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基于网格的数字图书馆模式构建研究

于晓燕  
【摘要】:近年来,网格技术与数字图书馆技术都得到了长足的发展,由于二者在研究目标和研究方向上具有诸多的一致性,因此在数字图书馆的构建与研究中常常引入网格技术。可以说,网格技术为数字图书馆的建设提供了有力的条件和支持。网格环境下的数字图书馆是一种建立在统一的标准和规范基础之上的采用先进的网格技术构建的信息资源共享系统,其目的是为用户提供一个统一、透明、高效的信息服务平台,实现数字图书馆资源和服务的互通互联。网格环境下数字图书馆的资源具有分布性、异构性、动态性、自治性等特点,这些资源可能属于某个组织或个人,并且存在于多种异构平台下,数字图书馆网格必须要将这些分散的信息资源有效地组织并连接起来,通过各种手段和方法整合成一个信息资源系统,使用户可以通过一个统一的界面,就可以访问到网格内所有的数字图书馆资源。 本文的研究正是基于数字图书馆与网格技术的蓬勃发展,通过探讨网格技术在数字图书馆建设领域的相关运用,旨在研究具体的基于网格的数字图书馆的构建模式。该项研究对于把握未来数字图书馆的发展方向具有重要的指导作用,并为网格技术在数字图书馆建设中的应用起到启发和推动的作用。 全文共分8章,其中第3至第7章是论文的主体部分,主要内容如下: 第一章主要介绍了论文的研究背景以及研究的目的与意义,着重指出开展基于网格的数字图书馆模式构建研究是数字图书馆发展到一定阶段的必然结果,是数字图书馆为适应用户信息使用行为变化的必然选择,是数字图书馆解决“信息孤岛”现象的必然要求;同时还介绍了本文的研究内容、研究方法以及研究的创新点。 第二章对网格理论和数字图书馆理论进行了回顾和综述,并对基于网格的数字图书馆国外与国内的研究现状进行了重点的剖析,并指出了现有研究的贡献与不足。 第三章首先对经典网格体系结构进行了分析,然后对基于网格的数字图书馆体系结构的类型进行了全面梳理与比较,并以此为基础结合网格环境下数字图书馆的功能特点,设计了一种面向个性化服务的层次式数字图书馆网格体系结构。该结构共分四层:资源层、调度层、应用层和门户层。 第四章从网格环境下数字图书馆资源的构成及特点出发,分析了传统数字图书馆资源组织的一般模型,设计了一种新型的网格环境下数字图书馆资源组织的模型——全局/本地双层资源池模型,并对资源组织的过程及工具进行了分析。 第五章阐述了基于网格的数字图书馆资源发现的目标,对四种资源发现模式(集中式、分布式、混合式和层次式)进行了详细地分析与评价,最后提出了一种层次式资源发现模式的改进方法,并描述了其原理和算法以及改进后的效果评价。 第六章分析了基于网格的数字图书馆信息服务的特点与目标,提出了网格环境下的数字图书馆服务模式是面向个性化的集成式服务模式,个性化强调的是服务要以用户为中心,而集成服务则体现为用户对资源和服务的存取是无缝的、透明的、一站式的,用户能够实现随时随地获取所需的任何资源和服务。并对该模式主要包括的六项内容——个性化信息定制与推送服务、合作式数字参考咨询服务、自适应学习服务、智能导师服务、科研协作服务、知识增值服务进行了深入探讨。 第七章围绕基于网格的数字图书馆的安全性,阐述了网格环境下数字图书馆访问控制中面临的主要问题和关键技术,并对包括自主访问控制模式、强制访问控制模式、基于角色的访问控制模式和基于任务的访问控制模式在内的四种模式进行了分析,指出采用基于任务和角色相结合的访问控制模式是一种较为理想的选择。 第八章总结了本文的研究结论,指出了研究的主要不足并对后续研究进行了展望。 本文的创新点是: (1)设计了一种基于网格的数字图书馆体系结构 根据网格环境下数字图书馆的功能特点,结合分层式网格资源管理体系结构,设计了一种面向个性化服务的四层体系结构。该结构既体现了网格异构环境的整合,又突出了数字图书馆个性化服务的功能。其中,最底层为资源层,它为数字图书馆提供各种数字资源和计算能力的支持,是整体结构的基础支撑;第二层为调度层,它主要起到屏蔽异构环境、调度程序运行、监控维护网格安全等作用;第三层为应用层,它主要解决信息资源组织、用户管理、数据挖掘等问题。顶层为门户层,它直接为数字图书馆用户提供各种个性化的服务功能。 (2)设计了一种基于网格的数字图书馆资源组织模式 资源组织为网格环境下数字图书馆服务提供了工作准备,是用户获取信息的基础。网格环境下资源的数量庞大且具有分布性、异构性、动态性、自治性等特点,通过对数字图书馆资源组织一般模式的分析并结合网格资源的特点,设计了一种基于网格的数字图书馆资源组织模型——全局/本地双层资源池模型。该模型通过划分资源的本地域和全局域,实现了资源的分层次管理,提高了系统的安全性和资源查找的效率,同时降低了通讯瓶颈。 (3)提出了一种层次式资源发现模式的改进方法 随着网格规模的扩大,网格中节点的结构也愈加复杂,资源发现作为一项关键技术对整个网格资源共享起到了至关重要的影响,其性能的优劣直接决定了网格的性能。在对资源发现模式进行深入研究的基础上,本文提出了一种层次式资源发现模式的改进方法。改进后的模式增加了高宽带节点与低宽带节点的概念,在继承原模式优点的基础上,增强了灵活性与可扩展性,提高了资源查找效率。 (4)提出了一种基于网格的数字图书馆的服务模式 在对基于网格的数字图书馆服务模式的特点和目标进行分析的基础上,提出了基于网格的数字图书馆服务模式,即面向个性化的集成式服务模式,并论述了该服务模式的六项内容:个性化信息定制与推送服务、合作式数字参考咨询服务、自适应学习服务、智能导师服务、科研协作服务与知识增值服务。 (5)提出了一种基于任务和基于角色相结合的访问控制模式 基于网格的数字图书馆面临着各种安全威胁,因此需要一种能实现通用服务、辅助智能、全局一体及自主控制的访问控制模式。根据网格环境下数字图书馆系统的具体要求和自身特性,提出了一种将基于任务和基于角色相结合的访问控制模式,该模式具有双重特性,既可以通过对角色的职责分离和继承关系等约束条件进行多种安全策略的配置,又可以增加对任务管理模块与系统状态的参考。


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