基于网络技术的高校图书馆信息资源共享系统研究

龙　敏

[摘要]网络(Grid)技术是构筑在互联网土的一组新兴技术，将网络技术应用于高校图书馆将是未来高校图书馆的一个发展趋势。针对我国高校图书馆发展现状，建立基于五层沙漏模型和开放网络体系(OGSA)的高校图书馆信息资源共享系统模型和各类保障机制，有利于我国高校图书馆的发展。

[关键词]网络技术；高校图书馆；信息资源共享

[中图分类号]G254

[文献标识码]A[文章编号]1008-1763(2009)02-0128-05

一引言

网络(Grid)技术是近年来国际上兴起的一种重要信息技术，它的目标是实现网络虚拟环境上的高性能资源共享和协同工作。它是一种比国际互联网和万维网更为先进的基础设施，整个网络就是一个巨大的计算机，用户在使用中享受一体化的、动态变化的、智能的、协作式的信息服务。有关网络技术的应用已经从美国和欧洲国家推广到世界各大洲，各个国家和地区也投入了大量的人力、物力进行网络技术研究和网络基础设施建设。在数字图书馆系统基础上引进网络技术构建数字图书馆网络是实现数字图书馆数字资源共享和数字图书馆服务互操作的有益途径，也是图书馆信息资源共享系统的发展方向。

目前，我国有关高校图书馆网络技术应用研究已经取得了一定的成就，主要包括以下高等院校的网络研究应用。(1)中科院联合十几家科研单位，把我国8个高性能计算中心通过Internet连接起来，进行统一的资源管理、信息管理、用户管理，并在此基础上开发了多个计算型的网络应用系统，建立了“国家高性能计算环境”(NHPCE)。(2)科技部组织成立了863网络专项，该项目投资3个亿，主要任务是研制面向网络的万亿次高性能计算机及高性能网络计算环境，建设科学研究、经济建设和重要网络。(3)2002年底，上海市宣布投资2个多亿，建立e-Institute，把上海交大、复旦、华东理工等多所重点高校的网络整合起来，共享资源，协同教学科研。(4)中国教育科研网络(China Grid)，该项目是我国政府推出的最宏大的网络工程，由北京大学、清华大学、香港大学、西安交大、中山大学、华中科技大学、上海交大、东南大学12所大学联合推出，该网络将在教育科研网把全国100多所211建设重点大学的资源广泛共享。此外，全国还有几十家高等院校和科研机构已经开展了各种网络研究并实施应用。

国内学者对网络技术在图书馆信息资源共享领域进行了不少的研究，有关研究结果基本上还是以介绍网络相关理沦为主，问题研究不是很深，对网络技术如何与图书馆结合、如何运作及如何管理，很少有人深入，还有待进一步研究。黄国彬借助文献计量学定量分析方法，以2003至2007年底中国大陆基于网络的数字图书馆为分析对象，概括了我国学者的研究重点为以下五个：论述网络对数字图书馆带来的影响或者是从宏观上介绍网络在数字图书馆的潜在应用、网络环境下数字图书馆的资源处理、网络环境下数字图书馆的体系结构或者系统设计、网络环境下数字图书馆的信息服务或者是知识服务以及网络环境下数字图书馆互操作技术的改进与提升，其中影响及应用约占总数的50％。体系结构或者系统设计是数字图书馆运行的核心，国内学者对该领域的研究主要集中在对国外体系结构的比较研究，毕强研究了国外6个基于网络技术的图书馆体系结构，朱前东、高波以德国为研究对象；钱丹丹、高波以北欧四国为研究对象；伍家骏以澳门为研究对象，分别分析了国外有关网格图书馆的体系结构。董慧、周义刚等学者以我国图书馆为对象构建了网络监控和网络调度，并详细论述了WSRF工厂模式实现网络调度的关键步骤。余玲、李玉海构建了适合我国国情的图书馆存储模型，宋书荣构建了基于网络技术的图书馆信息资源组织管理模式，张志红构建了基于网络技术的军校数字图书馆信息服务模式。

二网络的内涵及体系结构

(一)网络的内涵特点

网络的概念是借鉴电力网提出来的，网络的最终目标是希望用户在使用网络时，就如同现在使用电力一样方便。“网络计算之父”Ian Foster认为网络是构筑在互联网上的一组新兴技术，它将提高互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通老百姓提供更多的资源、功能和服务。互联网主要为人们提供电子邮件、网页游览等通信功能，网络在此基础上可以让人们更加透明的使用计算、存储信息资源，它改变了传统的信息交流方式，冲破了地域限制，实现了世界范围内的信息资源共享。随着网络化、数字化，高校作为知识的殿堂，学生、教师及研究者获得信息资源的重要途径，也必须经历一系列改革，建立一个庞大的网络化的数字图书馆。网络图书馆将网格系统内的各个单独的图书馆馆藏整合在一起，扩大高校图书馆的资源内容和服务范围，突破传统的信息传递方式，是高校信息交流更加快捷、方便。基于网络技术的图书馆有以下几个特点：

1虚拟性

网络图书馆作为一种数字化的图书馆其中的资源和用户都需要经过抽象，使实际的用户和资源虚拟化为网络用户和网络资源。图书馆用户使用标准、开放、通用的协议和界面，可以访问网络中的各种资源，但实际的用户和物力资源是相互不可见的，资源对外提供的只是一个虚拟化的接口。

2资源共享性

网络将不同地理位置上分布的图书馆资源集成在一起，成为一个有机的整体，各种资源能够被共享使用，共享范围可以无限大，包括网络服务、应用软件、数据、信息、知识及计算机、服务器等。同时各个用户不仅能够使用网络中的一个资源，还可以同时使用多个网络资源。

3协同性

协同性包括资源共享的协同性和问题解决的协同性。资源共享的协同性以自愿互连为基础，包括资源使用时不同用户因时间、空间、权限、资源等差异引起的协商。问题解决的协同性是指虚拟组织之间通过协作共同解决某一问题，以满足用户的新需求。

4自治性与管理的多重性

网络上的资源，首先是属于一个组织或个人的，因此网格资源的拥有者对该资源具有最高级别的管理权限，网络应该允许资源的拥有者对他的资源有自主的管理能力，这就是网络的自治性。但是网络的所有资源都必须接受网络的统一管理，否则不同的资源就无法建立相互之间的联系，无法实现共享和互操作。一方面它允许网络资源的拥有者对网格资源具有自主性的管理，另一方面又要求网络资源必须接受网络的统一管理。

(二)网络的体系结构

有关网络的体系结构主要有沙漏模型和OGSA(OpenGrid Services Architecture)开放网络服务结构。沙漏模型是由Foster提出的，该模型主要包括构造层、连接层、资源层、汇集层、应用层五个层次，形状为“两头大，中间细”。这种用中间细的部分把两头大的部分连接为一个整体的特点，

就是将中间的核心服务把两端较多的对象连接起来，把大量的两端对象连通，避免了用不同的方法把两端的不同对象连接起来需要付出的大量工作和繁重劳动，同时有利于防止出现更多的错误，也利于系统的调试和修改。

开放网络服务结构是Globus联盟在原来的“五层沙漏结构”的基础上，结合最新的Web Service技术提出的，该系统结构包括网络技术和Web Service两大关键技术。两者相比，沙漏结构注重物质方面的共享，OGSA结构则更加注重服务的共享，它以服务为中心，一切都是为了服务。

三基于网络技术的高校数字图书馆资源共享系统结构模型

网络技术可以把各种图书馆资源整合在一个统一的框架下，为各种复杂的需求提供信息资源，提高高校图书馆信息资源共享效度。高校图书馆作为一个国家、地区最大的信息资源提供地，其最终目标就是将各种信息资源组合起来，以网络方式连接起来以实现资源共享、满足用户需求。网络可以提供更多、更强、更具交互性的功能，让人们快捷方便的使用计算、存储各类资源。将其用在高校图书馆，可以将分散的数字图书馆虚拟成一个统一的信息服务平台，实现图书馆一体化信息服务。因此，将网络技术应用于数字图书馆是高校信息资源膨胀及用户信息用户需求的迫切要求，有利于图书馆的快速发展。

罗春明从资源层、面向服务的体系结构层、面向服务的工具层以及网络应用层四个层面构建了基于网络技术的图书馆框架体系。周伟则认为网络数字图书馆主要由位于底层的数据资源层、网络层、最上层的应用服务层三个层面组成。卜世波、肖晓旦提出了基于网络的医学数字图书馆体系结构模型，将整个模型构架分为：底层为异构的资源层、中间为服务层、模型上方的用户应用层。沈士根、陈如清则探讨了基于织女星知识网络的数字图书馆体系结构。本文参考了以上学者的研究成果的基础上结合网络的五层沙漏模型(构造层、连接层、资源层、汇集层、应用层)和开放网络体系(0CSA)，提出了基于网络技术的高校图书馆信息资源共享系统结构模型(如图1所示)，整个模型分为四层：资源层、服务层、应用层及贯穿整个系统的管理层。

(一)应用层

应用层直接为各高校图书馆用户提供服务，主要是利用现有的硬件设备、使用已有的网络软件(CT4)，将各类数字资源抵达拥护。高校图书馆使用数字资源的用户主要有高校师生、科研人员等，用户主要是高校和科研机构，围绕同一网络系统用户可能本地的、外省的、国外的；用户可以是普通用户，也可以是专业用户。如图2所示，各类用户通过用户接口向图书馆系统提交查询，查询指令经过检索借口进入黑箱，在黑箱内通过各种技术手段、服务手段，经过可视化接后得到查询结果，抵达用户。网络数字图书馆为用户提供易于操作的图形界面，各类用户仅需要直接面对用户接口界面，输入请求，数字图书馆就会将收到的检索内容以易于用户理解的形式传达给用户。

(二)服务层

中间服务层是整个图书馆信息资源共享体系的核心部分，处于应用层和资源层之间，在管理层的有效调控、管理下资源层的各项资源通过服务层的一系列作用抵达应用层最终实现用户的需要。按提供服务的容易度，服务层可以分为两个层面：普通的、常规的服务和高性能的服务。本文根据提供的服务内容将服务层划分为三大类：

(1)计算网络服务：高校图书馆拥有大量的信息资源及大量的用户群体，并且其提供的远程教育、数据挖掘、内容查询、多媒体教育及馆际互借需要很强的计算能力。基于网络的图书馆提供的计算网络服务是建立高性能计算系统之上的，它可以为用户有效访问、整合和应用地理上分布的差距很大的数据、资源提供技术支持。

(2)信息网络服务：信息网络服务主要是为用户提供一个一体化的信息平台，创建一种基于Intcmct的信息平台和软件基础设施。在这样一个平台上，信息的处理是分布式、协作和智能化的，用户可以通过单一人口访问所有信息。

(3)知识网络服务：知识网络主要是指网络系统运用各种知识元、引文、关键词等链接方法构建的知识信息之间的微观联系。这种知识网络服务为用户提供了文献之间在内容意义上关联的查询方式，同时也为用户提供更加容易发现内容、理解内容的手段。在知识网络下，任何数据库只要纳入总库平台就可以通过知识网络进入读者的检索途径。

(三)资源层

我国高校图书馆系统上可以提供的资源类型还比较单一、品种也比较少，许多信息资源由于经费、人员以及意识态度的问题还仅仅纸上谈兵没有真正执行起来。为满足广大用户需求，我国高校数字图书馆必须根据用户的需求建立不同类型、不同结构的资源体系，既包括电子期刊、电子图书、电子论文也包括各类实验数据、音像资源、专家资源。面对图书馆信息资源的良莠不齐、分散零乱，各图书馆应该采取相同的标准、相同的软硬件平台，对各类资源进行整合，对网格系统内各个相对独立的数据对象进行融合、重组。

(四)管理层

管理层贯穿在整个网络系统的各个层次、阶段，包括资源管理、系统管理、安全管理、人员管理，各个管理模块具有相对的功能独立性和完整性，但又彼此相互交换。资源管理是一种动态的资源配置，发现、刷选、储存资源，并将资源与整个网络系统连接在一起。系统管理主要负责整个网络图书馆任务的调度和分配，把各项数字图书馆系统任务整合成一个整体，保证各项任务的顺利运作。安全管理则是另外一项重要的管理任务，其顺利实施有利于防御数字图书馆欺诈、非法供给、著作侵犯和保护用户的隐私权。人员管理包括用户管理和馆内工作人员管理，为网络图书馆系统提供一个良好的外部运行环境。

四网络技术在高校数字图书馆中的应用保障机制

网络技术将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等功能统一组合在一起，形成一个大规模的资源基础设施。黄晓斌、邓爱贞总结网络技术在图书馆建设领域中的应用主要有为数字图书馆构造统一的平台；利于实现数字图书馆的资源共享；利于数字图书馆的海量数据处理；利于数字图书馆的信息集成；利于数字图书馆进行知识管理等五大功能。可见这样一个资源提供基础设施在高校数字图书馆中的应用能为科研人员、师生和普通百姓提供更多的资源、更快捷的资源获取方式和交互方式。

1管理和组织机制

网络技术下的图书馆系统涉及到的图书馆成员较多，各图书馆作为一个单独的法人主体，如何维护系统正常运行则需要建立一个组织管理机制，对各业务职能进行分工协作。首先，设立图书馆共享系统的中心机构，一般为系统内规模较大的图书馆或有关教育部门。该中心机构负责联络和协调各成员馆，负责对外代表整个体统参加各种全国性、国际性的项目和会议。其次，明确各成员馆的职责和义务建立相