面向“功能受限”通讯终端的DL信息服务技术

●张 力，陈 健，潘 琳，胡益芳(浙江师范大学图书馆，浙江金华 321004)

通讯终端的进步给数字图书馆的发展带来了机遇和挑战。首先，21世纪的数字图书馆，不再仅仅是将纸质资料数字化，而是一个数字文化的平台，向广大读者提供优质的网络数字文献资源和多媒体资源。信息传输模式的进步，顺应了数字图书馆无边界服务的需求，为其实现“便携式图书馆”“移动图书馆”等服务提供了卓有成效的方式和方法。其次，智能化通讯终端的普及为数字图书馆带来了大量读者，但不同的通讯终端在通讯模式、硬件配置等方面具有差异性。数字图书馆在为拥有高性能、高智能通讯终端读者服务的同时，也需要考虑如何为只拥有“功能受限”终端的读者提供优质服务。

“功能受限”终端在本文中是指读者所使用的通讯终端，由于受硬件配置、网络环境等因素影响，信息处理等功能受到约束，低于平均应用水平。例如，如果用户终端的平均网络传输速率达到100Mbit/s，而使用3G网络的用户终端最大网络速率尚未达到20Mbit/s，则称3G网络通讯终端为“功能受限”终端。

1 读者所使用的通讯终端

1.1 通讯终端类型

在高科技发展的促进下，读者借助各种通讯设备，可随时随地、方便灵活地与网络连接，畅游在世界的信息海洋之中。据统计，目前数字图书馆的用户通讯终端大体可分为以下几种：

(1)电脑类。主要表现为用户所使用的桌面台式机和便携式笔记本、PDA、平板电脑等。(2)文本阅读类终端。即电子书等功能较为单一的通讯设备，主要用于阅读不同数据格式的文本书籍。(3)影音欣赏类终端。即可解析各种数据格式影音视频，便于用户欣赏的通讯终端，包括MP5、MID等。(4)手机类。主要功能为语音通讯，但也兼备了信息浏览等网络功能。按照手机操作系统划分，可将其分为智能手机和非智能手机。二者区别在于智能手机使用Palm、Android、Windows CE、Linux开放性操作系统。按照手机所使用的网络划分，可分为3G手机、GSM手机和CDMA手机。

1.2 通讯终端的功能受限性

不同的读者通讯终端在CPU运算能力、内存配置、电池续航时间、屏幕大小、网络速率等方面具有相当大的差异。下表分别从上述4类通讯终端中，选择中上等配置的通讯设备为样本，对各种差异进行初步的统计和对比。

假设以笔记本的配置为对比标准，我们从表可以看出：平板电脑、电子书、MP5、手机等通讯终端在处理器频率、处理器个数和屏幕大小等方面均低于对比标准，所对应的数据处理能力、终端显示能力等方面受到了限制。如果数字图书馆在资源建设时，仅考虑了使用台式机、笔记本的读者，那么必然会给其他终端用户带来资源访问的不便。

综合考虑通讯终端的普及率、用户使用偏好[1-3]数字图书馆的发展现状和趋势，[4]本文主要从解决通讯终端显示屏幕大小、网络速率、终端数据处理能力等受限功能出发，探讨了针对“功能受限”终端的信息服务技术方案。

表 通讯终端的功能比较

2 面向“功能受限”终端的解决方案

2.1 屏幕大小的受限性

用户界面是数字图书馆与读者沟通的媒介，它极大地影响着读者对数字图书馆的使用。对于数字图书馆而言，适应操作习惯的良好界面可以减轻读者负担，提高数字资源的利用效率。但由于读者所使用的通讯终端屏幕大小并不统一，数字图书馆需要展示给读者的信息如果超出屏幕显示范围、结构不合理或组织无序，则往往需要读者频繁使用页面滚动等功能，找到所需内容，影响读者使用数字图书馆的乐趣。

如何在不损失信息量的前提下，提供给“功能受限”终端用户合适的信息予以浏览，目前有以下方法：

(1)自适应转换。自适应转换的核心在于准确高效地判断出通讯终端类型、应用平台等软硬件信息，开发出一个具备良好扩展性、可分析性的客户端组件。自适应转换途径大致分为代码转换方法、代理转换方法等。代码转换方法的思路来源于HTML、XML、.NET、JAVASCRIPT等语言之间的共性：均为标记语言。通过提取页面中的关键信息，在语言间寻找MAPPING标记，进而予以转换特定终端的标记语言表达方式。[5－8]此种方法转换过程着重于考虑消减无用信息，集中展现网页中的关键数据，藉此适合在小屏幕终端上予以展现。其缺点在于各种语言并不是完全等价的，有些标记并不能完全进行对应转换，从而会造成无法识别某个信息块的情况发生。此种方法的发展后期引入了构造语法树、词法分析、数据挖掘等手段，重点找出读者群体所关注的信息块，实施分块显示的方法，通过标记语言表达，简化读者的操作步骤。[9,10]

(2)模型或框架转换。模型转换强调对需要显示的信息予以分层，[11,12]即 semantic层、syntactic层、lexical层。在此基础上提出了多个转换模型，包括task Model、 Dialog Model、 Presentation Model、 Platform Model等。[13,14]模型转换方法的优势在于支持一致性和重用性。其缺点是灵活性较差，难于使用。例如基于任务的模型，首先需要设计者指定交互对象来完成此任务，并保证该任务在新的平台下是可行的。通过为每个平台指定一个UI(User interface)，产生最终的UI，并允许后期可以自由地修改层次关系和模型来调整UI。

2.2 网络速率的受限性

读者对数字图书馆的访问途径是多种多样的，所享受的网络带宽也不尽相同。例如，普通以太网的速度已达到千兆每秒，采用802.11协议的wap接入一般在54兆每秒，而3G网络的最高速度是2兆每秒，4G网络正常传输速率也不过在10—20兆每秒之间。与此同时，数字图书馆的发展过程中，需要向读者传递的信息又在不断增长之中。从早期的简单文本传递到多媒体资源传递，进而发展到高清媒体信息的传输。如果不解决不同通讯终端的差异性，造成数据传输时延较大、媒体播放迟滞等现象，数字图书馆很有可能无法满足使用“功能受限”终端的读者需求。

为解决部分通讯终端以低带宽访问数字图书馆问题，针对图片、音视频数据的传输，通常采用了以下方法：

(1)传输控制及编码技术。“功能受限”通讯终端的低数据处理速度、窄带宽极容易造成网络的拥堵，阻碍其他用户正常使用网络。为解决网络拥塞现象，TCP拥塞控制、AQM(active Queue Management)机制成为当前流行的传输控制解决方法。TCP拥塞控制算法包括4个过程，即慢启动(slow start)、拥塞避免 (congestion avoidance)、快速重传 (fast retransmit)、快速恢复(fast recovery)。AQM机制是解决当前互联网拥塞的主要方法，其工作基于IETF(Internet Engineering Task Fore)原理，[15]在带宽窄小的网络中，对减少丢包率、提高链路利用率、降低队列时延起到了重要作用。

编码方面常采用压缩传输。压缩传输是鉴于每种流媒体的传输对网络的速率有着基本需求，对流媒体予以优化和改进。流媒体编码技术至今已经发展到了第二代，根据应用层面的不同，可分为广播电视编码标准和网络传输编码标准。[16]网络传输编码一般是属于信息有损压缩，目前两种基本选择方案：MPEG-4和H.264。MPEG-4以音频和视频作为编码对象，术语称为“AV对象”，可提供高压缩率，同时也可实现更好的多媒体内容互动性，该编码方案在不同厂家的解码端兼容性方面还尚存缺陷。H.264编码则提供多种码流速度可供选择，具有更好的压缩效率和网络兼容性，但此种标准比其他的标准更复杂。

(2)信息推送技术。信息推送是指根据某种标准，采用信息抽取、数据挖掘等方法，找出读者可能感兴趣的信息，并主动将其推到读者面前。被推荐的信息，集中反映相同类型用户所共同关注的信息等。

通过信息推送服务，可以减少冗余信息所占用的带宽，在有限屏幕显示范围内集中显示用户可能关注的资源，也可以根据通讯终端的网络带宽对流媒体进行优化，实现“功能受限”的通讯终端能够流畅播放数字图书馆的媒体资源。[15,17－18]

2.3 电池续航能力的受限性

要提高通讯终端的电池续航能力，需要数字图书馆在提供服务时，尽量降低通讯终端的数据计算，减少对通讯终端的能源占用。例如，如果采用serverlet技术，部分数据处理就会在服务器端进行，而applet技术将会在通讯终端进行数据处理，占用通讯终端的内存和处理器资源，缩短电池续航时间。

为了避免过多耗费通讯终端的能量，人们分别从传输协议、信息编码、差错控制、控件使用等方面出发，研究出多种方式和方法，延长了通讯终端的电池续航能力。[19]

3 结语

随着计算机、网络和通讯技术高速发展，各种新型通讯终端层出不穷，随时随地遨游信息世界的梦想已成为现实。如果能够充分考虑各种通讯终端的特性，提高“功能受限”终端的访问数字资源的能力，无疑会给数字图书馆的发展带来不可估量的影响。

[1] 2010中国未成年人互联网及手机运用状况调查报告 [EB/OL].[2011－11－30]．http://kid.qq.com/zt 2011/minors/#q2.

[2] 2011年中国便携消费电子产品调查报告[EB/OL].[2011－11－30].http://tech.sina.com.cn/roll/2011-03-21/05481688445.shtml.

[3] 尼尔森通信市场月报 [EB/OL].[2011－11－30].http://cn.nielsen.com/documents/Nielsen-Telecom-Mon thly-Newsletter-Issue1.pdf.

[4] 吴礼龙．数字图书馆中多媒体信息的组织与利用[J]．图书馆学刊，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．基于内容个性化的HTML页面转换研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工程大学，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] 周文鹏．基于数据挖掘的个性化网页推送服务模式研究 [J]．计算机与数字工程，2010(38)：58－61.

[16] 张力．移动终端与图书馆特色流媒体服务[J]．情报科学，2009(27)：739－742.

[17] 贺强．基于感兴趣区域的视频转换编码研究[D]．长沙：湖南大学，2009：11－15．

[18] 李庆诚，商盛立．手持阅读终端电子资源Push系统设计与实现[J]．计算机工程与设计，2009(6)：1483－1487.

[19] 郑琳俊．基于H264流视频解码的实时动态能量管理功能的研究[D]．上海：上海大学，2008:28－48.馆馆员，研究方向：网络信息智能处理；陈健(1961－)，男，浙江师范大学图书馆馆员，研究方向：图书资源建设；潘琳(1979－)，女，浙江师范大学图书馆馆员，研究方向：信息咨询、读者服务；胡益芳(1971－)，女，浙江师范大学图书馆馆员，研究方向：信息服务。