高群

摘 要 在數(shù)字化電子圖書館的建設(shè)中，海量的資源建設(shè)與日益多元的智能服務(wù)之間的矛盾逐漸顯現(xiàn)。論文提出分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以為圖書館提供智能服務(wù)創(chuàng)造新的機(jī)遇。當(dāng)前，應(yīng)該把握分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)為圖書館發(fā)展所提供的機(jī)遇，利用分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，提取出所需知識，拓展圖書館的服務(wù)領(lǐng)域，促進(jìn)圖書館服務(wù)模式不斷創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù) 分布式系統(tǒng) 大數(shù)據(jù) 數(shù)字化電子圖書館

分類號 G250.7

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2016.07.015

Novel Exploration on Library Services Based on Distributed Big Data

Gao Qun

Abstract The contradictions between the construction of massive information and the increasingly diverse services appeared gradually in the construction of digital electronic library. This paper points out that the distributed big data processing technology provides the new opportunities for the intelligent services of library. Currently， we should seize the opportunity provided by the distributed big data processing technology for the development of libraries， and apply the distributed big data processing technology to analyze， process and extract the needed knowledge， so as to expand the library services and promote the service innovation.

Keywords Network technology. Distributed system. Big data. Digital electronic library.

從1996年開始，經(jīng)過近二十年的發(fā)展，我國的數(shù)字圖書館建設(shè)成就斐然，主要表現(xiàn)為資源內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)化比較完整、用戶訪問量大、投資效益高、多為政府投資、注重館際合作、公益性服務(wù)社會效益好[1]。然而，在信息量急劇增長的今天，數(shù)字圖書館的建設(shè)面臨新的需求與挑戰(zhàn)。藉此，本文將重點(diǎn)圍繞大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字圖書館的建設(shè)及其服務(wù)模式進(jìn)行探討。

1 理論背景

1.1 “分布式大數(shù)據(jù)”概念簡介

分布式處理技術(shù)是一種通過充分利用計算資源分布式網(wǎng)格能力，以支持在計算機(jī)集群上對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式處理的數(shù)據(jù)管理與分析技術(shù)。

實(shí)現(xiàn)完備的分布式處理框架通常包括了通用實(shí)用程序、分布式文件系統(tǒng)、分析和數(shù)據(jù)存儲平臺以及一個用于管理分布式處理、并行計算、工作流程與配置管理的應(yīng)用層。除了提供高可用性外，分布式處理框架比傳統(tǒng)方法能更經(jīng)濟(jì)高效地處理大型的、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的或非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集，同時具有出色的可擴(kuò)展性與計算速度。

對于大數(shù)據(jù)的描述通常使用“4V+1C”[3]，即容量（volume）、多樣性（variety）、更新快速（velocity）、真實(shí)準(zhǔn)確（veracity）和處理復(fù)雜（complexity）。容量上，比傳統(tǒng)存儲和分析解決方案所管理的數(shù)據(jù)大幾個數(shù)量級的巨型數(shù)據(jù)集；多樣性方面，以視屏、圖像、文本、傳感器數(shù)據(jù)以及“影子數(shù)據(jù)”等不同格式生成的異構(gòu)、復(fù)雜和多樣化的數(shù)據(jù)；更新速度快主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)都是以一個可實(shí)時查詢的連續(xù)數(shù)據(jù)流的形式存在，可以根據(jù)需求提供有用信息，而不是批量生成；真實(shí)可靠具體表現(xiàn)在信息分析和解釋上擔(dān)當(dāng)更重要的角色，可根據(jù)數(shù)據(jù)做出正確的、有效的、有依據(jù)的決定；處理復(fù)雜是由于大數(shù)據(jù)本身的特性所造成的，主要是指大數(shù)據(jù)的存儲、實(shí)時查詢和知識獲取對硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)以及智能算法的要求。

隨著智能設(shè)備及其系統(tǒng)應(yīng)用的持續(xù)擴(kuò)展，從這些源頭收集到的海量數(shù)據(jù)使得原有人工圖書館管理成為歷史。筆者認(rèn)為只有結(jié)合分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)才能促使傳統(tǒng)圖書館的轉(zhuǎn)型與發(fā)展，使其成為廣泛互聯(lián)和移動共享的圖書館[4]，進(jìn)而能夠擁有更多樣的服務(wù)模式和更強(qiáng)大的服務(wù)能力。

1.2 分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為數(shù)字化電子圖書館的建設(shè)以及服務(wù)模式創(chuàng)新提供機(jī)遇

圖書館存儲了海量數(shù)據(jù)，是一種典型的大數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)。當(dāng)前，大數(shù)據(jù)環(huán)境下的圖書館主要存在兩方面的問題：（1）數(shù)據(jù)存儲問題；（2）數(shù)據(jù)的實(shí)時訪問、處理以及推送問題。如何有效地組織并分析海量數(shù)據(jù)，提升對讀者的服務(wù)質(zhì)量，這就需要將分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)引進(jìn)到當(dāng)前的圖書館系統(tǒng)中，為數(shù)字圖書館的建設(shè)服務(wù)提供保障。

首先，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)已不能滿足大數(shù)據(jù)的需求。大數(shù)據(jù)時代，由于智能化信息技術(shù)的發(fā)展，收集到的數(shù)據(jù)不僅數(shù)據(jù)量巨大而且數(shù)據(jù)類型多樣，包括非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化以及結(jié)構(gòu)化的各種復(fù)雜數(shù)據(jù)。單一的存儲系統(tǒng)已然不能滿足當(dāng)前數(shù)據(jù)增長的需求。目前，各種新興的存儲系統(tǒng)層出不窮，其中云存儲[5]是一種最典型的存儲系統(tǒng)，其利用高速互聯(lián)網(wǎng)的傳輸能力，將所有的數(shù)據(jù)和服務(wù)都放在“網(wǎng)絡(luò)云”（大型數(shù)據(jù)處理中心）中，用戶只要有一個上網(wǎng)的終端就可以獲得商家提供的服務(wù)。但隨著大數(shù)據(jù)環(huán)境復(fù)雜度和大數(shù)據(jù)應(yīng)用需求的增長，云存儲服務(wù)已經(jīng)不能滿足用戶的服務(wù)需求。具體體現(xiàn)在：（1）用戶不愿將個人閱讀隱私及安全性交給商家管理；（2）云空間存儲缺乏對用戶的行為進(jìn)行分析與挖掘，不能準(zhǔn)確掌握用戶行為的變化趨勢，進(jìn)而喪失了圖書館個性化智能服務(wù)的重要特性；（3）隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，極大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲、定位和推送勢必會影響用戶的閱讀體驗，例如實(shí)時性，準(zhǔn)確性及低成本等因素。

再者，數(shù)據(jù)的實(shí)時訪問、處理及推送問題。正如上一問題所涉及，隨著傳感器、智能設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)擴(kuò)展，數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級別增長，超大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲、實(shí)時訪問、處理及推送等問題考驗著包括最先進(jìn)的分析工具的吞吐能力。

分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了先前電子圖書館的不足，為新型數(shù)字圖書館的建設(shè)和服務(wù)模式提供了機(jī)遇。圖書館的業(yè)務(wù)將向數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘方向傾斜，對海量數(shù)據(jù)的分析、處理及讀者體驗將成為圖書館的主要業(yè)務(wù)，圖書館資源數(shù)據(jù)量的擴(kuò)展、服務(wù)質(zhì)量的提升、服務(wù)策略的轉(zhuǎn)變不只限于依靠開放公共圖書館、增加圖書數(shù)量、延長服務(wù)時間等措施，利用分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為用戶提供快捷、方便的個性化服務(wù)符合當(dāng)前的圖書館發(fā)展趨勢。

1.3 以存儲為中心向以新型服務(wù)為中心模式轉(zhuǎn)變

在大數(shù)據(jù)背景下，用戶的個性化需求越來越多，對信息數(shù)量和質(zhì)量的要求也不斷提高，因此，對圖書館的建設(shè)提出了更為嚴(yán)格的服務(wù)要求。

目前，大部分的圖書館均屬于以存儲為中心，服務(wù)效率低下。以存儲為中心存在如下弊端：（1）資源利用率極低，限制了用戶對數(shù)據(jù)的有效、實(shí)時訪問；（2）用戶體驗不足，以各個圖書館為單位的存儲管理系統(tǒng)之間存在較大的差異，它們之間往往不能兼容，用戶不能隨時訪問需要的數(shù)據(jù)知識，更不可能提供方便快捷的個性化服務(wù)。

綜上，在大數(shù)據(jù)時代背景下，以存儲為中心的圖書館應(yīng)向以服務(wù)為中心的智能圖書館轉(zhuǎn)變，以分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)為依托，以更好地改善用戶體驗為目標(biāo)，建設(shè)以人為本、智能化服務(wù)的圖書館。以服務(wù)為中心的圖書館應(yīng)具有以下功能。（1）新型智能知識服務(wù)。從海量數(shù)據(jù)中分析挖掘用戶行為，根據(jù)用戶喜好配置資源，達(dá)到合理購置和分配資源，方便用戶利用各種終端設(shè)備隨時隨地查詢資料并閱讀。（2）新型大數(shù)據(jù)存儲。采用分布式數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，大幅度提高存儲效率，配合分布式系統(tǒng)框架，為用戶提供快速的分布式查詢和數(shù)據(jù)推送。（3）新型數(shù)字圖書館管理。與傳統(tǒng)圖書館管理不同，新型數(shù)字圖書館的管理更多地依賴于各個分布式存儲設(shè)備以及分布式智能算法，使得數(shù)據(jù)資源查詢、分配以及共享更多地實(shí)現(xiàn)智能化分析、決策與管理，實(shí)現(xiàn)高智能，在優(yōu)化圖書館服務(wù)管理體系的同時降低圖書館運(yùn)營成本。

2 數(shù)字圖書館新型服務(wù)模式的構(gòu)建

在信息量激增的當(dāng)下，傳統(tǒng)的圖書館服務(wù)模式已不再適用，建設(shè)智能服務(wù)模式的數(shù)字圖書館迫在眉睫。一些新興技術(shù)的普及，使得大數(shù)據(jù)背景下的圖書館智能服務(wù)成為可能。

2.1 基于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能服務(wù)系統(tǒng)模型

將分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用于圖書館服務(wù)，使圖書館服務(wù)更加智能化。利用分布式存儲系統(tǒng)將海量數(shù)據(jù)存儲到各個分散的存儲單元中，實(shí)現(xiàn)真正意義上的大數(shù)據(jù)資源高速存儲、運(yùn)算、分析與決策[6]，再通過分布式系統(tǒng)快速處理分散在各處的大規(guī)模數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時響應(yīng)用戶的查詢并做出反饋。最后，用戶可以通過一些終端設(shè)備查詢并接受分布式系統(tǒng)所反饋的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)的模型圖如1所示。

如圖1所示，用戶通過終端設(shè)備輸入查詢命令，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)的傳輸?shù)竭_(dá)分布式終端系統(tǒng)，經(jīng)過分布式系統(tǒng)的并行決策，將查找到的資料返回給用戶。另外分布式系統(tǒng)會給用戶智能推薦相關(guān)資料?？梢钥闯觯撝悄芑姆?wù)模式符合未來數(shù)字圖書館的發(fā)展方向。

2.2 基于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)

基于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能服務(wù)圖書館架構(gòu)主要有四層，其中的網(wǎng)絡(luò)層主要有2G、3G、4G、局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)體系。數(shù)據(jù)層采用分布式存儲技術(shù)，主要存儲圖書資料以及不斷增長的海量數(shù)據(jù)信息。應(yīng)用層采用分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對用戶查詢信息的實(shí)時反饋，同時結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘算法，向用戶提供智能、有價值的相關(guān)資料信息。終端層的各種智能設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)層向應(yīng)用層發(fā)出查詢命令，同時可以作為數(shù)據(jù)輸入的媒介，數(shù)據(jù)挖掘算法可以根據(jù)用戶的輸入信息發(fā)現(xiàn)用戶的偏好等。最終經(jīng)過應(yīng)用層分布式系統(tǒng)的反饋，智能終端可以作為數(shù)據(jù)輸出的媒介呈現(xiàn)給用戶。

3 基于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能圖書館服務(wù)創(chuàng)新模式探索

《自然》雜志?？赋觯行У慕M織利用大數(shù)據(jù)，人類將會得到更多的機(jī)會發(fā)揮科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的巨大推動作用[7]。而分布式系統(tǒng)賦予了人類操作大數(shù)據(jù)的能力，通過將分布式信息處理技術(shù)結(jié)合到大數(shù)據(jù)圖書館中，為傳統(tǒng)圖書館注入血液，使其更好地服務(wù)用戶。因此，圖書館必須抓住這些新技術(shù)帶來的機(jī)遇，融會貫通，詳細(xì)了解和牢固掌握分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)，并應(yīng)用于圖書館管理與服務(wù)中。

3.1 資源服務(wù)創(chuàng)新

文獻(xiàn)信息資源是關(guān)系圖書館開展圖書知識服務(wù)的基礎(chǔ)。數(shù)字化電子圖書館應(yīng)該包括傳統(tǒng)的各類紙質(zhì)資源、電子化多媒體資源及不斷收集積累的非館藏有使用權(quán)的電子資源。利用各種信息收集工具，如發(fā)布軟件等，在互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)上動態(tài)收集最新的信息知識，按照行業(yè)內(nèi)互認(rèn)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲格式，利用大數(shù)據(jù)分布式存儲技術(shù)將收集到的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，最大限度地整合信息資源，形成多層次的信息共享服務(wù)體系，并借助于分布式系統(tǒng)充分發(fā)揮并挖掘海量數(shù)據(jù)的潛在價值，徹底打破信息壁壘、消除信息孤島[8]。本文具體將從圖書資源倉庫的構(gòu)建以及圖書資源物流管理兩個方面來討論。

利用分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)整合全球一切知識儲備并不斷收集新的資源信息。通過將信息按各種途徑分類，構(gòu)建覆蓋各個領(lǐng)域的全方位綜合性圖書資源倉庫；建立不同地區(qū)資源倉庫，通過分布在不同地區(qū)的存儲服務(wù)器，收集當(dāng)?shù)氐男畔①Y源，并存儲到當(dāng)?shù)胤?wù)器；按照行業(yè)管理和業(yè)務(wù)流程對信息進(jìn)行歸納、整理、分類，通過分布式操作系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)資源索引上傳到所有服務(wù)器，滿足各個地區(qū)、不同人群的迅速檢索和資源下載使用；通過分布式系統(tǒng)以及收集到的信息，匯總各種信息資源，如財經(jīng)、科技等等，促進(jìn)知識傳播，行業(yè)互補(bǔ)，協(xié)同發(fā)展。

傳遞海量的信息以滿足所有讀者的不同需求具有一定的挑戰(zhàn)性。在業(yè)務(wù)層，我們可借鑒云開放式存儲架構(gòu)，通過維護(hù)一個系數(shù)的、分布式的、持久化存儲的多維度排序映射表，并將由該映射表構(gòu)成的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫部署到所有服務(wù)器上，從而達(dá)到處理大規(guī)模海量數(shù)據(jù)的要求。當(dāng)終端發(fā)出數(shù)據(jù)請求時，分布式系統(tǒng)首先根據(jù)請求概要內(nèi)容和該映射表中的第一級索引進(jìn)行定位，在第一級索引初步定位后，搜索空間便大大縮小，接著根據(jù)請求內(nèi)容中的諸如主題等信息結(jié)合二級索引繼續(xù)檢索，此過程一直持續(xù)到返回存儲用戶需求數(shù)據(jù)的服務(wù)器路徑或不存在查找內(nèi)容提示為止。同時，在物理層應(yīng)適當(dāng)增加物理存儲設(shè)備，減輕分布式系統(tǒng)總線傳輸負(fù)擔(dān)，最大限度滿足讀者的實(shí)時性需求。

3.2 技術(shù)服務(wù)創(chuàng)新

分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的出現(xiàn)，為圖書館提供各種新型智能服務(wù)創(chuàng)造了新的機(jī)遇。

提供個性化私人虛擬圖書館服務(wù)?；诜植际酱髷?shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)字圖書館可以為每一位讀者提供網(wǎng)絡(luò)虛擬存儲空間，用以存放讀者的私人電子圖書。分布式系統(tǒng)通過對讀者的閱讀習(xí)慣進(jìn)行分析，分析該類讀者的閱讀偏向及興趣方向，并同讀者進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，總結(jié)出讀者所需資源；通過各種途徑如館藏數(shù)據(jù)庫、分布式存儲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等，應(yīng)用智能代理技術(shù)，以滿足讀者需求為服務(wù)宗旨，結(jié)合不同讀者的個性化需求進(jìn)行定制，形成讀者自己的特色圖書資源，建立起適合于不同讀者自己的私人虛擬圖書館，實(shí)現(xiàn)完全的個性化信息服務(wù)。

具有個性化特征的專業(yè)推送服務(wù)。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展以及不同讀者對不同專業(yè)的偏向，讀者在各自所關(guān)注的領(lǐng)域都有比較豐富的背景知識。因此，讀者往往對相關(guān)領(lǐng)域的圖書信息有比較強(qiáng)的個性化需求，表現(xiàn)出獨(dú)特的興趣。因此，數(shù)字圖書館在面對不同讀者時需要關(guān)注其特有的信息需求，通過在分布式系統(tǒng)中嵌入一些智能算法，例如遷移學(xué)習(xí)[9]、多任務(wù)學(xué)習(xí)[10]等等，向讀者推薦專業(yè)相關(guān)的圖書資源，供讀者選擇。這種個性化推送服務(wù)模式可以讓不同的讀者更方便、高效、便捷地獲取信息資源。

此外，一些多元化的服務(wù)借助于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)得以方便使用與充分享用。如開展網(wǎng)上預(yù)約、借閱、館際互借等新服務(wù)；開展信息導(dǎo)航等向復(fù)合化、多元化發(fā)展的服務(wù)。通過各種終端設(shè)備發(fā)布信息資源，形成一個新舊兼容，多元并存，相互支撐的數(shù)字圖書館新格局。

3.3 管理服務(wù)創(chuàng)新

大數(shù)據(jù)給傳統(tǒng)圖書館帶來挑戰(zhàn)，更多的是一種機(jī)遇。圖書館承載著歷史的使命與民族的希望，其不僅是構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新體系的重要力量，而且承擔(dān)著傳承知識的重大使命。因此，完善數(shù)字圖書館管理制度勢在必行，具體措施有以下幾點(diǎn)。（1）堅持以公益性無償服務(wù)為主，適當(dāng)輔之以市場化手段運(yùn)作；堅持優(yōu)化服務(wù)理念，提升服務(wù)質(zhì)量?！叭绻麤]有優(yōu)秀的管理者，就不會有優(yōu)秀的群體”，著名管理大師斯蒂芬·P·羅賓斯如是說。因此，打造一致精良的管理隊伍對于數(shù)字圖書館的管理十分必要。在新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，需要對館員進(jìn)行專業(yè)業(yè)務(wù)培訓(xùn)和素質(zhì)教育，提高館員的理論水平和專業(yè)技能。（2）廣泛動員社會力量參與圖書館建設(shè)，優(yōu)化投資結(jié)構(gòu)，堅持版權(quán)保護(hù)，保障用戶信息的安全性與可靠性。新的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，讀者在保障自身權(quán)利的同時，有義務(wù)參與到信息網(wǎng)絡(luò)安全構(gòu)建中去。只有人人從自我做起，才能使得數(shù)字圖書館在安全的氛圍中更好地為讀者服務(wù)。（3）完善圖書館管理制度，優(yōu)化資源配置，注重參考咨詢、科技查新。（4）注重優(yōu)化管理，最大限度地滿足用戶體驗，始終堅持以人為本的服務(wù)理念，使用戶切身體會到基于分布式大數(shù)據(jù)技術(shù)的圖書館智能化服務(wù)帶來的好處。

4 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)背景下，圖書館數(shù)據(jù)環(huán)境呈現(xiàn)出“4V+1C”的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的圖書館存儲尤其是服務(wù)模式已經(jīng)不能滿足大數(shù)據(jù)環(huán)境下用戶的閱讀服務(wù)需求。隨著分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的出現(xiàn)，其為傳統(tǒng)圖書館的管理和服務(wù)模式帶來了機(jī)遇。本文結(jié)合圖書館海量數(shù)據(jù)的特性，構(gòu)建了基于分布式大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的服務(wù)型數(shù)字圖書館。其以讀者閱讀需求和分布式大數(shù)據(jù)決策保障為中心，采用分布式存儲、分布式系統(tǒng)處理、智能推送等技術(shù)，構(gòu)建出安全、實(shí)時、全面的服務(wù)型數(shù)字圖書館，大幅度減少了大數(shù)據(jù)儲存資源配置困難，數(shù)據(jù)決策復(fù)雜，用戶響應(yīng)緩慢等等問題。

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高 群 江南大學(xué)圖書館館員。江蘇鎮(zhèn)江，214122。

（收稿日期：2015-12-02 編校：方瑋）