云計(jì)算技術(shù)在圖書館信息化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄧江華

摘要：信息技術(shù)的迅速發(fā)展不斷推動(dòng)著圖書館建設(shè)的創(chuàng)新升級(jí)。近年來，以“云計(jì)算”為代表的新興技術(shù)沖擊著圖書館的發(fā)展，對(duì)圖書館的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。本文以云計(jì)算理念為理論依據(jù)，對(duì)構(gòu)建圖書館信息化建設(shè)基本框架、服務(wù)體系及其應(yīng)用系統(tǒng)功能等設(shè)計(jì)，為資源共享提供了工作思路。論文的主要工作如下：從圖書館建設(shè)背景出發(fā)，通過對(duì)云計(jì)算特性和技術(shù)的介紹以及國(guó)內(nèi)外典型應(yīng)用案例的分析和研究。從技術(shù)和提出的需求入手，結(jié)合國(guó)內(nèi)圖書館云計(jì)算典型案例，對(duì)基于云計(jì)算的圖書館信息化平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括總體框架設(shè)計(jì)、云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)、云平臺(tái)應(yīng)用中心建設(shè)、云平臺(tái)服務(wù)中心建設(shè)和云平臺(tái)安全設(shè)計(jì)，最后對(duì)平臺(tái)軟件系統(tǒng)的進(jìn)行了功能模塊的設(shè)計(jì)。為云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代圖書館信息化構(gòu)建中提供借鑒。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;圖書館;信息化系統(tǒng);設(shè)計(jì)

一、研究背景及意義

隨著科技的進(jìn)步，為方便服務(wù)在校學(xué)生，許多圖書館都引入信息服務(wù)，其實(shí)質(zhì)上屬于是一種目的明確、思路清晰的活動(dòng)。信息服務(wù)就是對(duì)各種收集到的信息進(jìn)行整合加工，然后再采取一定的方式將這些信息產(chǎn)品或是服務(wù)提供給讀者，繼而讓讀者對(duì)于不同信息的需求得到滿足。隨著技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，舊的圖書館管理方式已經(jīng)逐漸不適用于現(xiàn)代的圖書館，云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)，恰好的對(duì)現(xiàn)代圖書館的管理方式進(jìn)行改革。用戶對(duì)于信息服務(wù)的要求日益增加，且其特征主要包括對(duì)于信息服務(wù)速度的要求比以往要快，所需求的資料要更為全面，信息必須與時(shí)俱進(jìn)，內(nèi)容要精準(zhǔn)等等。雖然用戶依托于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用戶對(duì)于知識(shí)獲取的能力得到提升，但讀者難以準(zhǔn)確掌握目前一系列繁雜的檢索方式，讀者迫切希望信息服務(wù)人員可以為他們提供高質(zhì)量、深層次信息服務(wù)。正因此，圖書館信息服務(wù)迎來新的發(fā)展機(jī)遇，當(dāng)然也面臨全新的挑戰(zhàn)。

云計(jì)算的出現(xiàn)使得計(jì)算不再單純的在本地計(jì)算機(jī)，或是遠(yuǎn)程服務(wù)器中，而是在大量分布式計(jì)算機(jī)分布。因此，對(duì)于圖書館信息服務(wù)而言，云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用和普及潛力巨大，而目前值得探討的就是怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)云計(jì)算的有效利用，最終為用戶提供更好的信息服務(wù)。

二、云計(jì)算架構(gòu)技術(shù)

云計(jì)算架構(gòu)，系統(tǒng)主要可以一分為二，包括核心堆、管理模塊。核心堆分為三層：資源、平臺(tái)、應(yīng)用。所謂資源層，即是基礎(chǔ)設(shè)施層，通過一系列物理、虛擬化的計(jì)算，存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成。所謂平臺(tái)層，即在云計(jì)算架構(gòu)中，起到負(fù)責(zé)責(zé)任，其又分作很多小層。例如，一個(gè)存儲(chǔ)子層，可以將無線的存儲(chǔ)、緩存能力予以提供。應(yīng)用服務(wù)及其他服務(wù)，根據(jù)實(shí)際并通過靈活管理方式支持應(yīng)用邏輯，基于此，使得任何一層無法成為整個(gè)系統(tǒng)“瓶頸”。應(yīng)用層依托于組件、底層資源，可提供大量數(shù)據(jù)大規(guī)模分布式處理管理。

三、百鏈云圖書館平臺(tái)信息化案例分析

針對(duì)百鏈云圖書館，其實(shí)質(zhì)是依托于云計(jì)算建立的服務(wù)平臺(tái)，由超星公司推出，其與海內(nèi)外超過七百家圖書館進(jìn)行聯(lián)合，依靠共享資源，繼而保證所有加入這一平臺(tái)的用戶能夠查詢到這些圖書館的全部資源，依靠該平臺(tái)，圖書館彼此能夠依托文獻(xiàn)傳遞，保證眾多圖書館彼此聯(lián)合，最終為讀者提供服務(wù)。

1.依托于百鏈元數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)的資源搜索

針對(duì)圖書館中不同數(shù)字資源元數(shù)據(jù)，依靠元數(shù)據(jù)索引技術(shù)進(jìn)行預(yù)先收錄，繼而使得互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎其檢驗(yàn)功效得以實(shí)現(xiàn)，其速度不僅迅速，并且結(jié)果不存在重復(fù)性;整合文獻(xiàn)類型：其資源主要有專利、電子圖書、期刊、不同類型論文、視頻等等。

2.百鏈資源調(diào)度系統(tǒng)

該系統(tǒng)作用是保證圖書館文獻(xiàn)服務(wù)中前后文敏感幫助以及原文鏈接服務(wù)得以解決。可依托于Open URL標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本館資源進(jìn)行多級(jí)調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度知識(shí)庫自動(dòng)更新，允許自定義本地調(diào)度規(guī)則，同時(shí)為第三方給予個(gè)性化調(diào)度服務(wù)，將資源注冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)、接口提供給它們，以便數(shù)據(jù)商能夠?qū)Y源注冊(cè)信息進(jìn)行批量更新。通過動(dòng)態(tài)腳本技術(shù)，資源調(diào)度習(xí)題實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度規(guī)則的制定，以便新增一些資源以及服務(wù)，最終保證服務(wù)調(diào)度得以實(shí)現(xiàn)。

3.百鏈云圖書館文獻(xiàn)傳遞

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同超過六百家圖書館一系列系統(tǒng)集成，讀者不但可在將文獻(xiàn)傳遞申請(qǐng)?jiān)诰W(wǎng)上進(jìn)行提交，同時(shí)還能夠?qū)ι暾?qǐng)?zhí)幚砬闆r進(jìn)行即時(shí)查詢，依托于成員館，以在線文獻(xiàn)傳遞的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)館內(nèi)資源的獲取。該系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容包括：文獻(xiàn)傳遞申請(qǐng)、文獻(xiàn)傳遞處理。

四、云計(jì)算的圖書館信息化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.圖書館信息化云平臺(tái)總體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖書館在信息化建設(shè)中的云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，要充分考慮圖書館人財(cái)物狀況及數(shù)字資源建設(shè)現(xiàn)狀、子館分布及用戶群體的需求特點(diǎn)，基于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對(duì)各個(gè)成員館資源進(jìn)行整合，以保證資源共享得以實(shí)現(xiàn)，保證數(shù)字圖書館服務(wù)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化、便于擴(kuò)展。圖書館平臺(tái)設(shè)計(jì)是立足于“云”服務(wù)平臺(tái)，以基礎(chǔ)平臺(tái)服務(wù)PaaS、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS作為基礎(chǔ)，主要涵蓋多個(gè)平臺(tái)，即基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、本地服務(wù)以及SaaS。SaaS服務(wù)平臺(tái)是共享域中心;本地應(yīng)用平臺(tái)就是各圖書館及其子館。

2.云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

云平臺(tái)具有統(tǒng)一管理、智能調(diào)度的功能體系，因此，其數(shù)據(jù)中心采用操作系統(tǒng)、LINUX等不同軟件建立平臺(tái)虛擬服務(wù)，調(diào)度、管理不同IT軟硬件。圖書館信息化云平臺(tái)所用服務(wù)器其功能必須強(qiáng)大，且保證數(shù)量眾多，采用VMware虛擬化技術(shù)，云計(jì)算平臺(tái)存儲(chǔ)池由主存儲(chǔ)建立。虛擬機(jī)文件系統(tǒng)在共享域存儲(chǔ)陣列里建立，通過云管理平臺(tái)繼而遠(yuǎn)程控制、配置全部虛擬機(jī)。對(duì)于云平臺(tái)，除最為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)、計(jì)算資源架構(gòu)之外，同時(shí)還要有相關(guān)監(jiān)控設(shè)備，對(duì)云平臺(tái)資源進(jìn)行監(jiān)控，并且要有可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的設(shè)備。依靠上述設(shè)備，建立起一個(gè)完善的云數(shù)據(jù)中心。

3.云應(yīng)用中心建設(shè)

對(duì)于云應(yīng)用中心，要編目、錄入、存儲(chǔ)、發(fā)布圖書館數(shù)據(jù)資源，而這一過程不但要對(duì)資源進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)還要網(wǎng)絡(luò)通信給予支持，與此同時(shí)，包括云平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資源共享、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等一系列模塊都涵蓋其中。云應(yīng)用中心對(duì)各個(gè)圖書館的資源進(jìn)行收集，將數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選以后，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行搜集、編目、存儲(chǔ)，保證我們的資源都可以實(shí)現(xiàn)共享。傳輸平臺(tái)可以依托于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)配置。數(shù)據(jù)信息同時(shí)依賴于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在各個(gè)圖書館間傳輸。

4.云服務(wù)中心建設(shè)

對(duì)于圖書館信息化平臺(tái)，其內(nèi)容應(yīng)用云涵蓋很多功能，包括科研參考、文件下載、視頻學(xué)習(xí)、咨詢查詢等。其能夠整合不同數(shù)據(jù)圖書館資源與其他公共文化共享工程資源，通過先進(jìn)技術(shù)手段整合已審核過的數(shù)字資源以及新建設(shè)的資源，根據(jù)相關(guān)特征，合理分類組織內(nèi)容，最終建立具有顯著地方特色的服務(wù)平臺(tái)，為讀者提供相應(yīng)的服務(wù)。

5.云平臺(tái)安全架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于服務(wù)器端的安全設(shè)計(jì)：平臺(tái)服務(wù)器主要包括兩類，即物理以及虛擬兩種，平臺(tái)全部計(jì)算、存儲(chǔ)任務(wù)全都是交由兩個(gè)服務(wù)器承擔(dān)。就虛擬服務(wù)器而言，其構(gòu)建是基于虛擬服務(wù)器映像模塊配置。虛擬服務(wù)器映像強(qiáng)化即是將可有可無軟件剝離出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在漏洞的有效約束。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安全實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫實(shí)體存在在依托于云計(jì)算的圖書館信息化平臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)容、用戶以及管理員的不同操作，包括新增、刪改等內(nèi)容。因此，存在嚴(yán)重的數(shù)據(jù)安全隱患?；诖?，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的保護(hù)，使其不會(huì)暴露于互聯(lián)網(wǎng)。并且數(shù)據(jù)服務(wù)器日志系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)分類檢索，針對(duì)數(shù)據(jù)庫日志，相關(guān)人員進(jìn)行定期審核。除此之外，完善相關(guān)數(shù)據(jù)備份等內(nèi)容，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的真實(shí)、安全、有效。

基于云的安全設(shè)計(jì)：因?yàn)橐劳杏谠朴?jì)算圖書館信息化平臺(tái)的運(yùn)行是建立在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的，在網(wǎng)絡(luò)傳輸期間，數(shù)據(jù)信息極易被截取、利用，無法有效保障數(shù)據(jù)安全，最終威脅到應(yīng)用程序，鑒于此，本研究傳輸采用超文本傳輸協(xié)議HTTPS數(shù)據(jù)，為保證平臺(tái)及外部端口安全性，本設(shè)計(jì)采用虛擬機(jī)、安全域彼此結(jié)合，立足于云服務(wù)供應(yīng)商端口過濾功能，限制對(duì)域的訪問。

基于系統(tǒng)應(yīng)用的安全設(shè)計(jì)：平臺(tái)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的前提是應(yīng)用軟件層的安全。若應(yīng)用程序安全性無法保障，則云平臺(tái)是無法在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。依托于云計(jì)算的圖書館信息化平臺(tái)服務(wù)安全的實(shí)現(xiàn)依賴于采用統(tǒng)一認(rèn)證。對(duì)于圖書館云服務(wù)平臺(tái)，其可以將統(tǒng)一的用戶登錄憑證提供給成員館用戶。保證用戶可以在不同應(yīng)用系統(tǒng)、平臺(tái)之間登錄。單點(diǎn)登錄機(jī)制確保一個(gè)云服務(wù)用戶被一個(gè)南拳代理認(rèn)證，基于此，用戶無需重新進(jìn)行登錄便能夠?qū)ζ渌?wù)進(jìn)行訪問，并實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶賬戶管理的簡(jiǎn)化。

五、圖書館信息化平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

依據(jù)不同需求，本文云系統(tǒng)平臺(tái)依據(jù)業(yè)務(wù)需求，其系統(tǒng)主要包括下面幾個(gè)模塊。如圖1所示：

1.門戶系統(tǒng)

該系統(tǒng)組成包括圖書館統(tǒng)一用戶網(wǎng)站、成員館建立的服務(wù)平臺(tái)。其依托于Web技術(shù)，搭建分布式信息存儲(chǔ)模型，整合優(yōu)化相關(guān)信息，并對(duì)數(shù)據(jù)依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，內(nèi)容設(shè)置鏈接便于運(yùn)用。

2.統(tǒng)一認(rèn)證模塊

針對(duì)目前立足于云計(jì)算圖書館信息化平臺(tái)是依托于異構(gòu)系統(tǒng)集成特征，為便于用戶使用、不同圖書館數(shù)據(jù)交流，針對(duì)認(rèn)證模塊目前有兩項(xiàng)服務(wù)，包括單點(diǎn)登錄以及認(rèn)證。但用戶在進(jìn)行訪問時(shí)只需要進(jìn)行一次認(rèn)證。而認(rèn)證內(nèi)容即是授權(quán)和身份認(rèn)證兩類。

3.統(tǒng)一檢索系統(tǒng)

中心、成員館以及有關(guān)數(shù)據(jù)庫提供商一系列異構(gòu)數(shù)據(jù)，依托于云計(jì)算圖書館信息化平臺(tái)進(jìn)行整合存儲(chǔ)，一個(gè)相一致檢索系統(tǒng)得以展現(xiàn)處理，繼而實(shí)現(xiàn)信息資源的檢索功能。本文這一系統(tǒng)運(yùn)用的技術(shù)是元數(shù)據(jù)檢索技術(shù)，它基于不同館的異構(gòu)數(shù)據(jù)最終展現(xiàn)出一致檢索界面。本系統(tǒng)檢索資源包括有視頻、業(yè)務(wù)培訓(xùn)資料、中英文文獻(xiàn)圖書等。這一系統(tǒng)不但可以將更好的檢索體驗(yàn)提供給用戶，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)資源共享率的提升，最終保證社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)效益得以實(shí)現(xiàn)。

4.成員館互借與文獻(xiàn)傳遞系統(tǒng)

受限于經(jīng)濟(jì)、專業(yè)發(fā)展等因素，針對(duì)讀者對(duì)于文獻(xiàn)資料的需求，很多單一圖書館難以滿足。為有效解決這一問題，保證各地區(qū)圖書館能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，依托于云計(jì)算圖書館信息化平臺(tái)，新增文獻(xiàn)傳遞、館際互借等不同模塊。針對(duì)館際互借，實(shí)質(zhì)上屬于是一種服務(wù)類型，其作用是為不同館藏間實(shí)現(xiàn)資源共享。

5.特色庫系統(tǒng)

特色資源庫建設(shè)遵循“分散建設(shè)、資源共享”的原則，平臺(tái)提供商可以根據(jù)成員館的申請(qǐng)給予適當(dāng)?shù)慕?jīng)費(fèi)支持，另外對(duì)一些優(yōu)秀的特色資源建設(shè)也會(huì)給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。通過這樣支持了獎(jiǎng)勵(lì)方法，鼓勵(lì)具有地區(qū)特色和專業(yè)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)的學(xué)校積極參與建設(shè)。除了牽涉到版權(quán)、保密內(nèi)容的通過參與建設(shè)的圖書館自行選擇發(fā)布方式之外，基本上全是提供全部服務(wù)。

6.專業(yè)領(lǐng)域?qū)W習(xí)系統(tǒng)

依照學(xué)科專業(yè)分類的課程學(xué)習(xí)資源提供給所有用戶。首先用戶可以選擇一個(gè)專業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)，頁面會(huì)出現(xiàn)這個(gè)專業(yè)的介紹和專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)、課程體系，這個(gè)課程體系包括專業(yè)的所有課程和前后順序，通過點(diǎn)擊課程體系的課程可以進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，不同課程有電子書、PPT、課程視頻、課件、電子教案等。

7.參考咨詢系統(tǒng)

對(duì)于該系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)由不同成員館一同參與的、和讀者彼此交互聯(lián)合的服務(wù)體系。宗旨是服務(wù)于本館用戶，結(jié)合館際合作互助，最終達(dá)到知識(shí)參考、咨詢服務(wù)。本文系統(tǒng)運(yùn)用包括平臺(tái)中心咨詢、本地咨詢系統(tǒng)兩層式服務(wù)結(jié)構(gòu)，前者組成包括中心數(shù)據(jù)庫、總咨詢臺(tái);而后者組成則包括各成員館本地信息資源庫以及本地咨詢臺(tái)。

六、結(jié)論

云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用在圖書館信息化構(gòu)建的設(shè)計(jì)，立足于云計(jì)算理論，對(duì)構(gòu)建圖書館信息化建設(shè)基本框架、服務(wù)體系、等進(jìn)行設(shè)計(jì)?；趫D書館建設(shè)，結(jié)合國(guó)內(nèi)圖書館云計(jì)算典型案例，對(duì)基于云計(jì)算的圖書館信息化平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要包括總體框架、云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心及其安全設(shè)計(jì)，云平臺(tái)應(yīng)用中心、服務(wù)中心建設(shè)，最后，針對(duì)平臺(tái)軟件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的功能模塊。

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