謝輝 毛志成

摘 要： 公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)圖書的自助借閱和歸還，對(duì)降低圖書館工作人員的工作量具有重要意義。針對(duì)當(dāng)前公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在的無法準(zhǔn)確描述圖書庫存情況，影響借閱質(zhì)量，且圖書借閱完成速度較慢，借閱實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜問題，提出一種基于語義相似度的公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。通過設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體框架，確定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的總體架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的圖書管理模塊、圖書盤點(diǎn)模塊、借書模塊以及還書模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，為保證圖書借閱系統(tǒng)的性能，通過計(jì)算圖書信息文本以及屬性的相似度，實(shí)現(xiàn)圖書信息檢索。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確描述數(shù)據(jù)庫中圖書庫存狀況，且圖書借閱實(shí)現(xiàn)速度較快，降低了工作人員的工作量。

關(guān)鍵詞： 公共圖書館； 圖書庫存； 自助借閱； 系統(tǒng)架構(gòu)； 信息檢索； 語義相似度

中圖分類號(hào)： TN830.1?34； TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）22?0151?03

Abstract： As the design method of the current self?help book borrowing system for public libraries has the problems of inability to accurately describe the book inventory status which affects the borrowing quality， slow speed of book borrowing completion and complex borrowing implementation process， a design method of self?help book borrowing system based on semantic similarity is proposed for public libraries. The implementation process of the system is determined， and the overall architecture design of the system is realized by means of overall framework design of the system. According to the overall architecture of the system， the library book management module， book check module， book borrowing module and book return module of the system are designed to realize architecture design of the system. On this basis， book information retrieval is achieved by calculating the similarities of the book information text and attributes， so as to guarantee the performance of the book borrowing system. The experimental results show that the system designed by the proposed method can accurately describe the book inventory status of the database， has fast speed of book borrowing completion， and can reduce the workload of the staff.

Keywords： public library； book inventory； self?help borrowing； system architecture； information retrieval； semantic similarity

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，人們對(duì)知識(shí)汲取和吸收的意識(shí)逐漸增強(qiáng)[1]。公共圖書館中圖書成為人們獲取知識(shí)的重要途徑，如何提高公共圖書館服務(wù)水平成為圖書館所要考慮的重點(diǎn)問題[2]。目前國(guó)內(nèi)各大型公共圖書館大多均購(gòu)買或建立數(shù)據(jù)庫管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了日常業(yè)務(wù)的自動(dòng)化集成管理。圖書借閱系統(tǒng)作為圖書館管理的主要系統(tǒng)，其通過圖書檢索以及圖書借閱記錄確定不同讀者對(duì)圖書的需求，在降低圖書檢索和借閱難度的同時(shí)，為圖書館圖書購(gòu)置提供數(shù)據(jù)支撐?，F(xiàn)有的圖書借閱系統(tǒng)大多通過借閱者身份認(rèn)證實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)比持卡人與借閱卡中照片實(shí)現(xiàn)借閱卡與卡片持有人之間合法歸屬關(guān)系認(rèn)證，根據(jù)認(rèn)證結(jié)果實(shí)現(xiàn)圖書借閱，這種方法增大了圖書館中相關(guān)人員的工作量。隨著公共圖書館中圖書數(shù)量的增多，公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為相關(guān)專家學(xué)者研究的重點(diǎn)[3?4]。隨著對(duì)公共圖書館圖書借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究的深入，已產(chǎn)生一些較為成熟的理論和應(yīng)用，但這些方法仍存在一些不足，需要研究改進(jìn)。例如文獻(xiàn)[5]提出一種基于RFID的圖書館圖書檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，利用JRM2030的射頻識(shí)別能力對(duì)圖書中的電子標(biāo)簽進(jìn)行定位和查找，根據(jù)查找結(jié)果，實(shí)現(xiàn)圖書檢索。并通過Labview對(duì)電子標(biāo)簽的查找過程進(jìn)行設(shè)計(jì)。但這種方法無法對(duì)借閱的圖書進(jìn)行記錄，影響系統(tǒng)性能。文獻(xiàn)[6]提出一種基于APP的圖書館圖書借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，通過掌上圖書館APP系統(tǒng)對(duì)圖書館工作進(jìn)行整合，通過分析圖書館讀者對(duì)圖書的需求，對(duì)借閱系統(tǒng)的基本模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過完成基本模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)圖書借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但這種方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊較為復(fù)雜，導(dǎo)致圖書借閱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖書借閱的速度較慢。文獻(xiàn)[7]提出一種基于云服務(wù)的圖書借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，通過引入云計(jì)算以及SOA架構(gòu)，設(shè)計(jì)了由基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層、應(yīng)用層組成的圖書借閱系統(tǒng)。但該系統(tǒng)缺乏相關(guān)的理論作為支撐，影響圖書借閱系統(tǒng)圖書借閱的效果。

1 公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)公共圖書館圖書自助系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用Microsoft SQL Server 2005作為數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中主要存儲(chǔ)圖書類型數(shù)據(jù)、書目數(shù)據(jù)、借書信息數(shù)據(jù)、部門信息數(shù)據(jù)等。根據(jù)圖書自助借閱系統(tǒng)需求，讀者通過鏈接或表格實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的交互。利用控制器對(duì)用戶輸入進(jìn)行采集，并將采集結(jié)果傳送到模型中。模型接收控制器傳輸?shù)男畔?，根?jù)信息對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行更新，通過計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)庫中圖書情況進(jìn)行顯示。根據(jù)系統(tǒng)的需求，利用MVC架構(gòu)[8]實(shí)現(xiàn)公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的圖書自助借閱系統(tǒng)主要由控制層、模型層、視圖層以及數(shù)據(jù)庫層組成。通過控制層，在實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備管理的同時(shí)，對(duì)輸入信息進(jìn)行分析，并通過合適的處理，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作，滿足讀者需求。并且控制層為視圖層提供顯示數(shù)據(jù)信息。通過視圖層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面的維護(hù)，并利用控制層和模型層刷新視圖層的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)視圖層數(shù)據(jù)的更新。利用系統(tǒng)中模型層提供的各種功能模塊，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，并根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)操作。根據(jù)上述論述，對(duì)圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)的各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)借閱系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。通過系統(tǒng)整體架構(gòu)描述了RFID技術(shù)[9]在圖書自助借閱系統(tǒng)中的應(yīng)用。應(yīng)用層為讀者提供不同的服務(wù)。通過控制層實(shí)現(xiàn)中間件數(shù)據(jù)的交換，并對(duì)中間件工作狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。通過控制層實(shí)現(xiàn)閱讀器控制和配置、協(xié)議控制、狀態(tài)管理以及數(shù)據(jù)庫訪問控制。通過閱讀器控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)讀寫操作的控制，為應(yīng)用層圖書借還功能以及盤點(diǎn)功能提供閱讀器的控制能力。

為實(shí)現(xiàn)圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)，需要對(duì)系統(tǒng)中各主要模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)上述分析可知，系統(tǒng)的主要功能模塊有圖書管理模塊、圖書盤點(diǎn)模塊、借書模塊、還書模塊。在進(jìn)行圖書管理之前，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢查，確定圖書管理操作的可執(zhí)行性。在增加圖書時(shí)，需要先確定數(shù)據(jù)庫中是否有相同書籍，如果有，則在原書數(shù)量上直接增加，否則需要增加圖書表項(xiàng)。同理在刪除圖書時(shí)，需要確定該圖書是否在刪除數(shù)據(jù)庫中，如果刪除數(shù)據(jù)庫中沒有該圖書，則需要報(bào)錯(cuò)。對(duì)于沒有查找到的圖書，需要直接報(bào)錯(cuò)，并退出流程，對(duì)于未知事件，也應(yīng)按報(bào)錯(cuò)處理；在進(jìn)行圖書盤點(diǎn)的過程中，需要先確定是進(jìn)行圖書匹配還是實(shí)現(xiàn)圖書更新。如果需要對(duì)圖書進(jìn)行更新，則需要對(duì)現(xiàn)在在書架上的圖書和其在書架中的位置進(jìn)行匹配。如果進(jìn)行圖書位置的更新，則需要修改圖書在書架中的位置信息；借書量的檢查通過在讀者數(shù)據(jù)庫中尋找讀者借書量信息實(shí)現(xiàn)。當(dāng)讀者借書量達(dá)到圖書館借書上限時(shí)，則需要進(jìn)行報(bào)錯(cuò)處理，否則檢查圖書館中是否有足夠的庫存；在進(jìn)行還書時(shí)，系統(tǒng)從記錄讀者借書信息的數(shù)據(jù)庫中提取該讀者的借書信息，并對(duì)信息進(jìn)行分析比較。當(dāng)確定該圖書為該讀者借書，則實(shí)現(xiàn)還書，系統(tǒng)自動(dòng)清除該讀者的借書記錄，當(dāng)讀者借書記錄與還書不匹配時(shí)，則進(jìn)行報(bào)錯(cuò)處理。

通過上述論述，根據(jù)系統(tǒng)需求對(duì)公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)總體框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)的工作流程。根據(jù)設(shè)計(jì)的框架，確定系統(tǒng)整體架構(gòu)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的模塊組成，并對(duì)系統(tǒng)的主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1.2 圖書自助檢索方法

在實(shí)現(xiàn)圖書自助借閱的過程中，圖書的檢索質(zhì)量直接影響圖書借閱效果。針對(duì)這一問題，提出一種基于語義相似度[10]的圖書檢索方法。利用基于語義相似度的圖書檢索方法，對(duì)于檢索圖書文本信息[A]與數(shù)據(jù)庫中圖書文本信息[B]的相似度，通過jaccard系數(shù)進(jìn)行計(jì)算：

式中：[P（A，B）]表示某文本信息同時(shí)在檢索圖書文本信息[A]和數(shù)據(jù)庫圖書文本信息[B]中；[P（A，B）]表示某文本信息僅屬于檢索圖書文本信息[A]；[P（A，B）]表示某文本信息僅屬于數(shù)據(jù)庫中圖書文本信息[B]。對(duì)檢索圖書信息與數(shù)據(jù)庫中圖書信息的屬性相似度進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)檢索的圖書信息與數(shù)據(jù)庫中圖書信息有很多屬性相同，則說明檢索的圖書信息與數(shù)據(jù)庫中圖書信息相似度很高。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了證明所提基于語義相似度的公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行效果，進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中，利用配置為Intel B360 i5?8400 M?ATX 4 GB GTX 1050TI的計(jì)算機(jī)搭建實(shí)驗(yàn)的硬件平臺(tái)，利用Windows 2007系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)，利用Matlab軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬，通過實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果如下所述。實(shí)驗(yàn)不同方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖書借閱和歸還需要的時(shí)間（s）。實(shí)驗(yàn)過程中，利用不同方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行圖書借閱，通過實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果如表1所示。

通過表1看出，所提方法實(shí)現(xiàn)圖書借閱的速度最快，說明能夠較為快速地滿足讀者需求，降低了工作人員的工作量。所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在進(jìn)行圖書自助借閱的過程中，通過相似度計(jì)算的方法對(duì)圖書信息進(jìn)行查找，減少了信息檢索的完成時(shí)間，提高了借閱完成速度。在圖書借閱過程中，系統(tǒng)能否準(zhǔn)確反應(yīng)數(shù)據(jù)庫中圖書數(shù)量直接影響圖書借閱質(zhì)量，通過實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果見圖2。其中圖書編號(hào)為一常數(shù)，設(shè)其單位為n。

通過圖2看出，所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)檢索的圖書數(shù)量與實(shí)際圖書數(shù)量最為接近，說明所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對(duì)圖書數(shù)量信息檢索的精確度最高。所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在進(jìn)行圖書數(shù)量信息檢索的過程中，利用相似度計(jì)算的方法，保證了圖書數(shù)量信息檢索的準(zhǔn)確性。

3 結(jié) 論

公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)作為公共圖書館圖書管理系統(tǒng)的重要組成部分，借閱系統(tǒng)的性能直接影響圖書館的服務(wù)質(zhì)量。針對(duì)當(dāng)前圖書借閱系統(tǒng)存在的無法準(zhǔn)確描述圖書庫存情況，影響借閱質(zhì)量，且圖書借閱完成速度較慢，借閱實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜問題，提出一種基于語義相似度的公共圖書館圖書自助借閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提方法設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠有效改善當(dāng)前系統(tǒng)存在的不足，為該課題的深入研究發(fā)展提供理論依據(jù)。

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