云图书馆：面向网络化服务的资源组合新模式，本文主要内容关键词为：组合论文,云图论文,新模式论文,书馆论文,资源论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 讨论背景
21世纪，数字图书馆的发展更加依赖于信息技术应用的推动。以图书馆2.0[1]、云计算(Cloud Computing)[2]、物联网(Internet of Things)[3]、移动互联网(Mobile Computing)[4]等为代表的虚拟化信息服务模式，成为图书馆为应对知识经济、信息服务和科学研究全球化的挑战而实施的、以快速响应战略性知识服务需求[5]和提高图书馆核心竞争力为主要目标的一类先进数字图书馆构建模式。虚拟化信息服务模式将网络技术、信息技术与图书馆学相结合，构建面向用户自主需求的基于“云”的服务系统，并在系统的支持下，突破空间地域对图书馆服务经营范围和方式的约束，开展覆盖知识创新全生命周期所有环节或部分环节的图书馆服务活动，实现图书馆业务链的各个环节的高效协同和各种资源的集成与共享，高效、高质量、低成本地为知识协同服务提供所需的服务和资源[6]。
云图书馆与云计算在图书馆中的应用是两个不同的概念，前者包含后者，是多个学科技术与理论的融合。云图书馆概念的提出源于云计算在图书馆中的应用实践，及图书馆未来的发展需要，传统的云图书馆研究偏向于采用云计算应用和资源利用二分法，而现实状况要复杂得多。笔者经过实证研究将云图书馆的进化过程划分为云计算在图书馆中的应用、云计算数字图书馆、云计算图书馆、云图书馆[7]4个过程，认为研究云图书馆应该从云用户、资源、云图书馆领导和管理者、云服务、建筑与云平台5个方面开展[8]。在国家积极推动云计算行业发展的现实背景下[9]，面向云图书馆体系构建的战略研究迫在眉睫。
2 云图书馆对于解决图书馆面临危机的重要性
2.1 问题的提出及相关研究
关于图书馆面临危机的基本内容，詹姆斯·米哈尔科等指出其主要危机，即“图书馆面临着未来人才资源缺乏、图书馆价值的重新评估、技术落后等危机”[10]；马修·龙及罗杰·熊斐德指出“图书馆价值弱化及高校教职工对图书馆价值质疑，对图书馆所属主体重新审视图书馆的价值、与机构的相关性及机构预算比例等问题产生了重大影响”[11-12]；里克·安德森认为现在图书馆以现有馆藏为基础，解决“信息稀缺”等问题已经“行不通”[13]。危机的存在与扩张加快了图书馆的转型。在应对图书馆面临的挑战与转型问题上，张晓林认为化解图书馆面临危机的关键，在于“回归到图书馆根本任务上”，“建立新型知识服务范式、新型知识管理范式及新型合作交互知识服务范式”[12]。张志强提出要实现传统的图书馆转型，就需要从图书馆业务布局调整、队伍建设再造、服务机制充足等方面着手；孙坦指出图书馆的服务，无论是基于用户、资源内容，还是基于技术背景，它们的共同点都是基于可计算、可关联重组、可挖掘的数据环境；董小英认为图书馆行业现正处于一个重要的技术驱动的转型时期，图书馆的信息服务，实际是服务平台的转移，由实体平台逐步向虚拟化平台转移，而这个平台需要整合各种社会资源；柯平认为未来图书馆将拥有新的业态和模式，承担多元化的功能和角色，与数字化、知识化结合起来，传统单一的线性关系“文献提供者(供应商、作者等)→文献的传播者(图书馆等)→文献的使用者(用户等)”，在新模式下会发生变化，角色定位可能会模糊化，单个对象需要承担多个角色[14]。
2.2 解决图书馆现有危机的方案
针对现有图书馆信息化发展存在的问题及现阶段所面临的危机，结合现有图书馆学基础理论、资源服务模式，以及云计算、虚拟化、物联网、可信软件设计方法等信息技术，笔者提出云图书馆的概念。云图书馆作为一种全新的资源组合模式，是通过云计算技术实现知识、计算、服务与管理等资源的组织、交互、优化与融合；通过物联网和虚拟化技术等实现实体资源的虚拟化、接入、封装、管理、监测和应用，从而对各类实体资源、人员、能力及知识服务进行最优化匹配与部署，形成一个自主的、强调用户参与、动态扩展的、开放式的图书馆服务云体系，进而在云图书馆员的服务和建筑与云平台的支持下，为云用户提供图书馆自动云服务搜索、智能匹配、资源组合优化、智能结算及计费、安全可信管理等功能；通过云服务匹配、分解及协同等技术，为云图书馆中的云用户提供开放式的、按需付费的、价格低廉的、需求驱动的和快捷的网络化服务平台。
云图书馆的目的是构建一种新型的知识服务、知识管理和知识合作交互模式，实现图书馆中资源、能力、知识和服务的按需供求，从而改变了传统的图书馆“生物链”中各个角色和功能单一的线性关系。
2.3 云图书馆与已有网络化资源组合模式的区别
云图书馆运行原理如图1所示[15]，与已有的Web集成服务、网格服务、云计算等相比，具有以下异同点。
图1 云图书馆运行原理
1)现有的网络化资源组合模式虽然促进了图书馆的数字化、网络化协同构建，但是其体现的主要是独立的图书馆信息服务门户，是以图书馆固定规模的馆藏资源或单调的网络化服务方案为用户提供知识服务，缺乏智能化与规模化，提供的也只是局部服务及局部应用，缺乏稳固的对外来商业化的资源平台及知识服务的抗冲击能力，容易形成“信息稀缺、价值弱化、预算受挫”等问题。而云图书馆则可以在很大程度上改变这一局面。
2)Web集成服务(包含互联网服务)可以在一定程度解决中小型图书馆自动化系统、数字化资源构建等的信息化软件层次上异构的问题，但是由于馆藏(含纸质、电子等)规模、终端智能性、服务灵活性、服务端软硬件动态可扩展性等的不足，导致发展空间的有限，不利于应用和推广，容易走进“死胡同”。但其已有的研究基础和应用经验却是云图书馆实施的关键技术和理论基础之一。
3)网格服务强调的是图书馆“生物链”上的分布式资源的发现、选取、聚合、处理、应用等，它的服务思想是把网络上的分散资源集中起来使用，即多个分布式的资源为一个用户使用。而云图书馆则是淡化资源使用者、资源提供者、资源运营者的关系，采用分散资源集中使用、集中资源分散使用、分散资源分散使用的服务思想，即将多个分散或集中的资源进行集中管理，同时为多个用户提供多种服务。
4)云计算以网络中的计算资源和存储资源为中心[16]，它并不会解决图书馆在知识服务过程中各类软硬件、人力、服务、知识等资源的虚拟化和服务化。而云图书馆则主要面向图书馆行业，它把图书馆的业务、管理、人力、资源等按照图书馆网络化服务所需方式整合成云图书馆服务中心。所有介入到云图书馆中的主体均可向云图书馆服务中心提供资源、能力、服务及管理，并且可以根据需求提供包括知识创新、科学研究、资源服务及业务管理等在内的资源组合全生命周期过程的服务请求。
5)相较于已有的网络化服务模式而言，云图书馆可以提供安全可信的资源存储及管理，有效降低资源共享成本，提供云用户所需要的资源、服务、技术及知识，提供全方位的合作交互知识服务平台及协作异构融合共享环境[17]。
3 云图书馆的内涵及资源组合管理
3.1 云图书馆的内涵
云图书馆中的资源是一个广义的概念，是指一切能在云图书馆服务生命周期中发挥作用的所有物理资源(包括服务器资源、网络资源、计算资源及存储资源等软硬件资源)、人力资源(包括业务专家、云服务开发者、云服务维护者等)、知识资源(包括技术、标准、规范、协议、经验等)、管理(包括对云图书馆平台的管理、整个体系中的角色管理、科技创新范式管理等)等的统称。各类资源在云图书馆信息平台的支持下，对云用户、资源、云图书馆领导和管理者、云服务、建筑与云平台等要素[18]引进行协调管理和创造，在相应的核心服务知识库中，将其相应的服务资源和服务能力(包括科技创新能力、服务感知能力、资源处理能力、服务优化能力、交互及协调能力、维护及管理能力等)融合描述出来，从而进一步将云服务虚拟化封装成核心服务层。
结合上述分析，构建云图书馆体系中的内涵机理(如图2所示)。在云图书馆中的云服务和云计算中的云计算服务是相对应的概念，云图书馆核心服务层通过智能识别体系、适配器技术、网络通信技术及传感技术等物联网技术，结合虚拟化等技术，将分散在整个体系中的资源和能力进行专业化虚拟封装，并智能地嵌入到云图书馆信息平台中，从而通过网络将高度虚拟化的各类资源，以云服务的形式为云用户提供全生命周期的应用。换句话说，云服务的过程就是云图书馆资源和能力虚拟化、服务化的过程。
核心云服务是指按照一定规则聚合起来的云服务集合，是云图书馆区别于传统网络化信息资源服务的关键技术之一。其中包含不同类型的云服务，依据云用户的自主需求，按需提供不同的云服务，进而在云图书馆中选择不同的管理、配置、优化及供应方式，包括为云资源提供者提供云服务标准化、业务、调度、变更及计费管理；为云资源使用者提供云服务管理、云服务搜索、匹配、优化选取、调度等管理；为云资源运营者提供用户、云服务、应用系统、资源、发布、维护等管理。
图2 云图书馆中各要素的生态关系
可信云服务管理层是笔者将云图书馆可信应用机制设计方法作为一种服务来进行管理，把传统云计算应用所讨论的数据安全性、用户隐私权、知识产权、可用性、可靠性等涉及可信化应用设计体系的问题归纳进来，充分考虑云图书馆运行环境和云计算的结合性、动态演化性、可靠性及扩展性，从而形成的一种基于云图书馆可信应用机制的设计方法和推理机制的方案。其最终目的是从理论上，为云图书馆可信应用系统分析和建模的研究提供数学模型和验证手段。
3.2 云图书馆资源组合过程
强调用户参与是云图书馆一个非常重要的特征，用户贯穿于资源组合过程的各个环节，并且用户不仅是云资源使用者，也是云资源提供者、运营者、云服务开发者及监督者等。在云图书馆系统中，根据用户需求的实际情况，可以将用户任务分为单点资源云服务任务和多资源云服务任务。针对单点云服务需求，云图书馆信息平台必须从核心云服务层中选择最优云服务来执行该服务请求；当面对用户多资源服务请求时，云图书馆就需要在核心服务层中选择符合服务需求的最优云服务集合，并从集合中选择恰当的资源服务组合来协同完成用户服务请求。在云图书馆资源组合过程中，依据云用户的实际需求及云图书馆业务流程管理状况，由云图书馆提供不同方式的资源组合方式，为云用户提供最优化的个性化服务，如图3所示。
图3 云图书馆资源组合流程
3.3 云图书馆中资源组合部署策略与实施方法
如图3所示，通过对云图书馆服务平台中核心服务层已有的云服务集合，进行搜索、匹配、组合、优选、验证，构成能符合云用户自主需求而动态交互的复杂耦合关联的云服务应用。笔者根据云图书馆资源组合的流程，认为云图书馆资源组合布局策略按照其运转流程应该分为4个阶段：云服务业务解析阶段、云服务匹配部署阶段、云服务部署执行阶段及云服务评估反馈阶段。在这一过程中，每个阶段所涉及的云图书馆的部署、管理及资源调度方式都不同，如图4所示。
图4 云图书馆资源组合实施周期
1)云服务业务解析阶段。主要是指云用户通过云图书馆普适化门户技术，从提出资源服务请求到按用户自主需求而构建的资源组合模型和服务实施方案的部署过程。涉及的操作有云服务建模、服务请求描述、云服务解析、资源需求及服务流程分析、布局策略描述等。
2)云服务匹配部署阶段。主要是通过支持语义的资源服务匹配技术和资源服务智能优化技术，对用户所提出的云服务进行匹配部署，从而关联到核心服务层的具体云服务，从搜索到的符合用户需求的云服务集中选择合适的云服务参与组合，并从所有可能的云服务组合中优选与组合出最佳的一组组合来协同完成用户请求。涉及的操作有服务相似度计算、接口、功能、过程、语义匹配、云服务优选与组合、性能评估等。
3)云服务部署执行阶段。主要是通过资源服务最优化管理技术和资源服务智能优化技术，对服务组合质量进行评估，并采用智能优化算法对整个过程进行优选，在确定最优云服务组合和资源组合方式后，将服务与资源进行关联绑定，进而部署执行。涉及的操作有云服务部署执行、部署策略评估、组合智能优化处理、服务与资源关联管理、部署执行、过程评估监测、协调、控制等。
4)云服务评估反馈阶段。主要是用服务感知技术和可视化云终端交互技术，对资源组合请求效果进行智能评测、统计分析及智能反馈处理。云图书馆会根据用户的反馈信息进行智能分析及评估，依据评估结果进行不同的处理。如果评估结果不佳，则云图书馆可能会重新开展资源与服务的组合调度过程；如果评估结果满意，则对其处理过程进行分析，反馈到资源服务备选库中，重新进行优化处理和智能评估；如果评估结果优秀，则将相应的资源组合与云服务组合过程智能化反馈到服务专家库中，为以后相似的云用户请求提供智能化响应及参考。
4 云图书馆信息平台实现的几个关键问题分析
云图书馆信息平台构建，所涉及的理论与技术领域非常广泛，根据云图书馆的构建需求及技术发展状况，笔者认为以下几个关键问题是目前最需要解决的问题。
1)云图书馆信息平台标准规范、资源分类、一致性检查及可替代性模块转换。由于目前云计算技术尚没有统一标准，支持云图书馆平台运行的相关技术标准和规范也没有统一的标准，这就给云图书馆信息平台的开发与实现带来巨大的困难。而存在着相互竞争的主要云服务供应商尚没有形成可以互相兼容的服务接口。因此，为了能够形成可以服务实践的云图书馆，就有必要构建统一的云图书馆信息平台的标准规范，制定通用型的建模和描述方法，对云图书馆资源组合过程中存在服务不相容、核心功能属性不一致、平台接口参数不一致、业务云服务匹配(包括数据类型、资源类型、流程匹配、语义匹配、功能匹配、属性匹配等)不一致等问题进行一致性检查，并且在使用过程中研究资源组合可替代性模块转移的策略与方法。
2)云图书馆可信服务实施机制。在云图书馆中，云服务的可用性、数据锁定、数据机密性和审计能力、数据传输瓶颈、性能不可预测性、存储的可扩展性、大型分布式系统中的病毒、快速伸缩、软件许可等问题，笔者将其归纳为云图书馆可信服务实施机制，提出在云图书馆中构建可信服务机制设计方法理论，在理论分析的基础上，提出相应的逻辑描述体系，实现云图书馆信息平台的可信软件设计方法。
3)物联网技术在云图书馆中的应用。物联网技术包括网络通信技术、RFID技术、人工智能技术、自动传感技术及传感适配技术等。通过物联网技术，可以实现资源、能力、管理、服务等智能化识别、跟踪、监测、定位等，从而满足云图书馆所需要的资源感知、采集、识别、传输、适配等技术要求，构建云图书馆物理资源与虚拟资源有机耦合的统一资源服务模型，构建自治融合的服务感知及智能反馈机制，实现真正意义上的“智能云图书馆”。
4)云图书馆服务质量评估问题。为了给用户和云图书馆选择最优化资源组合和服务组合方案提供量化参考依据，就需要构建科学、合理的云图书馆服务质量评估标准。云图书馆服务质量评估可以作为云图书馆为用户提供服务的依据，也可以作为用户对云图书馆服务的满意度、服务水平的一种度量和评价，也是云图书馆的水平持续提高的有效动力，更重要的是，它是云图书馆理论及应用体系生存与发展的最有力的保障。
5 结束语
云图书馆为各类图书馆实现服务模式、知识创新模式等的转换，解决图书馆所面临的危机，降低社会的能源消耗，快速灵活地响应用户的资源需求等提供了有效的解决方案和思路。鉴于此，本文提出了将现有网络服务模式、云计算、物联网、高性能计算、可信软件设计方法等技术相融合的一种面向网络化服务的资源组合新模式——云图书馆。围绕云图书馆的内涵，云图书馆的概念，云图书馆的服务流程、实施方案，云图书馆信息平台构建首先要攻克的几个关键问题等内容，进行了初步的探讨和研究。云图书馆的实现还需在应用需求及相关技术的推动及牵引下，在理论与实践两个方面开展大量的研究。
目前，图书馆界关于云图书馆的研究还处于起步阶段，无论是在理论上，还是实践上，都存在着相当大的研究空间，但它所带来的众多优点和挑战却已对整个数字图书馆产生了重大的影响。因此，有必要对云图书馆展开深入研究，以便及时发现问题，为未来大规模发展云图书馆产业做好准备工作。