面向“功能受限”通訊終端的DL信息服務技術

●張 力，陳 健，潘 琳，胡益芳(浙江師范大學圖書館，浙江金華 321004)

通訊終端的進步給數(shù)字圖書館的發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。首先，21世紀的數(shù)字圖書館，不再僅僅是將紙質資料數(shù)字化，而是一個數(shù)字文化的平臺，向廣大讀者提供優(yōu)質的網(wǎng)絡數(shù)字文獻資源和多媒體資源。信息傳輸模式的進步，順應了數(shù)字圖書館無邊界服務的需求，為其實現(xiàn)“便攜式圖書館”“移動圖書館”等服務提供了卓有成效的方式和方法。其次，智能化通訊終端的普及為數(shù)字圖書館帶來了大量讀者，但不同的通訊終端在通訊模式、硬件配置等方面具有差異性。數(shù)字圖書館在為擁有高性能、高智能通訊終端讀者服務的同時，也需要考慮如何為只擁有“功能受限”終端的讀者提供優(yōu)質服務。

“功能受限”終端在本文中是指讀者所使用的通訊終端，由于受硬件配置、網(wǎng)絡環(huán)境等因素影響，信息處理等功能受到約束，低于平均應用水平。例如，如果用戶終端的平均網(wǎng)絡傳輸速率達到100Mbit/s，而使用3G網(wǎng)絡的用戶終端最大網(wǎng)絡速率尚未達到20Mbit/s，則稱3G網(wǎng)絡通訊終端為“功能受限”終端。

1 讀者所使用的通訊終端

1.1 通訊終端類型

在高科技發(fā)展的促進下，讀者借助各種通訊設備，可隨時隨地、方便靈活地與網(wǎng)絡連接，暢游在世界的信息海洋之中。據(jù)統(tǒng)計，目前數(shù)字圖書館的用戶通訊終端大體可分為以下幾種：

(1)電腦類。主要表現(xiàn)為用戶所使用的桌面臺式機和便攜式筆記本、PDA、平板電腦等。(2)文本閱讀類終端。即電子書等功能較為單一的通訊設備，主要用于閱讀不同數(shù)據(jù)格式的文本書籍。(3)影音欣賞類終端。即可解析各種數(shù)據(jù)格式影音視頻，便于用戶欣賞的通訊終端，包括MP5、MID等。(4)手機類。主要功能為語音通訊，但也兼?zhèn)淞诵畔g覽等網(wǎng)絡功能。按照手機操作系統(tǒng)劃分，可將其分為智能手機和非智能手機。二者區(qū)別在于智能手機使用Palm、Android、Windows CE、Linux開放性操作系統(tǒng)。按照手機所使用的網(wǎng)絡劃分，可分為3G手機、GSM手機和CDMA手機。

1.2 通訊終端的功能受限性

不同的讀者通訊終端在CPU運算能力、內(nèi)存配置、電池續(xù)航時間、屏幕大小、網(wǎng)絡速率等方面具有相當大的差異。下表分別從上述4類通訊終端中，選擇中上等配置的通訊設備為樣本，對各種差異進行初步的統(tǒng)計和對比。

假設以筆記本的配置為對比標準，我們從表可以看出：平板電腦、電子書、MP5、手機等通訊終端在處理器頻率、處理器個數(shù)和屏幕大小等方面均低于對比標準，所對應的數(shù)據(jù)處理能力、終端顯示能力等方面受到了限制。如果數(shù)字圖書館在資源建設時，僅考慮了使用臺式機、筆記本的讀者，那么必然會給其他終端用戶帶來資源訪問的不便。

綜合考慮通訊終端的普及率、用戶使用偏好[1-3]數(shù)字圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，[4]本文主要從解決通訊終端顯示屏幕大小、網(wǎng)絡速率、終端數(shù)據(jù)處理能力等受限功能出發(fā)，探討了針對“功能受限”終端的信息服務技術方案。

表 通訊終端的功能比較

2 面向“功能受限”終端的解決方案

2.1 屏幕大小的受限性

用戶界面是數(shù)字圖書館與讀者溝通的媒介，它極大地影響著讀者對數(shù)字圖書館的使用。對于數(shù)字圖書館而言，適應操作習慣的良好界面可以減輕讀者負擔，提高數(shù)字資源的利用效率。但由于讀者所使用的通訊終端屏幕大小并不統(tǒng)一，數(shù)字圖書館需要展示給讀者的信息如果超出屏幕顯示范圍、結構不合理或組織無序，則往往需要讀者頻繁使用頁面滾動等功能，找到所需內(nèi)容，影響讀者使用數(shù)字圖書館的樂趣。

如何在不損失信息量的前提下，提供給“功能受限”終端用戶合適的信息予以瀏覽，目前有以下方法：

(1)自適應轉換。自適應轉換的核心在于準確高效地判斷出通訊終端類型、應用平臺等軟硬件信息，開發(fā)出一個具備良好擴展性、可分析性的客戶端組件。自適應轉換途徑大致分為代碼轉換方法、代理轉換方法等。代碼轉換方法的思路來源于HTML、XML、.NET、JAVASCRIPT等語言之間的共性：均為標記語言。通過提取頁面中的關鍵信息，在語言間尋找MAPPING標記，進而予以轉換特定終端的標記語言表達方式。[5－8]此種方法轉換過程著重于考慮消減無用信息，集中展現(xiàn)網(wǎng)頁中的關鍵數(shù)據(jù)，藉此適合在小屏幕終端上予以展現(xiàn)。其缺點在于各種語言并不是完全等價的，有些標記并不能完全進行對應轉換，從而會造成無法識別某個信息塊的情況發(fā)生。此種方法的發(fā)展后期引入了構造語法樹、詞法分析、數(shù)據(jù)挖掘等手段，重點找出讀者群體所關注的信息塊，實施分塊顯示的方法，通過標記語言表達，簡化讀者的操作步驟。[9,10]

(2)模型或框架轉換。模型轉換強調(diào)對需要顯示的信息予以分層，[11,12]即 semantic層、syntactic層、lexical層。在此基礎上提出了多個轉換模型，包括task Model、 Dialog Model、 Presentation Model、 Platform Model等。[13,14]模型轉換方法的優(yōu)勢在于支持一致性和重用性。其缺點是靈活性較差，難于使用。例如基于任務的模型，首先需要設計者指定交互對象來完成此任務，并保證該任務在新的平臺下是可行的。通過為每個平臺指定一個UI(User interface)，產(chǎn)生最終的UI，并允許后期可以自由地修改層次關系和模型來調(diào)整UI。

2.2 網(wǎng)絡速率的受限性

讀者對數(shù)字圖書館的訪問途徑是多種多樣的，所享受的網(wǎng)絡帶寬也不盡相同。例如，普通以太網(wǎng)的速度已達到千兆每秒，采用802.11協(xié)議的wap接入一般在54兆每秒，而3G網(wǎng)絡的最高速度是2兆每秒，4G網(wǎng)絡正常傳輸速率也不過在10—20兆每秒之間。與此同時，數(shù)字圖書館的發(fā)展過程中，需要向讀者傳遞的信息又在不斷增長之中。從早期的簡單文本傳遞到多媒體資源傳遞，進而發(fā)展到高清媒體信息的傳輸。如果不解決不同通訊終端的差異性，造成數(shù)據(jù)傳輸時延較大、媒體播放遲滯等現(xiàn)象，數(shù)字圖書館很有可能無法滿足使用“功能受限”終端的讀者需求。

為解決部分通訊終端以低帶寬訪問數(shù)字圖書館問題，針對圖片、音視頻數(shù)據(jù)的傳輸，通常采用了以下方法：

(1)傳輸控制及編碼技術。“功能受限”通訊終端的低數(shù)據(jù)處理速度、窄帶寬極容易造成網(wǎng)絡的擁堵，阻礙其他用戶正常使用網(wǎng)絡。為解決網(wǎng)絡擁塞現(xiàn)象，TCP擁塞控制、AQM(active Queue Management)機制成為當前流行的傳輸控制解決方法。TCP擁塞控制算法包括4個過程，即慢啟動(slow start)、擁塞避免 (congestion avoidance)、快速重傳 (fast retransmit)、快速恢復(fast recovery)。AQM機制是解決當前互聯(lián)網(wǎng)擁塞的主要方法，其工作基于IETF(Internet Engineering Task Fore)原理，[15]在帶寬窄小的網(wǎng)絡中，對減少丟包率、提高鏈路利用率、降低隊列時延起到了重要作用。

編碼方面常采用壓縮傳輸。壓縮傳輸是鑒于每種流媒體的傳輸對網(wǎng)絡的速率有著基本需求，對流媒體予以優(yōu)化和改進。流媒體編碼技術至今已經(jīng)發(fā)展到了第二代，根據(jù)應用層面的不同，可分為廣播電視編碼標準和網(wǎng)絡傳輸編碼標準。[16]網(wǎng)絡傳輸編碼一般是屬于信息有損壓縮，目前兩種基本選擇方案：MPEG-4和H.264。MPEG-4以音頻和視頻作為編碼對象，術語稱為“AV對象”，可提供高壓縮率，同時也可實現(xiàn)更好的多媒體內(nèi)容互動性，該編碼方案在不同廠家的解碼端兼容性方面還尚存缺陷。H.264編碼則提供多種碼流速度可供選擇，具有更好的壓縮效率和網(wǎng)絡兼容性，但此種標準比其他的標準更復雜。

(2)信息推送技術。信息推送是指根據(jù)某種標準，采用信息抽取、數(shù)據(jù)挖掘等方法，找出讀者可能感興趣的信息，并主動將其推到讀者面前。被推薦的信息，集中反映相同類型用戶所共同關注的信息等。

通過信息推送服務，可以減少冗余信息所占用的帶寬，在有限屏幕顯示范圍內(nèi)集中顯示用戶可能關注的資源，也可以根據(jù)通訊終端的網(wǎng)絡帶寬對流媒體進行優(yōu)化，實現(xiàn)“功能受限”的通訊終端能夠流暢播放數(shù)字圖書館的媒體資源。[15,17－18]

2.3 電池續(xù)航能力的受限性

要提高通訊終端的電池續(xù)航能力，需要數(shù)字圖書館在提供服務時，盡量降低通訊終端的數(shù)據(jù)計算，減少對通訊終端的能源占用。例如，如果采用serverlet技術，部分數(shù)據(jù)處理就會在服務器端進行，而applet技術將會在通訊終端進行數(shù)據(jù)處理，占用通訊終端的內(nèi)存和處理器資源，縮短電池續(xù)航時間。

為了避免過多耗費通訊終端的能量，人們分別從傳輸協(xié)議、信息編碼、差錯控制、控件使用等方面出發(fā)，研究出多種方式和方法，延長了通訊終端的電池續(xù)航能力。[19]

3 結語

隨著計算機、網(wǎng)絡和通訊技術高速發(fā)展，各種新型通訊終端層出不窮，隨時隨地遨游信息世界的夢想已成為現(xiàn)實。如果能夠充分考慮各種通訊終端的特性，提高“功能受限”終端的訪問數(shù)字資源的能力，無疑會給數(shù)字圖書館的發(fā)展帶來不可估量的影響。

[1] 2010中國未成年人互聯(lián)網(wǎng)及手機運用狀況調(diào)查報告 [EB/OL].[2011－11－30]．http://kid.qq.com/zt 2011/minors/#q2.

[2] 2011年中國便攜消費電子產(chǎn)品調(diào)查報告[EB/OL].[2011－11－30].http://tech.sina.com.cn/roll/2011-03-21/05481688445.shtml.

[3] 尼爾森通信市場月報 [EB/OL].[2011－11－30].http://cn.nielsen.com/documents/Nielsen-Telecom-Mon thly-Newsletter-Issue1.pdf.

[4] 吳禮龍．數(shù)字圖書館中多媒體信息的組織與利用[J]．圖書館學刊，2008(4)：9－12.

[5] Yu Chen，etal．AdaptingWeb Pages forSmall-Screen Devices[J]．IEEE Internet Computing， 2005， 9(1):50－56.

[6] Mitrovi N，Mena E.Adaptiveuser interface formobile devices[C]//Forbrig,etal．InteractiveSystems：Design，Specification，andVerification.Berlin：Springer,2002：29－43.

[7] A Fox，etal.Adapting toNetwork and ClientVariation Using InfrastructuralProxies：Lessonsand Perspectives[J]．IEEEpers.Commun，1998，5(4)：10－19.

[8] Luyten K，Coninx K．An XML-based runtimeuser interfacedescription language formobilecomputingdevices[C]//Johnson， Chris．Interactive Systems:Design,Specification and Verification.Berlin:Springer,2001：1－15．

[9] 葛冬梅．基于內(nèi)容個性化的HTML頁面轉換研究[D]．哈爾濱：哈爾濱工程大學，2008．

[10] Milojicic DS，etal．MobileObjectsand Agents[J].Distributed Systems Engineering， 1998， 5(4)：214－237．

[11] ArensY，etal．AutomaticConstructionofUser-InterfaceDisplays[M]．UniversityofSouthern California:Information Sciences Institute，1988：808－813．

[12] Pilllleiro da SilVa P．User Interface DeclarativeModels and Development Environments： A survey[C]//Palanque Philippe．Interactive SystemsDesign，Specification，and Verification[C]．Berlin，Springer，2001:207－226．

[13] Pompl PN，etal．Adaptation of the circular platform spatialmemory task formice:use in detecting cognitive impairment in the APPsw transgenicmousemodel for Alzheimer's disease[J].Journalofneurosciencemethods，1999，87(1)：87－95.

[14] Braden B，eta1．Recommendationson QueueManagement and Congestion Avoidance in the InternetRFC 2309，1994[EB/OL].[2011－11－30]．http：//faqs.org/rfcs/rfc2309.html.

[15] 周文鵬．基于數(shù)據(jù)挖掘的個性化網(wǎng)頁推送服務模式研究 [J]．計算機與數(shù)字工程，2010(38)：58－61.

[16] 張力．移動終端與圖書館特色流媒體服務[J]．情報科學，2009(27)：739－742.

[17] 賀強．基于感興趣區(qū)域的視頻轉換編碼研究[D]．長沙：湖南大學，2009：11－15．

[18] 李慶誠，商盛立．手持閱讀終端電子資源Push系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J]．計算機工程與設計，2009(6)：1483－1487.

[19] 鄭琳?。贖264流視頻解碼的實時動態(tài)能量管理功能的研究[D]．上海：上海大學，2008:28－48.館館員，研究方向：網(wǎng)絡信息智能處理；陳健(1961－)，男，浙江師范大學圖書館館員，研究方向：圖書資源建設；潘琳(1979－)，女，浙江師范大學圖書館館員，研究方向：信息咨詢、讀者服務；胡益芳(1971－)，女，浙江師范大學圖書館館員，研究方向：信息服務。