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浅议云存储和云计算在数字图书馆建设中的应用

减小字体 增大字体 作者:李志萍  来源:本站整理  发布时间:2019-11-8 14:39:19


摘要:云存储作为一种新型的存储服务模式,为图书馆的海量数字资源建设提供了一种新的选择。云计算是在互联网+上的实现分布式处理、并行处理和网格计算的计算机科学概念,随着Web2.0技术的发展应用更加广泛。本文从云计算的概念和工作原理入手,分析了数字图书馆如何使用云计算模式来拓展服务和功能,改善用户的搜索效率。在分析图书馆数字资源建设需求、介绍云存储概念的基础上,对基于云存储模式下图书馆数字资源的建设进行了探讨。

关键词:云存储;云计算;数字图书馆;应用

一、引言

云计算和云存储在数字图书馆存储构架中的作用

(一)云计算

云计算是在互联网上的实现分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算(Grid Computing)的计算机科学概念,它是基于互联网的超级计算模式, 将计算和存取集中于网络中的集群服务器中,用户只需要操作客户端的浏览器软件,就能实现自己需求的分布在各种服务器、个人电脑、甚至移动电话和其他设备上的大量软硬件资源和应用服务,还能把这些资源和应用服务集中在一起协同工作。通过云计算,只要用户联接到互联网,就能使用这些基于Web2.0的、分布式的、不需要任何软件的支持和用户的存储设备的资源和应用服务。这些服务逐渐引领了一种由全新的计算模式所驱动的浪潮:企业或个人将不再需要在电脑中安装大量套装软件,而是通过Web2.0浏览器接入到一种大范围的、按需定制的服务——云计算。

用户用最简便的操作满足最复杂的需求,而这些需求应该是用户定制的,非结构化的,同时能够把用户需要的结果在最短的时间内传递给用户最方便访问的网络设备上,这就要求数字图书馆做到应用的复杂性和使用的便利性两者的完美结合,即放弃传统的系统架构,采用云计算的模式。这一特点使个人计算机能以最小化的性能完成最大化的功能,这样的搜索效率正是数字图书馆需要想实现的。基于云计算架构的数字图书馆可以称为“云图书馆”。

(二)云存储

云存储(cloud storage)是云计算的延伸和发展,云存储是通过集群应用、网格技术和分布式文件系统等功能,将网络中各种不同类型的存储设备通过存储管理软件集合起来协调工作,共同对外提供数据存储和业务访问的功能。

在云存储模式中,通过应用软件可以实现数据的备份和容灾,对数据进行统一管理、分配资源、负载均衡,并可进行可靠的安全实时监测,从而使数据安全得到最大限度的保证。 源于云计算技术的云存储继承了云计算强大的计算能力。在云存储模式中,当用户提交一个查询请求时,云存储的管理系统将调用云中的所有服务器和存储设备同时搜索众多的数据库,然后将结果返回给用户。

与传统的存储设备不同,云存储不仅仅是一个硬件,而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心,通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。

另外,除了使用pc外,用户还可以通过pda,手机等终端方便、快捷地获得云存储中的相关信息和服务,无需考虑使用的哪个数据库,哪个存储设备。

二、基于云计算数字图书馆的整体架构

(一)云计算系统的体系结构

基于云计算的数字图书馆,需要构建一个云计算系统,即把一组资源和应用服务的集合在一起,共分为基础设施层、平台层和应用层三个层次。基础设施层,主要包括计算资源和存储资源,整个基础设施也可以作为一种服务向用户提供,不仅向用户提供虚拟化的计算资源、存储,还要保证用户访问时有足够的网络带宽。平台层,在基础设施之上,是整个云计算系统的核心层,主要包括并行程序设计和开发环境、结构化海量数据的分布式存储管理系统、海量数据分布式文件系统以及实现云计算的其他系统管理工具,如云计算的系统中资源的部署、分配、监控管理、安全管理、分布式并发控制等。平台层主要为应用程序开发者设计,开发者不用担心应用运行时所需要的资源,平台层提供应用程序运行及维护所需要的一切平台资源。应用层,是面向用户提供简单的软件应用服务以及用户交互接口等。图1为云计算系统的体系结构。

图1云计算系统的体系结构
图1云计算系统的体系结构

(二)数字图书馆的困境及其对云计算的现实需求

数字图书馆面临着信息用户的信息需求日益增长,数字图书馆的搜索服务打破了传统图书馆的时空限制,使信息用户对信息服务的延续性、个性化、多样性和时效性的要求日益提升,要求数字图书馆提供更好的搜索效率。

数字图书馆是在网络环境下通过计算机技术和通信技术等高新技术的结合,将分布式数字化资源及其技术进行组织、整合和管理并对用户进行有效服务的系统,其本质上是一种针对特定用户群的信息需求而动态发展的信息资源体系,主要有4个要素:信息资源和信息设施(基础设施层)、信息人员(平台层)、信息用户(应用层)。数字图书馆在信息资源存储和用户信息需求两方面都面临着技术困境。其中,信息资源存储问题成为最大的困扰,信息资源海量增加,而数字图书馆的数据管理、备份、存储设备能力有限,图片、视频等流媒体检索技术需要进一步完善,多语言检索、不同数据标准之间的数据交换、人机交互技术、数字图书馆所需的软件和工具等都有待于技术上的进一步突破。

云计算的出现可以很好地解决数字图书馆中存在的问题。云计算提供了强大的数据存储和网络服务功能,通过云计算可以解决数字图书馆技术上的异质问题,减少数字图书馆存储空间的成本,提供更完善的人机交互功能。同时,云计算还可以提供更加多样性的信息服务,从而提高数字图书馆的信息服务效率。

(三)基于云计算的数字图书馆基本架构

目前数字图书馆多为静态部署的、传统B/S三层结构计算机检索系统,即用户通过图书馆终端或者浏览器访问图书馆网站(接口层),进行查询、借还书等操作请求,接口层的Web服务器把这些用户请求发送到中间应用层服务器,应用层服务器再对数据库进行操作,实现用户需求,这种方式需要每一个图书馆都安装一套这样的系统,才能让用户使用。下图2为传统的B/S架构数字图书馆

图2传统的B/S架构数字图书馆
图2传统的B/S架构数字图书馆

然而,基于云计算的数字图书馆,是以云计算服务器为核心、部署动态的和虚拟化的硬件服务器为组成部分的云计算系统。用户在使用云计算图书馆时,通过应用层的操作接入云计算系统, 用户动态请求能驱动云计算服务器动态部署虚拟硬件提供存储和计算能力,从而实现以云计算服务器为平台层的“无处不在”的访问,可以同时与应用层的所有用户共享数据流量和计算能力,用户间也可以动态地提供请求和反馈信息。这些存储信息资源的的服务器集群根据云计算服务器的控制任务,提供用户需要的信息,这种强大的分布式计算和存储能力的复杂网络让用户省去考虑如何获取和管理数据的麻烦,只需要考虑最终使用这些结果即可,从而大大提升搜索效率。下图3为云计算系统的数字图书馆

图3云计算系统的数字图书馆
图3云计算系统的数字图书馆

三、云计算图书馆改善用户搜索效率的方式

(一)便携式设备上的云服务

在云计算系统中,可以无限嵌入各种智能终端设备,掌上电脑、智能手机和网络电视等,无论其物理性能、CPU和存储能力如何,都视同PC终端,云计算图书馆能与用户便携式设备实现交互操作,可以真正带给用户“图书馆无处不在”的体验,用户还可以通过PC或便携式设备定制数字图书馆的云服务,从而定时的获得云计算数字图书馆推送的信息。

(二)巨量数字资源及一站式搜索

云计算的图书馆避免了出现传统搜索引擎受到学术领域知识产权保护等政策的影响只提供一个简单的索引的情形。

传统数字图书馆

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