基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統

顧志芹

（華中科技大學 圖書館，湖北武漢 430074）

用戶可以在手機終端、計算機終端快速檢索自己需要的電子文獻，并進行瀏覽和下載，如今，數字圖書館用戶可以通過多種渠道檢索到各類信息，對數字圖書館的信息質量與推送服務要求較高，如何精準地向數字圖書館用戶推送他們需要的信息成為國內學者關注的焦點[1]。通過調研、查閱數字圖書館用戶的檢索記錄、瀏覽頁面，預測用戶的興趣、愛好，從而了解他們的需求，收集與用戶需求有關的信息[2]，根據關聯程度進行針對性地篩選、過濾，通過互聯網、電子郵件、編輯短信息的方式發送給數字圖書館用戶，用戶不需要打開網絡中各種搜索類軟件，只需要查看自己的手機或者電腦就能瀏覽自己所需要的信息內容[3]。

然而，數字圖書館用戶可在較短時間內接收到各種各樣的信息，而傳統數字圖書館推送系統的響應時間較長，系統無法實現精準推送，導致數字圖書館用戶對系統推送的信息內容滿意度較低[4]。

因此，基于傳統數字圖書館推送系統出現的問題，該文設計了基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統，該系統設計了系統的硬軟件環境，在軟件環境中采用了Struts 框架技術，提升了編程軟件的效率，最后，通過實驗驗證了文中系統的有效性。

1 數字圖書館精準推送硬件系統

基于Struts 框架的數字圖書館精準推送硬件系統由網絡模塊、存儲模塊、傳輸模塊和控制模塊四部分組成，系統的硬件結構如圖1 所示。

圖1 基于Struts框架的數字圖書館精準推送硬件系統結構

1.1 網絡模塊

數字圖書館推送系統需要將信息內容通過網絡傳輸到數字圖書館用戶的手機端或者計算機終端上，因此，數字圖書館精準推送硬件系統中需要使用網卡接入網絡，將篩選、過濾出來的用戶信息數據傳給上位機，硬件系統的網卡選擇三星公司生產的DM9000CEP，該款網卡是一種以太網MAC 控制器，可將信息數據快速傳輸到用戶終端上，傳輸速度較快，其內部含有一個10/100 MB 的以太網物理接口收發器，以及一個存儲容量為32 kB 的靜態隨機存儲器，可在1.8 V 高電平的I/O 端口以及4.2 V 低電平的USB 端口進行數據的傳輸[5]。網絡模塊如圖2 所示。

圖2 網絡模塊

該網絡模塊還可在不同內存的處理器中進行工作，網絡模塊中的網卡芯片可以擴展功能調節線路帶寬[6]，網卡中的顯示芯片可以縮短信息數據的響應時間，以提升DM9000CEP 的響應效率，完成配置。

1.2 傳輸模塊

數字圖書館精準推送系統將篩選、過濾完的數據以網絡模塊為傳輸媒介，采用傳輸模塊將數據傳輸出去，系統的傳輸模塊采用GSM 無線網絡為信息數據的主要傳輸信道，傳輸模塊內置TCP/IP 網絡協議，通過該協議，傳輸模塊可以與數字圖書館用戶的手機終端與計算機終端建立連接，傳輸用戶需要的信息數據。在對傳輸模塊進行調試時，通常使用18針RS485 串口對用戶所需要的信息數據進行傳輸，RS485 串口含有MAX8585 電平轉換芯片，可對信息數據進行傳輸和預控制，并且該串口傳輸信息數據的速率較高，最高可達到180.6 kbit/s，GSM 的理論最高速率為210 kbit/s，因此，該傳輸模塊的數據傳輸速度完全滿足該文網絡信息數據傳輸的要求。傳輸模塊結構圖如圖3 所示。

圖3 傳輸模塊結構圖

1.3 存儲模塊

系統存儲模塊的核心為NAND Flash 陣列，其他器件還包括微處理器和連接器，NAND Flash 陣列由48 片閃存芯片排列而成，每片存儲芯片上含有128頁，每頁含有8 kB 的主存儲區以及64 Byte 的空閑存儲區，主存儲區用來存儲數字圖書館用戶需要的信息數據，空閑存儲區用來存儲少量未經篩選的用戶信息數據。對48 片閃存芯片從物理結構上進行劃分，以6 片為基準單位組合成一組，因此48 片閃存芯片可分為8 個閃存芯片組，每4 組共同使用一套數據存儲總線，可形成兩路串行存儲總線結構[7]。存儲模塊電路圖如圖4 所示。

圖4 存儲模塊電路圖

存儲模塊中配置的微處理器選用TD 公司生產的處理器，可對8 個閃存芯片組進行數據處理，并控制閃存數據的擦除，其外部設有豐富的接口，包括串行通信接口、I/O 端口、USB 接口、UART 接口以及并行通信接口，其中UART 接口為存儲模塊的數據存儲接口，處理器的工作頻率最高可達1.5 GHz，可實現數字圖書館用戶信息數據的緩存和轉發，存儲模塊可工作在波特率為3.5 Gb/s、4.45 Gb/s 的模式下，串行通信接口和I/O 端口可傳輸推送系統向存儲模塊發送的控制指令。為了盡可能的提升存儲信息數據的速率和存儲帶寬，采用空間以及時間并行的方式，并聯排列閃存芯片，提升存儲帶寬，而時間并行主要采用流水線技術將信息數據存儲過程分為兩個階段，兩個階段分別進行信息數據的緩存和編程[8]。存儲模塊的所有結構協同合作，完成信息數據的快速存儲。

1.4 控制模塊

存儲完信息數據后，由推送系統的控制模塊實現對信息數據的控制[9]。控制模塊的核心單元為S6C4220 微控制器，該微控制器由三星公司生產，可支持16 位ARM 架構，其功耗較低、數據控制能力較強，外部晶振的頻率為24 MHz。控制模塊的CPU 內核的額定電壓為3.3 V，工作頻率為450 MHz，內部配置的數據Cache 為32 k，可以存儲和控制數字圖書館用戶的信息數據，控制模塊外接128 MB 的SDRAM，內存容量較大，極大地提升了存儲空間，除了外接SDRAM 外，還配置了功耗較低的以太網芯片，可以通過以太網接口將控制模塊接入網絡模塊中，可以實現與推送系統的實時通信，與控制模塊中的各個器件共同完成了對信息數據的控制[10]。傳輸模塊電路圖如圖5 所示。

2 基于Struts框架的數字圖書館精準推送軟件系統

在該文設計的基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統中，采用了Struts 框架技術，該技術采用了Java Servlet 技術，組裝響應數據[11]，提供大量的標簽庫。在文中應用Struts 框架，主要可以采用編程技術將數字圖書館用戶需要的信息數據集中起來，形成一個信息數據標簽庫，方便推送系統對信息數據進行篩選和過濾[12]。

該文設計的基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統的軟件流程如圖6 所示。

圖6 基于Struts框架的數字圖書館精準推送系統的軟件流程

首先，檢索數字圖書館用戶的需求信息。數字圖書館用戶的需求信息由系統進行集中歸類、存儲后，按照用戶的需求定期檢索需要的信息資源，實現跨庫檢索，減少數字圖書館用戶檢索的環節[13]。同時，消除用戶需求信息資源中存在的孤島，開放多樣化電子資源文獻的鏈接，實現各異構需求信息庫的跨庫檢索，通過采用分布式集群檢索方式實現對數字圖書館各類信息資源庫的檢索[14]。

然后，對檢索完的用戶需求信息進行過濾并保存。檢索完數字圖書館用戶的需求信息后，根據用戶搜索的關鍵詞預測用戶的個性化需求，并找出所有的與關鍵詞相匹配的信息[15]。這些信息不一定屬于數字圖書館用戶所需要的信息，所以需要將用戶其他的需求信息結合起來，對結合之后的需求信息進行過濾，刪掉用戶失去興趣的或者與用戶需求信息吻合度較低的信息，也可根據用戶頻繁檢索的信息內容添加與之關聯度較高的信息，綜合過濾完成后進行保存，將保存的用戶需求信息按照用戶組織進行存放，方便后期進行精準推送，以提升數字圖書館用戶對推送結果的滿意度。

最后，按照用戶的需求將檢索、過濾完的信息推送給用戶。向用戶推送已經檢索、過濾完成的需求信息，這是軟件流程中最關鍵的一步，可采用網頁推送、郵件推送、信息推送方式向用戶推送信息，網頁推送中的個性化網頁推送要根據用戶的登錄次數、時間信息向用戶推送需求信息，網頁推送方式由于會受到服務器響應時間的限制，因此，網頁推送適合推送題錄信息。用戶也可以根據自己的需求在網頁的商品分類欄中選擇自己需要的內容，郵件推送指的是，采用發送電子郵件的方式向用戶推送需求信息，郵件推送方式不受服務器響應時間的限制，所以適合推送關聯主體信息，信息推送主要指的是向用戶的手機終端APP 內推送需求信息，用戶手機終端的APP 包括微信、抖音、QQ、淘寶、拼多多等，人們對這些手機軟件的使用率較高，因此容易推送成功[16]。

3 實驗研究

為了驗證該文設計的基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統的有效性，通過與傳統推送系統進行實驗對比，傳統推送系統對于用戶不斷變化的需求信息無法進行精準推送，頁面響應時間較長，因此，該文針對兩種系統的頁面響應時間進行了對比，實驗結果如表1 所示。

表1 響應時間實驗結果

由表1 的結果可知，推送系統在進行網頁推送時，在不同的界面擁有不同的響應時間，傳統數字圖書館精準推送系統在進行登錄時，響應時間最短，在推送界面響應時間最長，在向數字圖書館用戶推送需求信息的整個過程中，平均響應時間為3.56 s；該文設計的基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統在推送界面的響應時間最短，可以加快系統向數字圖書館用戶推送需求信息，該文設計的數字圖書館推送系統在向用戶推送需求信息的整個過程中，平均響應時間為0.5 s，因此，該文系統的響應時間比傳統系統更少，響應速度更快。

推送結果用戶滿意度如表2 所示。

表2 推送結果用戶滿意度

傳統推送系統在向用戶推送需求信息時，對收集的用戶需求信息無法做到有效地篩選和過濾，推送需求信息的種類較多，范圍較廣，因此用戶對推送的需求信息，滿意度較低，而文中設計的基于Struts框架的數字圖書館精準推送系統采用智能檢索、智能過濾與智能推送技術，減小查詢的范圍，實現檢索的快速響應，極大地提升了檢索的質量并有效減少了匹配的次數，過濾出與用戶需求信息匹配度較高的信息，刪掉不需要的或者匹配度較低的需求信息，采用的智能推送技術，使用戶能夠及時查看推送信息，推送效率較高，用戶對推送的需求信息滿意度更高。

4 結束語

該文設計的基于Struts 框架的數字圖書館精準推送系統優于傳統推送系統，響應時間遠遠小于傳統系統，提升了影響的速度和效率，同時，用戶對推送的需求信息的滿意度高于傳統系統，實現了精準推送，系統具有更好的有效性和應用價值。