鄭偉青（浙江工業(yè)職業(yè)技術學院圖書館 浙江 紹興 312000）

1 云計算概述

云計算（Cloud Computing）是一種新興的商業(yè)計算模型。它是分布式處理（Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computing）和網(wǎng)格計算（Grid Computing）的發(fā)展產(chǎn)物，它的獨特之處就是能將巨大的計算任務分散在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和各種軟件服務，從而大大提高了系統(tǒng)的資源檢索效率和運算能力[1]。

云計算概念興起于2007年，初露頭角便受世人矚目，各大公司紛紛推崇。在國外，很多IT巨頭公司都已經(jīng)開發(fā)了各自具有較高實用性的云計算框架或系統(tǒng)， 如Google內(nèi)部開發(fā)了GFS（Google File System）云文件系統(tǒng)、BigTable海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分布式存儲系統(tǒng)、MapReduce[2]簡單海量數(shù)據(jù)并行處理框架，并且在內(nèi)部的實際應用系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)大量使用了該并行處理框架。Sun Microsystems公司在自己以前的并行處理平臺上開發(fā)了Sun Grid Engine計算機集群軟件，目標也是針對云計算市場。還有更多的應用單位，如歐洲的一些頂級科研院所已經(jīng)利用這些并行計算框架實現(xiàn)了自身的因特網(wǎng)并行計算網(wǎng)絡，任何用戶都可以貢獻自己個人電腦上的計算能力，只要下載相應的微型計算代碼即可。

2 圖書館需要整合圖書館群資源檢索服務

隨著圖書館不斷發(fā)展，圖書館的資源內(nèi)容已經(jīng)覆蓋社會生活各個領域，種類不斷細分、深化和專業(yè)化，各個圖書館根據(jù)自身的條件分別擁有其中的部分或全部資源。今天的圖書館資源極其豐富。

然而，因為不同屬性的圖書館提供的館藏電子資源服務的專業(yè)性和綜合性不同，并且各個電子資源廠商提供的基于各自標準的電子資源檢索服務方式也不同，因而形成了電子資源的“百花齊放，百花爭艷”的服務方式。這種服務方式造成圖書館電子資源豐富但分散，用戶如果想從不同的圖書館中獲取最全面、最有價值的資料，往往需要在不同的圖書館對不同的資源檢索系統(tǒng)分別操作，這樣非常不方便。只有采取基于圖書館群的電子資源整合服務方式，才能從分散的各個圖書館資源中獲取到所需的最豐富、最準確的信息。

2.1 云計算為圖書館群資源檢索提供了技術基礎

有了云計算之后，讀者端不再需要計算能力很強的計算機，而可以直接從資源池上獲得計算能力；服務端也可以將自己的計算任務分散在整個系統(tǒng)的資源池上，從而分解了運算量，提升了運算速度。云計算這一為Google、IBM等巨頭公司所倍加推崇的理念為改變目前圖書館電子資源利用率低、搜索質(zhì)量差、缺乏互動的現(xiàn)狀提供了良好的技術基礎。

對于圖書館服務端來說，通過建立基于云計算的簡單海量存儲模型和簡單海量計算模型，可以將巨大的存儲任務和計算任務分散在與之資源共享的服務器或客戶端PC機上，從而可以在同等服務器條件下大幅度擴大資源共享范圍，提高運算速度。對于讀者端來說，可以通過訪問應用程序從資源池上獲取巨大的計算能力，從而實現(xiàn)高精確度、高速度的個性化搜索。同時，讀者端還可以將自己的知識數(shù)據(jù)存儲在服務器上，供其他讀者搜索讀取。因此，對于圖書館來說，云計算為其電子化發(fā)展提供了良好的技術基礎。

2.2 云計算在圖書館群資源檢索中的意義

一項國際性新理論的推廣應用必定會對學界、業(yè)界乃至整個社會帶來巨大的影響，以云計算理論為基礎，開發(fā)出基于云計算的圖書館群資源檢索技術，將圖書館系統(tǒng)的服務器（計算機）連成資源池，建立一個高資源利用率、高運算速度的圖書館電子資源管理服務平臺，同樣可謂意義重大[3]。第一，以復雜的圖書館電子資源作為資源池開展研究，為資源檢索提供了技術平臺，并為實現(xiàn)更復雜的搜索運算提供了實踐基礎；第二，大大提高了區(qū)域（行業(yè)）圖書館和機構(gòu)圖書館資源的整合服務，實現(xiàn)了基于各種類型圖書館的電子資源云整合，形成一個圖書館電子資源群服務體系，為讀者的資源檢索提供廣闊的資源空間和搜索對象，并有利于區(qū)域（行業(yè)）、機構(gòu)圖書館資源的有效流通、利用，減少圖書館資源的重復建設，大大地促進人們知識利用水平的提升；第三，基于云計算的圖書館網(wǎng)絡運算平臺可以實現(xiàn)圖書館電子資源的跨地域、跨行業(yè)、跨機構(gòu)并行利用。為讀者的資源檢索服務平臺提供海量的資源儲備，可以讓讀者在此平臺上實現(xiàn)一站式資源檢索，并最終提升區(qū)域（行業(yè)）、機構(gòu)讀者的文化素質(zhì)、經(jīng)濟實力等，從而提升區(qū)域（行業(yè)）、機構(gòu)的核心競爭力。

3 基于云計算的圖書館群資源檢索的應用

基于云計算的圖書館群資源檢索不僅可以用于國內(nèi)成千上萬家傳統(tǒng)圖書館，還可以應用于各個科研院所、政府機構(gòu)、大型企業(yè)等。

3.1 傳統(tǒng)圖書館的搜索平臺

對于傳統(tǒng)圖書館而言，可以實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的“塊”的云計算圖書館群資源檢索服務，也可以實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的“條”的云計算圖書館群資源檢索服務，同時還可以實現(xiàn)區(qū)域和行業(yè)的“條塊”整合的圖書館群資源檢索服務。通過基于云計算的圖書館群資源檢索服務，傳統(tǒng)圖書館可以建立自己的基于云計算的超級海量信息服務平臺，集中行業(yè)專家等的優(yōu)勢，為海量因特網(wǎng)用戶提供更專業(yè)的信息服務[4]。

3.2 大型企業(yè)內(nèi)部的信息服務平臺

在市場經(jīng)濟環(huán)境下的大型企業(yè)賴以生存的基礎條件中，信息無疑是除資金以外的另一個重要因素。如何對各種不同格式的海量信息進行有效存儲、如何更有效地獲取和利用這些海量信息，都將是各個企業(yè)面臨的主要問題。對此，基于云計算的資源檢索系統(tǒng)將為其提供支撐平臺。

3.3 機構(gòu)內(nèi)部的資源服務平臺

對于各種機構(gòu)而言，其信息資源量巨大，資源服務的任務也更加艱巨。機構(gòu)內(nèi)部在日常工作中沉淀了大量有用的信息，如何更有效地挖掘其潛在價值，也是每個機構(gòu)需要面對的問題。

4 基于云計算的圖書館群資源檢索的實現(xiàn)

基于云計算的圖書館群檢索可以說是網(wǎng)格計算檢索的實現(xiàn)和延伸，它能借助云計算理論及現(xiàn)有的云計算研究基礎，克服網(wǎng)格計算檢索過程中網(wǎng)絡環(huán)境的異構(gòu)性、可擴展性和虛擬網(wǎng)絡環(huán)境的動態(tài)自適應難題，實現(xiàn)圖書館高效率的檢索。

就目前來說，國內(nèi)還沒有真正基于云計算框架的網(wǎng)絡應用，而海量圖書資源的充分利用正需要基于云計算的MapReduce等技術框架的支撐。因此可以說云計算技術在海量圖書資源的處理方面具有廣闊的發(fā)展空間，迅速開展基于云計算的圖書館群資源檢索研究合乎時宜[5]。開源云計算框架與平臺，是依托于互聯(lián)網(wǎng)上的圖書館資源服務群，利用云計算技術實現(xiàn)分布式圖書館資源的分布式信息服務，并集中大量圖書館的資源，研究海量數(shù)據(jù)的存儲服務、海量數(shù)據(jù)的并行計算等，最終實現(xiàn)基于云計算的圖書館群集合、電子資源整合檢索服務，而開發(fā)出來的適合海量數(shù)據(jù)存儲與海量數(shù)據(jù)并行計算檢索的服務平臺（見圖1）。

4.1 云計算在圖書館群資源檢索中的研究內(nèi)容

4.1.1 圖書館數(shù)字資源的簡單海量存儲模型研發(fā)

簡單海量存儲模型是一種基于云計算理論的存儲模型。它針對區(qū)域性、行業(yè)性乃至全國性大規(guī)模數(shù)字圖書資源的存儲需求，以最前沿的Hadoop等開源云計算平臺為基礎，實現(xiàn)面向海量資源數(shù)據(jù)的云存儲，具體包括：（1）實現(xiàn)跨域自適應的云文件系統(tǒng)。（2）以BigTable數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)為基礎，針對圖書館結(jié)構(gòu)化海量元數(shù)據(jù)資源的特征，研究面向圖書資源的特定云存儲模型，并提出高效、簡單、適合圖書資源的特定的結(jié)構(gòu)化元數(shù)據(jù)存儲機制與方法。

4.1.2 圖書館數(shù)字資源的簡單海量并行計算模型研發(fā)

并行計算模型針對區(qū)域性、行業(yè)性乃至全國性大規(guī)模數(shù)字圖書資源的海量分布特征，參考MapReduce云計算框架，開發(fā)適合海量數(shù)字圖書資源的索引和檢索算法。它主要利用云計算在海量數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢提高海量圖書資源在檢索和索引方面的性能。具體包括：（1）定義特定的海量資源檢索邏輯，實現(xiàn)適合海量圖書資源的分布式檢索算法，提高區(qū)域性數(shù)字圖書資源檢索的實時性和高效性。（2）定義特定的海量資源索引邏輯，實現(xiàn)適合海量圖書資源的分布式索引算法，以支持海量數(shù)據(jù)存儲的高效并行檢索。

4.1.3 基于圖書館群海量資源檢索的并行計算框架研發(fā)

在實現(xiàn)海量圖書資源存儲和處理的基礎上，參考Hadoop、GFS、 Section/Sphere、Sun Grid Engine等并行計算模式，探索面向分布在因特網(wǎng)下的圖書館群海量資源的并行計算框架。

核心技術包括：開發(fā)適合因特網(wǎng)復雜網(wǎng)絡環(huán)境的針對分布式獨立性海量資源檢索的并行計算框架，解決在圖書館群海量資源檢索環(huán)境下的并行計算框架問題。

4.2 云計算在圖書館群資源檢索系統(tǒng)中應用的關鍵點

4.2.1 面向圖書館數(shù)字資源的海量元數(shù)據(jù)存儲模型

現(xiàn)有的BigTable等數(shù)據(jù)存儲模型主要針對網(wǎng)頁類型的數(shù)據(jù)來設計，而圖書館信息資源的結(jié)構(gòu)化程度更高，目前在國內(nèi)還缺乏專門針對圖書館信息資源的海量數(shù)據(jù)存儲模型。

4.2.2 面向圖書館群的海量資源檢索的并行計算模式

目前前沿的海量云計算模式基本上都基于一定小范圍內(nèi)的超大集群系統(tǒng)，集群系統(tǒng)內(nèi)的各個主機之間的網(wǎng)絡通訊帶寬都很高，基本在千兆/秒，每個主機的穩(wěn)定性相對較高，因此整體集群的主機失效率比較低。而圖書館群海量資源檢索的環(huán)境相對而言比較獨立。因此，開發(fā)適合于圖書館群的海量資源檢索環(huán)境的并行計算框架是一個具有重要意義的創(chuàng)新點。

4.2.3 面向分布式圖書館海量資源檢索的統(tǒng)一調(diào)度管理模型

各圖書館都具備多個電子資源數(shù)據(jù)庫，都有自己的服務系統(tǒng)和運算模式。針對圖書館的分布特性，需要在多個圖書館、多個電子資源之間建立一個能夠檢索調(diào)度、分發(fā)及分類去重的統(tǒng)一調(diào)度管理模型。統(tǒng)一調(diào)度管理模型是采用基于OpenURL（開放鏈接）標準的多級調(diào)度、以動態(tài)腳本技術制定調(diào)度規(guī)則、向第三方提供電子資源注冊標準和接口等方法的調(diào)度管理模型。它實現(xiàn)了圖書館群內(nèi)各個電子資源的有效利用，使得任何一個檢索請求都能準確無誤地被發(fā)送、結(jié)果準確快捷地被返回。統(tǒng)一調(diào)度管理模型的開發(fā)是海量存儲模型和并行計算模型整合應用的升華，具有非常關鍵和重要的地位。

4.2.4 面向分布式圖書館統(tǒng)一服務模式的探索

現(xiàn)今圖書館都只服務于本區(qū)域或本機構(gòu)、本行業(yè)，雖然圖書館聯(lián)盟正在興起，但是還是基于目錄級的、單一功能性的整合，如區(qū)域（行業(yè)）聯(lián)合目錄、聯(lián)合參考咨詢、區(qū)域館際互借與文獻傳遞服務等，缺乏基于圖書館群的區(qū)域（行業(yè)）整體服務模式[6]?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡服務已經(jīng)成為圖書館服務的重點，這為區(qū)域（行業(yè)）圖書館群統(tǒng)一服務提供了可能，因而，云計算在圖書館群資源檢索中的應用可以提供的是區(qū)域（行業(yè)）“一館式”服務享受。

[1] 肖 鵬. 云計算對圖書館事業(yè)的雙重影響[J] . 圖書館學研究, 2009(8):42-44.

[2] MapReduce[EB/OL] .[2009-07-12] .http://baike.baidu.com/view/2902.htm?fr=ala0.

[3] 胡小菁, 范并思. 云計算給圖書館管理帶來挑戰(zhàn)[J] . 大學圖書館學報, 2009(4):7-12.

[4] 盧曉娟. 云計算與未來圖書館數(shù)字信息資源建設[J] . 四川圖書館學報, 2009(2):23-24.

[5] 米 勒.云計算[M] . 姜進磊, 孫瑞志, 向 勇, 等譯. 北京:機械工業(yè)出版社, 2009.

[6] 王 龍, 萬振凱. 基于服務架構(gòu)的云計算研究及其實現(xiàn)[J] . 計算機與數(shù)字工程, 2009(7):88-91.