分與他人共享，因安全和控制因素，混合云并非所有用戶通用。這使得中心館和成員館可以無限制的使用云共享方式。

4.云計算是完全按照貴州省數字圖書館聯盟平臺的需要來部署的，主要依賴于虛擬化技術、分布式技術、集群技術、網格計算、新一代的WEB技術、等多方面的技術手段。

虛擬化技術：是云計算系統底層架構的重要組成部分。該技術可以把硬件設備的容量根據需求擴大，簡化軟件的重新配置過程。計算任務并不是真實的在硬件上而是在虛擬的基礎運行。單個CPU模擬多個CPU，可以同時運行多個操作系統，運行獨立的空間應有程序時，可以互不影響。從而大大提高計算機的效率。虛擬化技術還可分為完全虛擬化和準虛擬化。

分布式計算：是一種新型的計算方式，是將需要強大的計算能力才能解決的問題分割成若干部分，把這些部分分配給多臺計算機進行運算，最后再把計算結果綜合起來得出最終的數據結論的科學。該計算可以與稀有資源共享，可以負荷多臺計算機的平衡計算，可以把程序運行在最適合其自身優勢的計算機上操作。

集群技術： 是集群系統中較新的核心技術，它以較低的成本來獲取靈活、可靠的較高收益。通常情況下，計算機在集群中擁有同一個名稱，所有的用戶可以使用運行在集群內的任何系統服務。該技術具有提高性能、降低成本、提高可擴展性、增強可靠性的優點。

網格計算：實際上，該計算是分布式計算的一種，所有具有分布式計算的優點。和傳統的集群相比，網格計算鏈接了一組計算機，該計算機雖然相關，卻不信任，所以其不是一個單獨的計算機，更像一個計算公共設施的運作，并且支持了不同類型的計算機設備。

新一代的WEB技術：在云計算的網絡應用模式中，前端界面的應用程序從傳統的桌面應用程序轉向基于Web的應用程序，由此產生了新一代web技術的產生和發展。它還具有增強的標記能力、全新的交互體驗、完善的表單功能、豐富的多媒體元素、強大的移動支持五大優點。

四、結論與展望

隨著科學技術的不斷更新，云計算在圖書館領域的運用越來越不可缺少。本文介紹了數字圖書館和云計算的概念，以及云計算的廣泛運用。分析了貴州省內各數字圖書館發展過程中所面臨的問題，提出了貴州省數字圖書館聯盟平臺構建的必要性，解析了基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺建設中存在的問題以及建設的方案。

構建一個成熟的基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺是長期而艱巨的任務，不僅需要貴州省內各數字圖書館研究人員不斷的探索，還需要努力適應新形勢下數字圖書館的發展需求。目前，雖然我省還沒有建設數字圖書館聯盟平臺的規劃，但是通過分析研究，筆者嘗試提出基于云計算的貴州省數字圖書館聯盟平臺的嶄新構想，以中心館為中心、以成員館為節點，構建覆蓋貴州省的數字圖書館聯盟平臺。在全省范圍內形成統一、有效的數字資源服務體系，從而將圖書館的服務空間從物理館舍延伸到互聯網、手機、數字電視、智能移動終端等新興媒體。通過該平臺的搭建，建設一個內容豐富、技術先進、覆蓋范圍廣、快速傳播的公共文化服務網絡，服務范圍涵蓋了電信網、廣播電視網、互聯網的貴州省數字圖書館聯盟平臺，成為推進文化創新、繁榮和傳播社會主義先進文化的基礎性文化惠民工程。切實保障公共文化服務的公益性、基本性、均等性、便利性、最大限度地發揮數字圖書館在文化建設中引導社會、教育人民和推動發展的功能。為貴州省的教育、科技、文化發展提供高效率、高質量、全方位的資源信息保障與服務，成為創新信息服務基礎設施的重要組成部分，加快貴州省建設的步伐，為我省的圖書館事業盡一份力。

[1] 孫衛.圖書館在云時代的思考[J].數字圖書館論壇，2009(11)：35- 41.

[2] 王曉虹.數字化圖書館的知識產權保護[J].牡丹江大學學報，2011(02).

[3] 王紅.“云圖書館”平臺的架構與實現[J].情報理論與實踐，2010(10)：111-112.

[4] 王靜.基于云計算技術的數字圖書館云服務平臺架構研究[D].吉林大學碩士論文，2011.

[5] 曹異卿，唐俊.基于第三方平臺的數字圖書館資源評價研究[J].計算機與數字工程，2013(06).