宋 翠

（河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院，鄭州 450000）

基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館研究

宋 翠

（河南水利與環(huán)境職業(yè)學(xué)院，鄭州 450000）

為提高數(shù)字圖書(shū)館智能化與個(gè)性化服務(wù)，借助云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算及后臺(tái)處理能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書(shū)館的智能化服務(wù)。首先，對(duì)云環(huán)境下數(shù)字圖書(shū)館的自適應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)容及形式做詳細(xì)介紹；其次，對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行了詳細(xì)闡述；最后，運(yùn)用實(shí)例仿真，驗(yàn)證本文方法在數(shù)字圖書(shū)館智能化及個(gè)性化服務(wù)的性能表現(xiàn)。

云計(jì)算；數(shù)字圖書(shū)館；自適應(yīng)系統(tǒng)；FCM聚類(lèi)；Apriori關(guān)聯(lián)規(guī)則

1　云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)字圖書(shū)館

1.1自適應(yīng)系統(tǒng)作用

數(shù)字圖書(shū)館的自適應(yīng)系統(tǒng)在傳統(tǒng)數(shù)字圖書(shū)館的基礎(chǔ)上增加了智能反饋，負(fù)責(zé)適應(yīng)性推送和更新閱讀內(nèi)容、智能檢索以及個(gè)性化首頁(yè)呈現(xiàn)。這種自適應(yīng)系統(tǒng)，能夠更好地增強(qiáng)數(shù)字圖書(shū)館的智能化、個(gè)性化和交互性。

自適應(yīng)的其他作用還有個(gè)人首頁(yè)的定制，界面風(fēng)格的個(gè)性化等。用戶首頁(yè)提示用戶的登陸次數(shù)，用戶關(guān)注領(lǐng)域的信息更新動(dòng)態(tài)，如新書(shū)預(yù)告，資源預(yù)覽等。

1.2自適應(yīng)主要表現(xiàn)形式

1.2.1自適應(yīng)信息檢索

信息檢索是用戶查找資源的主要方法，現(xiàn)有的數(shù)字圖書(shū)館大部分沒(méi)有考慮用戶的差異，對(duì)于所有用戶，輸入相同，反饋搜索結(jié)構(gòu)就相同，用戶要找到自己的需求，還需要在大量的搜索結(jié)果中逐一尋找，搜索效率低。這種方法沒(méi)有考慮用戶的知識(shí)背景、興趣愛(ài)好，自適應(yīng)檢索根據(jù)不同用戶的只是背景及興趣愛(ài)好返回不同的結(jié)果，最接近用戶專(zhuān)業(yè)的結(jié)果將返回在最前頁(yè)。

自適應(yīng)檢索將用戶檢索條件列為關(guān)鍵字列表，將用關(guān)鍵字列表搜索得到的結(jié)果與用戶個(gè)性化信息相結(jié)合，最后返回搜索結(jié)果至頁(yè)面，可以運(yùn)用向量空間和矢量模型將用戶信息進(jìn)行節(jié)點(diǎn)歸類(lèi)，并與關(guān)鍵字搜索結(jié)果匹配后進(jìn)行結(jié)果輸出。

1.2.2自適應(yīng)推薦

自適應(yīng)推薦是根據(jù)用戶信息將滿足用戶習(xí)慣的資源進(jìn)行線上線下的個(gè)性化推薦，用戶登錄圖書(shū)館系統(tǒng)后，進(jìn)行在線推送符合用戶習(xí)慣的信息，比如新書(shū)推薦、用戶感興趣領(lǐng)域新文獻(xiàn)等，不再呈現(xiàn)統(tǒng)一的登陸首頁(yè)；同時(shí)在線下推薦，當(dāng)有了滿足用戶需求的文獻(xiàn)資料后，及時(shí)通過(guò)郵件和短信方式通知用戶。

2　數(shù)字圖書(shū)館自適應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊實(shí)現(xiàn)

2.1用戶數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

可以得到原始數(shù)據(jù)矩陣為

獲得原始數(shù)據(jù)之后，便可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差變換：

變換之后，所有變量單位量綱都去除，且均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，下面進(jìn)行極差變換：

變換之后，所有變量取值均為［0，1］之間。

已經(jīng)建立了原始矩陣后，根據(jù)原始矩陣，建立模糊相似矩陣，模糊相似矩陣表示的是各對(duì)象之間的相似程度，計(jì)算ijr的方法主要有如下6種：

夾角余弦法求解相似系數(shù)

相關(guān)系數(shù)法求解相似系數(shù)

最大最小值法

算術(shù)平均與最小值法

幾何平均與最小值法：

計(jì)算出rij后便可以得到模糊相似矩陣，得到的是不同元素之間的相似度，比如現(xiàn)在可以確定某一用戶的專(zhuān)業(yè)為工科專(zhuān)業(yè)，且計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)還是通信專(zhuān)業(yè)這兩者之間的相似程度較高，至于用戶具體是什么專(zhuān)業(yè)還需要通過(guò)聚類(lèi)來(lái)完成。

2.2FCM聚類(lèi)

數(shù)字圖書(shū)館的聚類(lèi)主要實(shí)現(xiàn)三方面內(nèi)容：圖書(shū)館資源項(xiàng)聚類(lèi)、用戶檢索項(xiàng)聚類(lèi)、用戶推薦項(xiàng)聚類(lèi)。

根據(jù)圖書(shū)資源項(xiàng)聚類(lèi)，可以根據(jù)所有用戶的搜索情況，及用戶的專(zhuān)業(yè)及學(xué)歷，聚類(lèi)分析得到不同圖書(shū)類(lèi)別的需求情況，從而及時(shí)補(bǔ)充供給相應(yīng)圖書(shū)；用戶檢索項(xiàng)聚類(lèi)主要是根據(jù)用戶的檢索情況，記錄用戶的搜索偏好，以便為用戶提供個(gè)性化服務(wù)，聚類(lèi)分析根據(jù)用戶多次的搜索情況及模糊矩陣結(jié)果，進(jìn)行歸類(lèi)，判斷該用戶檢索分類(lèi)屬于哪個(gè)類(lèi)別；用戶推薦類(lèi)是根據(jù)用戶的訪問(wèn)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類(lèi)，決定給用戶推薦相關(guān)類(lèi)型的文獻(xiàn)資料。

本文采用模糊聚類(lèi)C算法（FCM）進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)聚類(lèi)。首先需要明確4個(gè)基本定義：

定義二：數(shù)據(jù)樣本XA的完整率η：

定義三：數(shù)據(jù)樣本kx對(duì)聚類(lèi)分析的影響因子kα

定義四：數(shù)據(jù)樣本xi與xj之間的相似度βij：

樣本kx與子集的隸屬關(guān)系用來(lái)表示，為了記錄多個(gè)子集的隸屬函數(shù)，采用矩陣的方式來(lái)完成，記作

X的模糊C劃分空間fcM：

FCM算法的計(jì)算過(guò)程是在保證目標(biāo)函數(shù)mJ最小的同時(shí)，求解劃分矩陣與聚類(lèi)原型的過(guò)程。mJ的計(jì)算表達(dá)式為：

迭代規(guī)則公式如下：

2.3Apriori關(guān)聯(lián)規(guī)則應(yīng)用

關(guān)聯(lián)規(guī)則為自適應(yīng)檢索和自適應(yīng)推薦提供過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)的，當(dāng)用戶輸入關(guān)鍵字進(jìn)行信息檢索時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)返回所有關(guān)于該關(guān)鍵字的搜索結(jié)果，然后將這些結(jié)果通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則過(guò)濾，優(yōu)先顯示與用戶訪問(wèn)習(xí)慣相關(guān)的內(nèi)容，與用戶搜索習(xí)慣不一致的內(nèi)容放在后續(xù)頁(yè)面顯示，以便最大程度地保證客戶在首頁(yè)就能找到用戶需要的內(nèi)容。

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘用于發(fā)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)中項(xiàng)集之間有趣的關(guān)聯(lián)或相關(guān)聯(lián)系，可以根據(jù)用戶檢索資源的某一項(xiàng)因素來(lái)多用戶資源需求的整個(gè)行為模式進(jìn)行判別。

定義1：關(guān)聯(lián)規(guī)則的關(guān)聯(lián)度：即同時(shí)包含X和Y的事務(wù)集與所有事務(wù)集之間的比例，記為support（X?Y）。即：

定義2：關(guān)聯(lián)規(guī)則的可信度：即同時(shí)包含X和Y的事務(wù)集與僅包含X的事務(wù)集之間的比例，記為confidence（X?Y），即：

定義3：當(dāng)項(xiàng)目集關(guān)聯(lián)度support（X）大于閾值minsup，稱(chēng)該項(xiàng)目集是頻繁項(xiàng)目集。

3　結(jié)　語(yǔ)

云計(jì)算為數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)提供了便捷，本文從數(shù)字圖書(shū)館的智能化與個(gè)性化服務(wù)角度出發(fā)，分析云計(jì)算在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)中所起作用，借助云計(jì)算的強(qiáng)大計(jì)算能力的優(yōu)勢(shì)，建立數(shù)字圖書(shū)館的自適應(yīng)系統(tǒng)，為用戶提供個(gè)性化服務(wù)，這對(duì)數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)具有深遠(yuǎn)意義，擁有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

主要參考文獻(xiàn)

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10.3969/j.issn.1673-0194.2015.02.125

G250.76

A

1673-0194（2015）02-0170-02

2014-12-26