數字圖書館原理與應用

數字圖書館PAGE4數字圖書館原理與應用熟悉和掌握1．數字圖書館定義：數字圖書館是同時具備數字資源、網絡服務和特色技術三大特征的圖書館。2．數字圖書館特征：數字資源、網絡服務和特色技術是數字圖書館最主要的三大特征。數字資源是指圖書館中所有數字形式的信息資源，包括經過數字化轉換的文獻或本來就是以數字形式出版的信息。網絡服務：高速數字通信網絡是數字圖書館得以存在的基礎。數字圖書館的對內業(yè)務和對外服務都是通過網絡進行的。特色技術：現有特色技術包括分布式資源與運行管理技術、海量信息存儲與組織技術、多媒體信息標引與檢索技術等，建立特色技術的國際標準是數字圖書館建設的重要內容之一。3．數字圖書館的理論模型：P6*形象模型：與數字資源、網絡服務和特色技術三大特征相對應，數字圖書館的理論構架可以用一個形象模型來表達。資源資源 服務 技術這是一個以資源為核心、技術為支撐、服務為目標的數字圖書館理論形象模型。根據這一理論模型形成三大學派：資源主導學派、服務主導學派、技術主導學派。正確的認識應該是資源、技術、服務三者相輔相成，構成數字圖書館的三位一體。沒有資源，數字圖書館就失去存在基礎；沒有服務，數字圖書館就上去存在價值；沒有技術，數字圖書館難以運行。抽象模型：按照資源—技術—服務一體化思想，將形象模型抽象化，就可以得到抽象模型：技術結構T技術結構T 資源R 服務S基于一般信息系統(tǒng)模型和抽象模型，可以進一步建立數字圖書館的數學模型圖：服務（信縮）管理（信源）技術系統(tǒng)S（信道） 服務（信縮）管理（信源）技術系統(tǒng)S（信道） BI是信息供應量，J是信息獲取量，B是反饋信息集，S是技術系統(tǒng)結構，F（J，B）=f[G（I，S）]4．數字圖書館的理論結構：數字圖書館的理論框架由數字資源、網絡服務和支持技術構成。P7**數字資源：有以下兩大來源。印刷資源的數字化：對于版權已過期的圖書、文獻、資料，可以采用掃描、光學字符識別等處理技術進行數字化，形成數字資源的基礎部分，以經典著作和古代文獻為主。原生數字資源：原生數字信息資源也越來越多，如圖書、期刊的出版都是先有數字化版本，再生成印刷本。原生數字資源正逐步成為數字資源的主體。網絡服務：數字圖書館的網絡服務模式可以分為被動服務和主動服務。被動服務：既然社會為建設數字圖書館投入了大量人力、物力和財力，那么不管是否情愿，數字圖書館就要提供服務，這就是非常被動的服務。其特點是不考慮用戶的個別要求，具體實現形式一般采用無交互Web網站模式。主動服務：主動服務是數字圖書館網絡服務的高級方式，其特點是考慮用戶的個別要求，具體實現形式一般是通過交互式Web網站形式。雙向交互式問答模式：在這樣的模式中，數字圖書館可以根據用戶的請求組織資源，系統(tǒng)和用戶處于同等地位，信息在系統(tǒng)和用戶之間雙向交流。個性化信息推送模式：在這樣的模式中，用戶可以根據自己的需求和愛好自行設計數字圖書館界面并定制數字圖書館資源，用戶處于主動地位，數字圖書館系統(tǒng)屈于從屬地位，數字圖書館只是在技術上按照用戶的個性化需求定制并主動推動信息。支持技術：包括通用信息技術和專用創(chuàng)新技術即特色技術。通用信息技術：建設數字圖書館所需的通用信息技術主要是計算機技術、網絡技術和信息安全技術。專用創(chuàng)新技術——特色技術：數字信息處理與加工技術、海量信息存儲與組織技術、多媒體信息標引與檢索技術等對于數字圖書館都非常重要。5．數字圖書館與圖書館自動化的關系：圖書館自動化是數字圖書館的基礎之一，數字圖書館中的數字化書目信息就來源于圖書館自動化系統(tǒng)，實現圖書館自動化是建設數字圖書館的必經階段。 P116．數字圖書館的產生背景P13數字圖書產生的內在因素：一是印刷型文獻的保存問題。（變質、老化、自然災害、人為損害）必須利用現代技術將圖書館保存的資料進行數字化。二是文獻信息的利用問題。必須實現數字化才能使信息傳遞更快捷、方便，服務內容更具時效性和針對性。數字圖書館產生的外在因素：a.文獻信息資源的劇增；b.信息高速公路的建設和因特網的發(fā)展；c.數字化技術的發(fā)展。數字圖書館發(fā)展的社會背景：a.數字圖書館是社會信息化發(fā)展的必然產物：數字圖書館憑借高新技術可以快速地傳播文化知識，從而提高全民族文化素質，促進社會進步。b.數字圖書館是評價一個國家信息基礎水平的重要標志。c..數字圖書館是21世紀全球文化競爭的焦點之一：在網絡時代，誰先掌握了技術和資源庫，誰就掌握了先機。數字信息資源的網上交流具有先天的優(yōu)勢，這種競爭既是科學技術的競爭，也是文化和意識形態(tài)的競爭，更是知識經濟時代的市場競爭。因此，大力加強數字圖書館建設，其意義和影響將是深遠的。d.數字圖書館建設有利于帶動相關行業(yè)的發(fā)展：數字圖書館工程不僅是高科技項目，也是跨部門、跨行業(yè)的大文化工程。數字圖書館工程的啟動必將帶動相關產業(yè)，特別是信息產業(yè)的發(fā)展。需要。二．了解1．應當注意：將傳統(tǒng)的圖書館服務搬到網上去并不就是數字圖書館，而將館藏資源數字化也不一定是數字圖書館。數字圖書館就是要用特色技術將數字資源組織起來并提供服務，數字資源、網絡服務和特色技術三大特征缺一不可。在傳統(tǒng)圖書館基礎上可以發(fā)展出數字圖書館，數字圖書館往往擁有傳統(tǒng)圖書館作為后盾，但數字圖書館并不是要取代傳統(tǒng)圖書館。2．數字圖書館的特點是：收藏數字化、操作電腦化、傳遞網絡化、資源共享化和結構連接化。第二部分數字圖書館的體系結構數字圖書館體系結構（K-W結構）：最早由羅伯特?卡恩提出的。P42數字對象：元數據、數字資料、調度碼數字對象倉庫元對象2．數字信息的特征：P45a.相關性b.數字格式不同c.數字對象是不斷在變化的d.有權限與許可權的問題3．數字圖書館的信息體系結構，其主要構件是數字對象、句柄（或調度碼）和倉儲，數字對象存儲在倉儲中，用句柄來標識，數字對象具有分布式的體系結構。數字圖書館的信息體系結構具有開放性。這種結構實現服務集的子系統(tǒng)有：倉儲服務系統(tǒng)、名錄服務系統(tǒng)、索引服務系統(tǒng)和用戶接口網關。P474．數字圖書館技術體系結構：P52=1\*GB2⑴數字圖書館的網絡基礎設施=2\*GB2⑵數字圖書館基礎應用平臺=3\*GB2⑶數字資源采集加工系統(tǒng)=4\*GB2⑷異構資源整合系統(tǒng)=5\*GB2⑸數字資源的管理與存儲系統(tǒng)=6\*GB2⑹資源調度系統(tǒng)=7\*GB2⑺資源分布和用戶檢索系統(tǒng)=8\*GB2⑻聯合編目和館際互借系統(tǒng)=9\*GB2⑼版權保護與安全認證系統(tǒng)=10\*GB2⑽電子商務系統(tǒng)5．數字圖書館的三角形體系結構：P60登記、提問圖書館客戶返回結果圖書館服務器轉移提問對象服務器6．中國試驗型數字式圖書館體系結構：P647．數字圖書館體系結構的評價標準：P67a.開放性b.互操作性c.擴展性d.可伸縮性8．數字圖書館系統(tǒng)的結構模型：P68*用戶界面客戶服務器調度系統(tǒng)對象庫圖書館檢索服務器系統(tǒng) 資源加工系統(tǒng)這是一個面向對象的、分布式的網絡結構模式，它適應多種不同的計算機系統(tǒng)，是由用戶界面、調度系統(tǒng)、檢索系統(tǒng)、圖書館服務器、對象庫和資源加工系統(tǒng)組成的數字圖書館系統(tǒng)。用戶界面：（友好的）用戶界面是用戶與數字圖書館的接口，數字圖書館向用戶提供的最終服務都是通過用戶界面來實現的。用戶界面有兩種類型：供圖書館讀者使用的和面向最終用戶使用的。檢索系統(tǒng)：查詢系統(tǒng)由查詢協議、用戶接口、檢索引擎和索引組成，并與客戶機、服務器、對象庫相連。調度系統(tǒng)：數字圖書館是通過調度碼和調度系統(tǒng)對其進行管理和識別的。（調度碼：是通用目的的標識符、也稱句柄，用于確認因特網資源如數字對象，并管理存儲在任何對象或數據庫中的資料。在數字圖書館系統(tǒng)中，用調度碼識別數字對象和對象庫。調度系統(tǒng)：是判斷、識別和操控調度碼的系統(tǒng)。）圖書館服務器：提供采訪、編目、流通、連續(xù)出版物管理、參考咨詢和書目檢索等功能的服務。對象庫：對象庫有不同的形式和種類，如現代對象庫、法律數字庫和Web服務器等，對象庫是面向對象進行處理的。加工系統(tǒng)：是數字圖書館的核心系統(tǒng)。第三部分數字圖書館的常用技術1．Web的基本概念：P75**（Web是一種特殊的結構框架，它的目的是為了訪問遍布在Internet主機上的鏈接文件。）Web是建立在客戶機/服務器結構之上，以HTML語言HTTP協議為基礎，能夠提供面向各種Internet服務的、一致用戶界面的信息系統(tǒng)。2．Web服務的特點：P76**Web是以超文本和多媒體形式存在的網絡信息空間。Web與平臺無關（無論系統(tǒng)的軟硬件平臺是什么，都可以通過Internet訪問WebWeb提供直觀、易于使用的圖形界面。Web是分布式的。（超媒體文件可以存放在不同的Web站點上，通過超鏈接加以指引。）Web是動態(tài)的、交互的。3．Web的體系結構：P76**Web的本質是一個建立在Internet基礎上的超文本信息傳遞系統(tǒng)。Web服務器、Web瀏覽器、服務器與瀏覽器之間的通信協議HTTP、Web文檔語言HTML以及用來標識Web資源的URL是構成Web體系結構的五大要素?？蛻魴C/服務器結構：Web是基于客戶機/服務器的一種體系結構。客戶機和服務器是相互通信的一對程序。統(tǒng)一資源定位器——URL：（如何在浩如煙海的Web信息世界內定位一個信息資源呢？URL是一種重要解決方案。URL是Web的基本工具之一。）URL有三部分：協議（http）、主機域名（）、文件名組成。HTTP協議：超文本傳輸協議（HTTP）是專門為Web設計的網絡協議。HTTP協議工作原理：第一步：瀏覽器與服務器建立連接。第二步：瀏覽器向服務器提出請求。第三步：如果請求被接納，則服務器送回一個應答。第四步：斷開連接。Web與數據庫技術：數據庫技術在數字圖書館中的應用存儲與管理數據b.決策支持c.建立基于數據庫的綜合信息服務系統(tǒng)。4．Web開發(fā)技術：P81客戶端技術主要包括客戶端腳本技術、多媒體技術、組建技術、DHTML和JavaApplet.服務端技術包括公共網關系接口、服務器端腳本技術、Servlet技術等。5．軟件計算模式：P87**網絡計算經歷了a..大型機/小型機模式b.微機網絡模式c.網絡/文件服務器模式d.客戶（瀏覽器）/服務模式。B/S結構即瀏覽器/服務器結構，（隨著因特網上的多媒體技術越來越成熟，瀏覽器的功能越來越強大，在許多場合，瀏覽器可以C/S結構中的客戶端軟件，于是C/S結構就演變成B/S結構。）6．B/S技術的優(yōu)勢在于：P87基于開放的的非專用的標準。較低的應用開發(fā)及管理成本。對信息及應用系統(tǒng)的自由訪問。主動服務的信息系統(tǒng)。7．兩層服務器模式：P87**網絡應用可以分為表示層、業(yè)務邏輯層和數據層等。早期的應用中，表示層和業(yè)務邏輯層不分開，都位于客戶端，而數據層位于服務器端，邏輯上是兩層，即所謂的兩層客戶/服務器結構。8．兩層客戶/服務器結構計算模式的優(yōu)勢在于對數據集中處理，用戶之間可以共享數據庫資源。缺點如下：a.系統(tǒng)的可伸縮性差，安裝維護困難。b.開發(fā)人員提供給所有用戶的程序都相同，而用戶的實際需求是各不相同的。c.系統(tǒng)安裝復雜。9．多層客戶/服務器結構：P88**為了克服兩層客戶/服務器結構的缺陷，將業(yè)務邏輯層與表示層分離，在數據庫服務器和客戶端之間增加應用服務器，即中間層，構建三層客戶/服務器結構。將應用服務器作為中間層組件，我們稱之為中間件。10．三層客戶/服務器結構的優(yōu)點：a.具有靈活的硬件系統(tǒng)。b.提高了程序的可維護性。c.嚴密的安全管理。P8811．中間件概念：中間件是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源。中間件位于客戶機服務器的操作系統(tǒng)之上，管理計算機資源和網絡通信。P8912．中間件的分類及比較：P89分類：數據庫中間件、遠程過程調用中間件、面向消息的中間件、基于對象請求代理的中間件、事物處理中間件。比較：相對而言，消息中間件、事物中間件、對象中間件和應用服務器（特殊的中間件）尤為重要，因為它們分布式應用的一些核心功能如事物處理、消息處理、安全管理都是由它們完成。這些中間件有一些共同點，如跨平臺、跨網絡、能工作于多種異構環(huán)境下、支持多種語言和開發(fā)工具等。13．應用服務器：特殊的中間件P92之所以說它是特殊的中間件，是因為應用服務器的作用除了管理客戶端請求與數據庫之間的通信外，同時具有跨系統(tǒng)平臺（數據庫、操作系統(tǒng)）的能力。14．數據倉庫的定義：支持管理決策過程的、面向主題的、集成的、隨時間變化的、但信息本身相對穩(wěn)定的數據集合。P9415．數據倉庫特征：P94主題與面向主題b.數據的集成性c.數據是隨時間不斷變化的d.數據的相對穩(wěn)定性。16．數據倉庫的關鍵技術可分為數據抽取、存儲與管理以及數據表現等三個基本方面。17．數據挖掘技術：數據挖掘的基本思想是從數據中抽取有價值的信息，其目的是幫助決策者尋找數據間潛在的關聯，發(fā)現被忽略的要素，而這些信息對預測趨勢和決策行為是十分有用的。P9618．數據挖掘的模式：a.分類模式b.回歸模式c.時間序列模式d.聚類模式e.關聯模式f.序列模式P9719．數據倉庫與數據挖掘技術的關系：P98a.數據倉庫是數據挖掘的基礎。b.數據挖掘促進并指導數據倉庫的建設。20．數據倉庫、數據挖掘技術與數字圖書館的關系：P98**數據倉庫和數據挖掘技術為網絡環(huán)境下的圖書館提供了強大的信息處理工具，這些工具對數字圖書館的支持概括為以下幾方面：=1\*GB3①數據搜集、存儲和組織：數據倉庫將數據分主題、有組織、系統(tǒng)地進行存儲，在較高層次上對分析對象進行了完整、統(tǒng)一的描述，保證了數據的完整性和一致性。=2\*GB3②數據分析和知識挖掘：數據挖掘技術是從數據中抽取有價值的信息，它可以幫助我們從數據集中識別出有效的、新穎的、潛在有用的以及最終可以理解的知識。=3\*GB3③決策支持：數據倉庫和數據挖掘技術是科學決策的有效工具。采用數據挖掘技術和數據倉庫技術對館藏數據庫進行深加工。館藏數據中隱藏著許多重要信息，蘊涵著豐富的知識，把這些信息知識從數據庫中抽取出來，進一步加工，為決策創(chuàng)造很多直接的、潛在的支持。21．系統(tǒng)集成的定義：P101根據應用的需求，將硬件平臺、網絡設備、系統(tǒng)軟件、工具軟件及相應的應用軟件等集成為具有優(yōu)良性能價格比的計算機系統(tǒng)的全過程。22．系統(tǒng)集成的特點：a.接口是系統(tǒng)集成的技術關鍵。b.系統(tǒng)協調與優(yōu)化是系統(tǒng)集成的技術難關。P10123．數字圖書館系統(tǒng)集成的內容包括數據集成、業(yè)務過程集成、服務集成。P101**數據集成：數據集成發(fā)生在應用領域內的數據庫和數據源級別，通過從一個數據源將數據移植到另一個數據源來完成數據集成。（數據集成采用的主要數據處理技術有數據復制、數據集合和接口集成。）業(yè)務過程集成：業(yè)務過程集成包括業(yè)務管理、進程模擬以及綜合任務、流程、組織和進出信息的工作流，還包括業(yè)務處理中每一步都需要的工具。服務集成：服務集成主要通過框架、事物、分布式對象以及其他機制，目前主要方向是通過“WebService”機制來提供內外應用集成業(yè)務。24．數字圖書館應用集成的方式：P102*點對點集成、結構集成、流程集成、外部集成。25．數字圖書館系統(tǒng)安全的概念：P103數字圖書館系統(tǒng)是一個計算機系統(tǒng)，其安全性是一個系統(tǒng)的概念，不僅與計算機系統(tǒng)結構有關，還與圖書館應用的環(huán)境、人員素質和社會因素有關。為了理解各種安全性的含義，要了解以下術語：密碼安全：由技術上提供的密碼系統(tǒng)及其正確的應用來實現。計算機安全：限定計算機數據和程序不被非授權人員、計算機、非法程序訪問、獲取或修改。網絡安全：包括所有保護網絡的措施：物理設施的保護、軟件及職員的安全，以及防止非授權人員訪問。信息安全：保護信息資源，使之免遭修改、破壞。數字圖書館系統(tǒng)安全主要包括硬件安全、軟件安全、運行安全、計算機系統(tǒng)安全立法等。26．數字圖書館系統(tǒng)的安全需求：P104*信息的保密性：是指保護專用的和高度敏感的數據的機密。（對信息進行加密）信息的完整性：是指信息在傳輸、存儲和管理過程中不能被篡改。信息的不可否認性：防止通信時或雙方交易時對已進行的業(yè)務給予否認，避免損害交易的某一方的利益。管理員和讀者身份的認證性：表示檢查確認人員的合法資格。系統(tǒng)的可靠性：表示防止計算機失效、程序錯誤、傳輸錯誤等引起的計算機信息失誤或失效。可訪問性：保證系統(tǒng)由合法人員訪問。防御性：能夠阻擋不希望的信息或黑客侵擾。合法性：保證各方的業(yè)務符合可適用的法律法規(guī)。27．數字圖書館系統(tǒng)安全常用的方法：P105*防火墻技術：是在內部網和外部網之間實施的防范系統(tǒng)。作用