張龍昌，劉冬升，楊艷紅，王曉明

(渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121013)

數(shù)字圖書館云計算研究

張龍昌，劉冬升，楊艷紅，王曉明

(渤海大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 錦州 121013)

選取中國知識網(wǎng)為檢索工具，以近4年國內(nèi)數(shù)字圖書館云計算技術(shù)研究的373篇文獻(xiàn)為分析對象，概括國內(nèi)學(xué)者圍繞數(shù)字圖書館云計算技術(shù)研究重點(diǎn)，著重從數(shù)字圖書館云平臺構(gòu)建、數(shù)字資源存儲、數(shù)字資源檢索、數(shù)字圖書館遷移、數(shù)字資源整合、數(shù)字資源調(diào)度、云計算中心的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以及數(shù)字資源安全技術(shù)共8個方面研究國內(nèi)數(shù)字圖書館云計算技術(shù)。選取ISI Web of Knowledge和Engineering Village為檢索工具，以近4年國外數(shù)字圖書館云計算技術(shù)研究的398篇文獻(xiàn)為分析對象，概括國外學(xué)者圍繞數(shù)字圖書館云計算技術(shù)研究重點(diǎn)，著重從數(shù)字圖書館云平臺構(gòu)建、數(shù)字圖書館虛擬化技術(shù)、數(shù)字資源語義技術(shù)、數(shù)字圖書館遷移技術(shù)、數(shù)字圖書館中基于云的高性能計算、數(shù)字圖書館云服務(wù)模式共6個方面研究國外數(shù)字圖書館云計算技術(shù)。最后提出數(shù)字圖書館云計算技術(shù)目前研究存在的不足和未來發(fā)展趨勢。

數(shù)字圖書館；云計算；數(shù)字資源；數(shù)據(jù)檢索；數(shù)據(jù)存儲；數(shù)據(jù)遷移；云平臺構(gòu)建

1 國內(nèi)數(shù)字圖書館云計算

1.1 相關(guān)研究概況

選取中國知識網(wǎng)-CNKI的中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫作為數(shù)據(jù)來源，進(jìn)行文獻(xiàn)統(tǒng)計。在標(biāo)準(zhǔn)檢索下，檢索時段不設(shè)定，以“篇名”作為“檢索項”，以“圖書館”、“云計算”為檢索詞，匹配模式為精確匹配，共檢索到以圖書館云計算為題名的論文373篇(檢索時間是2013年1月24日)，分析見表1。發(fā)文量大幅提高，說明數(shù)字圖書館云計算技術(shù)已經(jīng)成為圖書、情報領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題之一。

1.2 相關(guān)研究成果

目前國內(nèi)學(xué)者對數(shù)字圖書館云計算技術(shù)的研究，主要集中在數(shù)字圖書館云計算平臺構(gòu)建、云計算中心的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、數(shù)字資源安全技術(shù)、數(shù)字資源存儲技術(shù)、信息檢索技術(shù)、數(shù)字圖書館遷移技術(shù)、數(shù)字圖書館信息資源整合技術(shù)、數(shù)字圖書館資源調(diào)度技術(shù)等方面。

表1 2009-2013年國內(nèi)數(shù)字圖書館

(1)數(shù)字圖書館云平臺構(gòu)建。

為獲得圖書館數(shù)字化服務(wù)系統(tǒng)在開源云計算平臺上實(shí)現(xiàn)的可行解決方案，學(xué)者對基于開源云平臺的數(shù)字圖書館架構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了研究。王文清等基于CALIS“十五”成果和三期建設(shè)目標(biāo)，提出了CALIS云戰(zhàn)略和相應(yīng)的數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺模型，描述了平臺的整合機(jī)制(包括開放接口和服務(wù)整合方式等)，給出數(shù)字圖書館公有云、私有云和混合云的構(gòu)建方式，論述該平臺需要解決的部分關(guān)鍵問題并介紹其進(jìn)展情況[1]。胡新平在分析當(dāng)前數(shù)字文獻(xiàn)保障服務(wù)模式的基礎(chǔ)上，從文獻(xiàn)資源云的服務(wù)模型、資源組織、商務(wù)模型和服務(wù)工具等方面闡述了文獻(xiàn)資源云平臺構(gòu)建模式，同時對文獻(xiàn)資源云平臺構(gòu)建的實(shí)施主體、資源來源和版權(quán)保護(hù)以及DOI系統(tǒng)的推廣等關(guān)鍵問題作了分析探討[2]。張興旺等提出適用于高校圖書館的中小型云計算中心的規(guī)劃建設(shè)模型，通過對云計算技術(shù)的研究,結(jié)合數(shù)字化信息資源建設(shè)的業(yè)務(wù)特征,構(gòu)建了基于云計算的數(shù)字化信息資源建設(shè)體系架構(gòu)模型、實(shí)施方案[3]。秦曉珠等認(rèn)為移動云計算為數(shù)字圖書館的構(gòu)建和環(huán)境提供了更深層次的可觸摸性，為解決傳統(tǒng)的移動圖書館計算能力弱、存儲能力差等問題提供了無限的可能性；通過分析移動云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館的云服務(wù)模式，提出一種基于應(yīng)用融合的MaaS(Mobility as a Service)服務(wù)模型[4]。王亞民等對Hadoop云環(huán)境進(jìn)行比較深入的研究，介紹云計算的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計基于云計算的數(shù)字圖書館的框架和一些功能的實(shí)現(xiàn)方法[5]。

(2)數(shù)字資源存儲技術(shù)。

收集、組織、收藏有價值的信息資源，為廣大讀者提供免費(fèi)的信息服務(wù)，減小信息鴻溝，構(gòu)建和諧社會，是圖書館的一項重要職能。江秋菊對目前數(shù)字圖書館資源存儲中常用的5種存儲方案進(jìn)行比較，找出資源存儲中現(xiàn)存的主要問題，并在闡述云存儲特性的基礎(chǔ)上，分析云存儲在解決這些問題方面的優(yōu)勢，從技術(shù)前提及關(guān)鍵技術(shù)、體系結(jié)構(gòu)幾方面具體講述數(shù)字圖書館資源云存儲方案，指出云存儲在安全方面以及數(shù)字版權(quán)方面的缺陷[6]。張艷等闡述圖書館數(shù)字資源存儲現(xiàn)狀，分析云存儲給數(shù)字圖書館建設(shè)帶來的好處，提出基于開源云計算Hadoop的分布式文件系統(tǒng)HDFS與分布式存儲系統(tǒng)HBase相結(jié)合的圖書館資源存儲架構(gòu)，并深入探討了云存儲系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件[7]。馬曉亭等為提高云圖書館分布式系統(tǒng)的存儲容量、可靠性以及效率，分析了云數(shù)字圖書館對云存儲的需求，介紹了云存儲的技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用原理，提出一種新的基于云計算的存儲策略；該策略可以使存儲設(shè)施負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸性能，解決了云圖書館海量存儲需求的問題[8]。

(3)數(shù)字資源檢索技術(shù)。

云計算技術(shù)將圖書館系統(tǒng)中眾多的服務(wù)器(計算機(jī))組合成資源群，從而形成一個資源利用率高、運(yùn)算速度快的圖書館信息檢索服務(wù)系統(tǒng)，推動圖書館信息檢索服務(wù)的發(fā)展。付永貴針對云計算平臺下信息檢索的特性，在對經(jīng)典余弦向量度量法文本檢索模型局限性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出按查詢索引項在文本不同檢索范圍設(shè)置不同權(quán)值計算方法的基于云計算的余弦向量度量法文本檢索模型[9]。韓法旺認(rèn)為從龐大的信息源篩選出用戶所需的信息，尤其是圖像信息，就必須對這些信息進(jìn)行高效地檢索；針對傳統(tǒng)圖像檢索算法難以解決海量數(shù)據(jù)存儲、計算及傳遞等一系列問題，提出基于云計算的圖像檢索系統(tǒng)[10]。賀令輝認(rèn)為在數(shù)據(jù)資源檢索方面，云計算所擁有的超速計算速度優(yōu)勢明顯；在云計算概念及圖書館檢索服務(wù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，對云計算在圖書館資源檢索中的應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)及關(guān)鍵技術(shù)等方面進(jìn)行探討[11]。

(4)數(shù)字圖書館遷移技術(shù)。

利用安全、科學(xué)的遷移策略，將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館應(yīng)用服務(wù)平臺和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全、高效、快速、低成本地遷移到云計算環(huán)境中，在保證云數(shù)字閱讀服務(wù)業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下，實(shí)現(xiàn)較低的建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)、升級成本和較高的資源利用率與讀者服務(wù)水平，在數(shù)字圖書館云計算平臺建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價值。馬曉亭研究了云計算及在線遷移技術(shù)，從動態(tài)資源配置角度對遷移的收益進(jìn)行討論；利用云的資源動態(tài)性、按需分配特點(diǎn)，提出了一種新的數(shù)字圖書館動態(tài)云遷移策略。該策略可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)字圖書館系統(tǒng)平滑遷移到云計算環(huán)境[12]。

(5)數(shù)字圖書館信息資源整合技術(shù)。

云計算能夠為圖書館提供強(qiáng)大的計算環(huán)境和海量的存儲能力，但要想盡可能多地連通網(wǎng)絡(luò)上的信息資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上信息資源的全面共享，還必須屏蔽網(wǎng)絡(luò)上信息資源的異構(gòu)性，進(jìn)行信息資源的整合。王長全等分析云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館進(jìn)行信息資源整合的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，即數(shù)據(jù)倉庫整合機(jī)制、中介器封裝器整合機(jī)制和代理整合機(jī)制，提出云計算環(huán)境下的數(shù)字圖書館創(chuàng)新服務(wù)模式[13]。張軍玲等認(rèn)為云計算環(huán)境下高校數(shù)字圖書館信息資源整合的實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要包括數(shù)據(jù)倉庫整合機(jī)制、中介器封裝器整合機(jī)制和代理整合機(jī)制；需要根據(jù)整合內(nèi)容的不同，結(jié)合云計算的特點(diǎn)采取相應(yīng)的整合機(jī)制，才能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[14]。

(6)數(shù)字圖書館資源調(diào)度技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)云圖書館存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用進(jìn)程的智能調(diào)度與虛擬化管理技術(shù)是云計算環(huán)境下數(shù)字化圖書館建設(shè)的關(guān)鍵問題。陳臣等認(rèn)為高效的資源交付與調(diào)度是云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館建設(shè)的關(guān)鍵問題，提出云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館資源交付與調(diào)度策略。該策略能夠保證云計算資源分配的可靠性，能獲得較高的資源利用率并降低能量消耗[15]。

(7)數(shù)字圖書館云計算中心的負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

面向大規(guī)模的文獻(xiàn)存儲、檢索、用戶請求，數(shù)字圖書館云計算中心的負(fù)載均衡是一個必須解決的問題。郜正亞等構(gòu)建了一個三級層次式云計算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)，提出混合式負(fù)載均衡算法進(jìn)行任務(wù)的分配。該方法有效地改善了每個運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的任務(wù)負(fù)擔(dān)，并可根據(jù)任務(wù)的特性來選擇最合適的運(yùn)算節(jié)點(diǎn)，為圖書中心云計算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞呢?fù)載均衡與執(zhí)行效率提供質(zhì)量保證[16]。

(8)數(shù)字資源安全技術(shù)。

云計算為數(shù)字資源共享帶來便利的同時，也帶來了各種各樣的安全問題。潘輝概述了數(shù)字圖書館用戶隱私保護(hù)的概念、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、數(shù)字圖書館建設(shè)中產(chǎn)生的隱私問題等，探討了云計算服務(wù)給數(shù)字圖書館建設(shè)帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，進(jìn)而探討在云計算環(huán)境下數(shù)字圖書館用戶隱私保護(hù)的對策和方法[17]。陳臣等分析了“云”圖書館面臨的安全問題，并根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施“云”平臺特點(diǎn)，提出了“云”數(shù)字圖書館面向基礎(chǔ)設(shè)施“云”的安全框架，以及解決“云”數(shù)字圖書館安全問題的對策[18]。張葉紅認(rèn)為數(shù)字圖書館云計算安全問題是當(dāng)前一個突出的問題，需要建立相應(yīng)數(shù)字圖書館云計算安全架構(gòu)，并制定相應(yīng)的安全策略；將數(shù)字圖書館云計算安全架構(gòu)分為物理層、核心層、資源架構(gòu)層、開發(fā)平臺層、應(yīng)用層；采取在物理層上建立日志審計、在核心層上建立專用協(xié)議棧、在資源架構(gòu)層上建立信息安全風(fēng)險評估、在開發(fā)與平臺層上建立可信云、在應(yīng)用層上建立操作權(quán)限與訪問控制等安全策略[19]。馬曉亭等在云存儲OSI安全模型的基礎(chǔ)上，針對云存儲系統(tǒng)及其在應(yīng)用過程中的數(shù)據(jù)安全問題，提出了一種新的基于云計算環(huán)境下圖書館的安全存儲策略[20]。

2 國外數(shù)字圖書館云計算

2.1 國外相關(guān)研究概況

選取Thomson Reuters公司開發(fā)的信息檢索平臺—ISI Web of Knowledge和美國工程信息公司(Engineering information Inc.)出版的著名工程技術(shù)類綜合性檢索工具—工程索引(Engineering Index，EI)為數(shù)據(jù)來源，進(jìn)行文獻(xiàn)統(tǒng)計。檢索條件設(shè)置為TS(主題)=“l(fā)ibrary” and TS(主題)=“cloud”；限制條件設(shè)置為時間跨度選擇所有年份，引文數(shù)據(jù)庫選擇Science Citation Index Expanded (SCI-EXPANDED)-2003年至今(2013年8月1日)、Social Sciences Citation Index (SSCI)-2007年至今(2013年8月1日)和Conference Proceedings Citation Index-Science (CPCI-S)-2004年至今(2013年8月1日)；精煉依據(jù)設(shè)置為SU(研究方向)=COMPUTER SCIENCE OR INFORMATION SCIENCE LIBRARY SCIENCE。共檢索論文79篇，下面對被檢索到的論文按年代分布作簡要分析，如圖1和表2所示。

圖1 ISI Web of Knowledge平臺的數(shù)字

年份年發(fā)文量/篇占總發(fā)文量百分比/%200833.797200978.861201078.86120111721.51920123848.1012013911.392

Engineering Village是最權(quán)威的工程、應(yīng)用科學(xué)領(lǐng)域文獻(xiàn)檢索平臺，包含EI Compendex、US Patents(美國專利)和EP Patents(歐洲專利)三個數(shù)據(jù)庫。檢索條件設(shè)置為“l(fā)ibrary in Subject/Title/Abstract and cloud computing in Subject/Title/Abstract”；Limited to設(shè)置為時間2008-2013(2013年8月1日)。共檢索論文319篇，從圖2和表3可看出發(fā)表的研究論文數(shù)量總體呈現(xiàn)快速上升趨勢，說明數(shù)字圖書館云計算技術(shù)在國際上也已經(jīng)成為圖書、情報領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)問題之一。

表3 2008-2013年Engineering Village平臺總數(shù)字

圖2 Engineering Village平臺的數(shù)字圖書館

2.2 國外相關(guān)研究成果

目前國際學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)對數(shù)字圖書館云計算技術(shù)的研究，主要集中在數(shù)字圖書館云平臺構(gòu)建、數(shù)字圖書館虛擬化技術(shù)、數(shù)字資源語義技術(shù)、數(shù)字圖書館遷移技術(shù)、數(shù)字圖書館中基于云的高性能計算、數(shù)字圖書館云服務(wù)模式等方面。

1)數(shù)字圖書館云平臺構(gòu)建。

(1)具有3D能力的數(shù)字圖書館云平臺。Web 3D技術(shù)可以在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下帶給用戶更為直觀、交互性更強(qiáng)的體驗。因此，利用Web 3D虛擬瀏覽技術(shù)建設(shè)數(shù)字化圖書館是一個被很多業(yè)內(nèi)專家所看好而在實(shí)際應(yīng)用中還沒有一個成熟范例的領(lǐng)域。由于3D模型的構(gòu)建需要消耗大量的時間和資源，一些在線3D系統(tǒng)采用庫存的方法存儲3D模型[21]；尤其在數(shù)字圖書館建設(shè)中，大量3D模型的存儲、在線檢索、展示等問題成為提供數(shù)據(jù)圖書館用戶體驗和服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵問題。文獻(xiàn)[21]設(shè)計了一套基于亞馬遜云計算平臺的在線模型庫系統(tǒng)。該平臺提出Web 3D模型庫體系結(jié)構(gòu)。展現(xiàn)層是用戶的接口，包含3D模型顯示與交互模塊、3D模型上傳和下載模塊、3D模型檢索模塊；應(yīng)用層提供業(yè)務(wù)邏輯處理和數(shù)據(jù)存儲功能，包括Web應(yīng)用服務(wù)器和元數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，部署在亞馬遜EC2上；數(shù)據(jù)層存儲3D模型文件，部署在亞馬遜S3上，S3采用分布式存儲方式，具有較高的可靠性和擴(kuò)展性。

(2)知識共享的數(shù)字圖書館云平臺。如何通過互聯(lián)網(wǎng)向每個讀者提供所需的知識是當(dāng)前需要解決的問題，云計算使數(shù)據(jù)真正地移動起來，用戶能夠通過互聯(lián)網(wǎng)訪問設(shè)備在任何時候都能訪問云中的數(shù)據(jù)和應(yīng)用，并且能夠有效降低數(shù)據(jù)共享成本。文獻(xiàn)[22]基于云計算技術(shù)設(shè)計出圖書館知識共享系統(tǒng)模型。該模型分為三層，最底層為CPU和存儲器層；第二層為軟件層，包括支持并行計算的操作系統(tǒng)、中間件等；最上層是各種應(yīng)用，如電子郵件、辦公軟件等。實(shí)現(xiàn)多圖書館知識共享和個性化的讀者需求，除了需要建立合理的共享系統(tǒng)模型外，還需要實(shí)現(xiàn)各層次的虛擬化，如服務(wù)器虛擬化、數(shù)據(jù)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、軟件虛擬化、知識虛擬化等。

2)數(shù)字圖書館虛擬化技術(shù)。

傳統(tǒng)基于B/S架構(gòu)的數(shù)字圖書館系統(tǒng)為用戶提供檢索服務(wù)，必須在每個圖書館都進(jìn)行部署。如果各圖書館將應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器部署到云平臺上，將會出現(xiàn)存放相似數(shù)字內(nèi)容的云節(jié)點(diǎn)，根據(jù)存放內(nèi)容的相似性計算相似節(jié)點(diǎn)集合，再根據(jù)用戶請求時刻相似節(jié)點(diǎn)集合中節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況，選擇負(fù)載較輕節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)[23]。

3)數(shù)字資源語義技術(shù)。

多圖書館的數(shù)字資源共享，可以有效提高數(shù)據(jù)資源的存儲量，但云平臺上的數(shù)字資源存儲形式取決于加入到云平臺上的數(shù)字資源提供者，數(shù)據(jù)格式往往具有異構(gòu)性，存儲的文件形式可能有傳統(tǒng)的文檔文件、描述某實(shí)體的對象文件、元數(shù)據(jù)文件、導(dǎo)出的模型文件，以及其他復(fù)雜的數(shù)字實(shí)體和關(guān)系等。在云平臺中，對這些文件的瀏覽和展示是一個迫切需要解決的問題。文獻(xiàn)[24]提出一個基于門戶的社區(qū)數(shù)據(jù)云的瀏覽和展示工具。該工具設(shè)計了一個語義資源瀏覽插件，能夠瀏覽來自云平臺中不同資源庫的不同格式文件。

4)數(shù)字圖書館遷移技術(shù)。

將傳統(tǒng)數(shù)字圖書館應(yīng)用服務(wù)平臺和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)安全、高效、快速、低成本地遷移到云計算平臺中，并且在保證云數(shù)字閱讀服務(wù)業(yè)務(wù)連續(xù)性的前提下，實(shí)現(xiàn)較低的建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)、升級成本和較高的資源利用率和高質(zhì)量的讀者服務(wù)水平，在數(shù)字圖書館云計算平臺建設(shè)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價值。文獻(xiàn)[25]探索了SeerSuite系統(tǒng)遷移到現(xiàn)有云計算平臺上的可行性，研究內(nèi)容如下：

(1)分析了SeerSuite體系結(jié)構(gòu)，包括Web應(yīng)用、抓取和元數(shù)據(jù)提取服務(wù)、系統(tǒng)維護(hù)、聯(lián)合服務(wù)、備份和復(fù)制等模塊；接著分析了SeerSuite的部署方案。

(2)SeerSuite中的模塊遷移到云計算平臺上需要考慮其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，分析了影響上述模塊遷移的兩個因素：遷移過程需要做的工作和遷移成本。

(3)以亞馬遜的EC2、EBS和Google App Engine為例，分析SeerSuite系統(tǒng)的遷移成本。

(4)分析組件之間的數(shù)據(jù)傳輸關(guān)系圖，根據(jù)傳輸量在云計算平臺中部署相應(yīng)組件。

(5)基于對用戶行為的研究，60%～80%的用戶是訪問或下載緩存庫中的數(shù)字資源，在該研究背景下提出虛擬化解決方案。

(6)實(shí)驗結(jié)果表明，CiteSeerx系統(tǒng)遷移到云計算平臺是可行的，能很好地解決在持續(xù)運(yùn)營過程中數(shù)字資源、用戶規(guī)模的不斷增加帶來的系統(tǒng)壓力。

5)數(shù)字圖書館中基于云的高性能計算。

數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)分析和文本數(shù)據(jù)挖掘不能被廣泛應(yīng)用的主要原因是高昂的計算成本。為解決該問題，文獻(xiàn)[26]進(jìn)行了以下研究：

(1)介紹了數(shù)字圖書館中常用的可視化文本分析工具—自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(SOM)算法，以及兩種較常用的文本數(shù)據(jù)降維方法—隱式語義索引(Latent Semantic Indexing)和隨機(jī)索引(Random Indexing)。

(2)比較分析基于MapReduce的Hadoop、Phoenix++開源框架和基于MPI的MR-MPI開源框架的性能特點(diǎn)。

(3)以亞馬遜EC2為服務(wù)器集群，以MR-MPI為分布式并行計算平臺，分析SOM可視化工具在上述兩種降維方法中的性能，從而為海量數(shù)據(jù)分析工具在數(shù)字圖書館云計算平臺上的應(yīng)用提供一定的參考。

6)數(shù)字圖書館云服務(wù)模式。

當(dāng)前的用戶服務(wù)模式主要包括WWW服務(wù)模式、FTP服務(wù)模式、BBS和電子郵件服務(wù)模式等。在面對資金、人力、物力短缺的問題時，這些用戶服務(wù)模式已經(jīng)不能滿足數(shù)字圖書館建設(shè)的需求，甚至已經(jīng)引起資源的浪費(fèi)。使用公有云建立多圖書館共用平臺，不僅能夠節(jié)省圖書館資源還能夠提高用戶滿意度[27]。該平臺可提供5類服務(wù)：統(tǒng)一搜索服務(wù)、綜合咨詢服務(wù)、實(shí)時訪問服務(wù)、知識服務(wù)、面向大眾的數(shù)字資源服務(wù)。

3 存在的不足和發(fā)展趨勢

學(xué)術(shù)界對數(shù)字圖書館云計算技術(shù)的研究已經(jīng)取得了一定成果。但該研究仍然處在探索階段，總體上看，還有若干關(guān)鍵問題需要解決，具體表現(xiàn)在：

1)三網(wǎng)融合環(huán)境區(qū)域數(shù)字圖書館云計算技術(shù)。

三網(wǎng)融合是電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)互聯(lián)互通，資源共享，為用戶提供話音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)。三網(wǎng)融合后，數(shù)字圖書館利用數(shù)字電視與移動通信作為平臺開展服務(wù)，將使數(shù)字圖書館終端用戶數(shù)量大量增加，也讓數(shù)字圖書館的作用得以充分發(fā)揮。同時，用戶數(shù)增長所帶來的巨大商機(jī)，也吸引更多社會機(jī)構(gòu)、更多人才、更多資金投入到數(shù)字圖書館的建設(shè)中來，進(jìn)一步推動數(shù)字圖書館的發(fā)展。因此，數(shù)字圖書館云計算平臺的建設(shè)需要考慮三網(wǎng)融合環(huán)境下數(shù)字圖書館的特點(diǎn)：

(1)服務(wù)平臺增多并且異構(gòu)；

(2)服務(wù)用戶增多而且趨于個性化；

(3)三網(wǎng)融合要求圖書館的網(wǎng)絡(luò)體系功能更加強(qiáng)大。

2)基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)(或本體)的數(shù)字圖書館云計算技術(shù)。

關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是語義網(wǎng)的主題之一，描述了通過可鏈接的URI方式來發(fā)布、分享、連接Web中各類資源的方法。大規(guī)模存在于云計算平臺上的數(shù)字資源發(fā)現(xiàn)是非常重要的一項技術(shù)，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)為云計算平臺上的數(shù)字資源發(fā)現(xiàn)服務(wù)提供了良好的途徑。云計算平臺上使用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表示數(shù)字資源需要解決下列問題：數(shù)字資源描述、數(shù)字資源發(fā)現(xiàn)、數(shù)字資源匹配、數(shù)字資源調(diào)度、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)發(fā)布。

3)數(shù)字圖書館云服務(wù)評價與聚合技術(shù)。

數(shù)字圖書館云計算平臺上將出現(xiàn)大量提供相同或相近內(nèi)容的數(shù)字資源云服務(wù)(尤其基于公有云建立的數(shù)字圖書館)，需要對數(shù)字資源云服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評價，進(jìn)而從眾多數(shù)字資源云服務(wù)中選擇服務(wù)質(zhì)量最優(yōu)的云服務(wù)，需要考慮下列因素：

(1)數(shù)字圖書館用戶所處環(huán)境、偏好等上下文信息；

(2)數(shù)字資源云服務(wù)質(zhì)量。

數(shù)字圖書館云計算平臺用戶規(guī)模較大、需求差異也較大，單一數(shù)字資源云服務(wù)不能滿足用戶需求，需對數(shù)字資源云服務(wù)進(jìn)行聚合，滿足用戶的個性化需求。

4)數(shù)字圖書館云計算平臺評價技術(shù)。

隨著云計算技術(shù)的發(fā)展，提供云服務(wù)的提供商會越來越多，對圖書館選擇合適的云服務(wù)提供商變得更加困難。未來需要建立數(shù)字圖書館云平臺評價方法。

5)數(shù)字圖書館云計算中心的負(fù)載和優(yōu)化技術(shù)。

目前對數(shù)字圖書館云計算中心的負(fù)載和優(yōu)化技術(shù)研究較少，可以借鑒已有的優(yōu)化技術(shù)，結(jié)合數(shù)字資源的特點(diǎn)對云計算的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲技術(shù)、調(diào)度技術(shù)進(jìn)行合理的改進(jìn)與調(diào)整，以適應(yīng)未來的大規(guī)模數(shù)字資源存儲、檢索、訪問的需求。

4 結(jié)束語

選取中國知識網(wǎng)、ISI Web of Knowledge和Engineering Village為檢索工具，以近4年國內(nèi)外數(shù)字圖書館云計算技術(shù)研究的相關(guān)文獻(xiàn)為分析對象，概括國內(nèi)外學(xué)者圍繞數(shù)字圖書館云計算的研究重點(diǎn)和現(xiàn)狀，提出數(shù)字圖書館云計算技術(shù)目前研究存在的不足和未來發(fā)展趨勢。

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Research on Cloud Computing for Digital Library

ZHANG Long-chang，LIU Dong-sheng，YANG Yan-hong，WANG Xiao-ming

(College of Information Science and Technology,Bohai University,Jinzhou 121013,China)

It selects the China Knowledge Resource Integrated Database as the retrieval tool in this paper,taking the 373 articles in nearly 4 years of cloud computing for domestic digital library as the analysis object,and focuses on the technology of cloud computing in the digital library,summarizing the research status of cloud computing technology in the domestic digital library from 8 aspects which involve the construction of the digital library,storage,retrieval,integration and scheduling for digital library,digital library migration,cloud computing center load and network optimization,digital resource security technology.The ISI Web of Knowledge and Engineering Village is selected as the retrieval tool,taking the 398 articles in nearly 4 years of foreign digital library cloud computing,and the technology of cloud computing in the digital library is focused on,summarizing the research status of cloud computing technology in the foreign digital library from 6 aspects which involve the construction of digital library,the virtual technology of digital library,the technology of digital resource semantic,the technology of digital library migration,the high performance computing based on cloud,and the cloud service model of digital library.At last,the lacks of research and the future development trend for cloud computing technology of digital library are presented.

digital library;cloud computing;digital resource;data retrieval;data storage;data migration;cloud platform construction

2015-09-17

2015-12-29

時間：2016-07-29

教育部人文社會科學(xué)研究青年基金項目(15YJC870028);遼寧省自然科學(xué)基金(2015020009)；遼寧省教育科學(xué)技術(shù)研究一般項目(L2014451);遼寧省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃基金項目(L15BTQ002)

張龍昌(1977-)，男，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，CCF會員，研究方向為數(shù)字圖書館和云計算。

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160729.1833.020.html

TP31

A

1673-629X(2016)08-0098-06

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.08.021