云計算技術環(huán)境下數(shù)字圖書館資源的整合

文 / 徐延華

云計算作為一種基于互聯(lián)網(wǎng)的基礎服務共享架構新方法，可以實現(xiàn)資源共享和海量存儲。近年來，這一技術在多個行業(yè)得到廣泛應用。隨著人們對于數(shù)字信息資源需求的不斷增加，開展數(shù)字圖書館資源整合、滿足用戶的信息需求已經(jīng)成為數(shù)字圖書館發(fā)展的必然要求。因此，如何充分利用云計算在信息資源整合方面的優(yōu)勢進一步提升圖書館信息服務能力，是數(shù)字圖書館開展信息資源建設的關鍵。

一、數(shù)字圖書館資源整合中應用云計算技術的必要性

隨著信息技術的快速發(fā)展，以傳統(tǒng)圖書和文獻資料為主要載體的圖書館信息資源已經(jīng)難以滿足用戶的個性化需求，數(shù)字化圖書館逐步成為信息時代文獻資源建設和服務的發(fā)展方向。但是數(shù)字資源體量大、種類多、內(nèi)容參差不齊，給用戶的檢索帶來了諸多不便。因此，從用戶需求出發(fā)，以數(shù)字資源的集中管理、快捷檢索為目標，將分散、無序的信息資源整合起來，組建一個統(tǒng)一、有機的集成化系統(tǒng)，實現(xiàn)不同資源之間的無縫鏈接和用戶的透明訪問，實現(xiàn)數(shù)字資源整合，是數(shù)字圖書館建設的關鍵。

但是隨著信息資源量劇增以及人們對于知識獲取需求的日益增加，數(shù)字圖書館面臨的海量信息資源整合的難題，已經(jīng)成為制約數(shù)字圖書館資源建設的瓶頸。云計算作為一種新的IT資源服務模式，可以將分布式計算、并行計算、互聯(lián)網(wǎng)技術有效地結合起來[1-2]，通過網(wǎng)絡技術將成本較低的計算實體集成為具有強大計算功能的系統(tǒng)，通過SaaS、PaaS、IaaS等模式對外提供服務，為終端用戶減少處理負擔。與傳統(tǒng)計算相比，云計算將計算功能和存儲功能抽象化，以服務的形式分布到終端用戶中，可以便捷地實現(xiàn)用戶間的資源共享和計算效率的提升。

數(shù)字圖書館資源整合中應用云計算技術，可以大幅度提升檢索速度，滿足用戶的多元化、個性化檢索需求，實現(xiàn)數(shù)字資源一體化建設[3-4]。云計算環(huán)境下，各個數(shù)字圖書館借助網(wǎng)絡服務整合為分布式的網(wǎng)絡圖書館，通過動態(tài)適應性的信息資源整合，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的信息服務，既可以在一定程度上消除信息孤島，促進信息資源共享，避免資源重復建設，節(jié)約建設成本；又可以重構信息資源體系，加強信息資源之間的內(nèi)在聯(lián)系，提高信息關聯(lián)度和完整性，實現(xiàn)不同資源之間的鏈接和溝通。云計算作為一種資源的有效匯聚和全新管理機制，有助于數(shù)字圖書館提升信息服務水平和能力[5-6]。在硬件設施方面，云服務的硬件服務體系可以為虛擬數(shù)據(jù)提供良好的硬件支撐，進而節(jié)約硬件設備和人力投入，方便數(shù)字圖書館日常管理；在軟件服務方面，云計算可以按需制定軟件服務行為，打破圖書館單一的集成管理系統(tǒng)，幫助經(jīng)濟實力不強的中小圖書館實現(xiàn)信息化建設；在存儲方面，云計算基于互聯(lián)網(wǎng)和集群應用技術，將數(shù)據(jù)存儲在服務提供商的服務器中，既能為用戶提供快捷的數(shù)據(jù)存儲支持，又能有效降低圖書館數(shù)據(jù)存儲、維護等成本投入。

二、云計算技術環(huán)境下的數(shù)字圖書館資源整合機制與模式

（一）信息資源整合的機制

信息資源整合的核心在于實現(xiàn)不用類型、不同格式信息資源之間的無縫連接和全面共享，形成跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫、跨內(nèi)容的新型信息資源體系結構。云環(huán)境下的信息資源整合涵蓋數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)、檢索方式、技術、協(xié)議標準等多方面內(nèi)容。其中數(shù)據(jù)庫的整合是對分散異構數(shù)據(jù)進行無縫鏈接、整合分析，摒除多個數(shù)據(jù)庫中的重復信息，建立新的虛擬數(shù)字資源體系；系統(tǒng)整合是通過分解和重組等方式對應用系統(tǒng)、數(shù)字資源進行整合，使其在組織結構和表達方式等方面趨于共性并形成統(tǒng)一的管理平臺；檢索方式整合是以組合檢索等方式為用戶提供全方位的檢索服務，方便用戶準確定位具體信息；技術整合是將多種資源整合技術合并以解決信息孤島難題；協(xié)議標準整合則是采用合適的技術手段，實現(xiàn)基于不同訪問協(xié)議和數(shù)據(jù)庫標準的數(shù)據(jù)庫在同一界面的統(tǒng)一檢索。

數(shù)字資源作為圖書館領域研究的熱點和難點，在整合機制的選擇上需要綜合考慮整合內(nèi)容和云計算的特征。目前數(shù)字資源整合的實現(xiàn)機制包括數(shù)據(jù)倉庫整合機制、中介器封裝器整合機制、代理整合機制等。其中數(shù)據(jù)倉庫整合機制是一種物理集成方式，可以滿足不同服務器之間資源一致性存儲的需求，為用戶提供復雜的信息檢索服務，使信息資源的類型與范圍更加廣泛，數(shù)字圖書館可以在此基礎上整合多種資源，建立全方位的OPAC資源管理系統(tǒng)；中介器封裝器整合機制作為一種虛擬的整合方式，應用中介器解決用戶提問和檢索結果的整合，應用封裝器解決信息源的連接和具體查詢，不需要在本地存儲大量的數(shù)字資源，能適應云計算環(huán)境下信息資源數(shù)量多、更新快等特點，是目前數(shù)字資源整合的主流方式；代理整合機制作為近年來新興的一種整合機制，通過合理利用用戶Agent、資源Agent、代理方Agent來提高系統(tǒng)的整合效率，能夠主動適應網(wǎng)絡環(huán)境的變化，增強了系統(tǒng)的靈活性。

（二）基于云計算的數(shù)字圖書館資源整合模式

1.云計算服務模式。根據(jù)服務類型，云計算可以為數(shù)字圖書館提供三種服務模式：SaaS（Software as a Service，軟件即服務）、PaaS（Platform as a Service，平臺即服務）、IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）。

SaaS是21世紀發(fā)展起來的基于互聯(lián)網(wǎng)的軟件應用模式，代表軟件科技發(fā)展的最新趨勢，是目前應用最廣泛的一種云計算模式。在數(shù)字圖書館建設的過程中，提供商負責搭建基礎網(wǎng)絡設施和運作平臺，并負責系統(tǒng)的升級維護，數(shù)字圖書館只需購買相應的軟件即可為用戶提供服務。以SaaS為基礎的資源整合是一站式的資源整合，云端資源基于SaaS技術可以將不同數(shù)字圖書館的異構資源集成到統(tǒng)一的Web站點，并為用戶提供統(tǒng)一的檢索接口，能夠有效提高資源利用率和館間資源互補能力。其中比較有代表性的是谷歌公司在“云”概念的范疇下，將世界范圍內(nèi)的圖書館學術資源進行整合，推出了谷歌學術搜索（Google Scholar），具有便捷、全面、功能強大的特點，大大縮短了讀者檢索文獻的過程。

PaaS模式將服務器平臺作為一種可以提供的服務。基于PaaS的資源整合是通過構建云服務平臺的方式，實現(xiàn)數(shù)字資源的最大集約化，進而最大程度地消除信息孤島。數(shù)字圖書館通過PaaS的中間平臺建立資源索引庫，對圖書館資源進行描述，將分散的數(shù)字圖書館館資源融合在一起，構建一個統(tǒng)一可控的云資源整合中心。通過該平臺，云圖書管理員可以快速整合多個數(shù)字圖書館的資源，并及時向云端用戶提供相應的檢索查詢服務。

IaaS模式下，用戶可以從完備的計算機基礎設施中獲取服務，服務內(nèi)容包括處理、存儲、網(wǎng)絡等基本的計算資源以及操作系統(tǒng)、應用程序等任意軟件的部署和運行。在服務運行的過程中，圖書館無需管理云計算基礎設施，但是可以控制相關程序的應用。當前信息資源量激增，如何降低設備購置成本、提高資源保障水平，是數(shù)字圖書館亟待解決的問題。因此，數(shù)字圖書館基于IaaS的基礎設施共建共享模式構建數(shù)字圖書館虛擬環(huán)境，可以實現(xiàn)基礎設施資源優(yōu)化整合并滿足用戶全方位的需求。

圖1 基于云計算的圖書館資源整合架構

2.云計算服務架構。在云計算服務模式的基礎上，構建了如圖1所示的圖書館資源整合體系架構。（1）SaaS讀者服務層主要為PC登錄、移動終端登錄等用戶登錄界面，用戶通過注冊賬號進入云桌面選擇所需要的服務；（2）PaaS后臺管理層主要包括主服務控制機群和云監(jiān)控模塊等。主服務控制機群接收到用戶的信息請求后，通過對用戶身份進行合法性驗證和應用請求類型的實時分析，動態(tài)分配合適的服務資源，在這個過程中，云監(jiān)控模塊對服務的執(zhí)行過程進行全程實時監(jiān)控，并對服務器進行管理操作；（3）IaaS基礎設施層中，存儲節(jié)點機群具有海量的存儲功能，可以滿足數(shù)字資源的存取需求。應用節(jié)點機群是具有不同業(yè)務處理能力的應用系統(tǒng)，可以處理各種復雜的應用請求。計算節(jié)點機群由多組云計算機群組成，可以滿足超大運算量的計算需求。云計算架構的優(yōu)劣程度直接影響著數(shù)字圖書館信息資源服務的高效性和一致性，因此，以云計算圖書館架構為基礎，設計標準的管理流程，優(yōu)化管理模式，開展統(tǒng)一管理，可以最大化地提高資源利用效率。

三、數(shù)字圖書館資源整合中云計算技術的應用前景

（一）提升檢索效率，實現(xiàn)信息檢索服務的智能化、一體化

云計算將眾多的計算機聯(lián)合起來，為圖書館提供強大的計算能力，可以完成單一計算機無法完成的計算任務。因此，云計算模式可以滿足用戶大規(guī)模同時在線檢索的服務需求，大幅提升圖書館的檢索效率。在本地云構建的過程中，應用數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)挖掘技術，可以在實現(xiàn)資源整合的基礎上實現(xiàn)信息的智能化搜索，系統(tǒng)通過自動搜索并對搜索的信息進行權衡評價，幫助用戶獲取所需的信息。此外，用戶可以使用電腦、手機等設備的信息檢索平臺，通過統(tǒng)一的認證和檢索操作，隨時隨地獲取所需的信息資源，保證了用戶登錄檢索的便捷性，實現(xiàn)了用戶信息檢索服務的智能化、一體化。

（二）實現(xiàn)圖書館間資源共享，有利于圖書館聯(lián)盟的構建

基于大量系統(tǒng)連接而成的基礎設施，不同圖書館之間可以共享館際信息資源，而不必更新相關硬件設備，在降低投入、節(jié)約能耗、加快綠色數(shù)據(jù)計算的同時，大大提高了數(shù)字資源的利用率。因此，云計算的應用會推動數(shù)字圖書館信息資源的整合共享，有利于促進圖書館之間的合作尤其是圖書館聯(lián)盟的構建。

（三）動態(tài)分配資源，保證服務器正常運行，降低數(shù)據(jù)被破壞的可能性

動態(tài)分配資源是云計算的重要特征之一。當出現(xiàn)大量用戶同時檢索、訪問量過大的情況時，云計算會采取“按需索取”的服務方式進行動態(tài)分配，保證數(shù)字圖書館獲取最優(yōu)的運算能力和服務器等設備的正常運轉(zhuǎn)，最大化地滿足用戶需求；在計算需求較少時會歸還多余的運算能力，保證資源的優(yōu)化配置，減少資源的浪費。此外，傳統(tǒng)圖書館服務器常面臨黑客攻擊的風險，數(shù)據(jù)容易被破壞，云計算憑借先進的技術，可以提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲保障，為數(shù)字圖書館提供持續(xù)的安全服務。

（四）節(jié)約成本，提供經(jīng)濟實惠的服務模式

數(shù)字圖書館只需要花費少量費用租用云服務商的相關服務，就可以依托云計算供應商的平臺、存儲和較強的計算能力來處理業(yè)務，大大降低數(shù)字圖書館資源建設方面的投入成本，節(jié)約設備維護、管理等方面的開銷。在此基礎上，數(shù)字圖書館可以合理規(guī)劃開支，將有限的資金應用于核心業(yè)務的發(fā)展中。

四、結論

云計算的發(fā)展為數(shù)字圖書館資源整合帶來了新的機遇。云計算在服務模式、環(huán)境建設等方面的進步，有助于傳統(tǒng)圖書館突破信息傳遞、信息存儲等方面的限制，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的信息資源服務。但是機遇與挑戰(zhàn)并存，云計算在數(shù)字圖書館資源整合方面也面臨著標準化、穩(wěn)定性、安全性、版權等方面的問題，需要云計算服務商與數(shù)字圖書館積極合作，采取相關措施，充分發(fā)揮云計算的最大功效，不斷提升數(shù)字圖書館的服務能力。