（图书馆学专业论文）网格环境下数字图书馆信息资源共享机制研究.pdf

摘要 中文摘要 由不同组织在互联网上建设的众多数字图书馆具有分布性、异构性和自治性等 特性，使得各数字图书馆之间很难互连互通和共享信息资源。而继因特网、w e b 之后 的第三次信息技术浪潮一一网格技术，为数字图书馆信息资源共享提供了新的技术 和途径。因此，在网格环境下研究数字图书馆信息资源共享有着重要的理论意义和 实践价值。本文总结了国内外网格研究现状、国内数字图书馆网格建设现状和网格 环境下数字图书馆信息资源共享研究现状，介绍了网格的概念、本质、特征和体系 结构，分析了网格环境下数字图书馆信息资源共享的意义、目标、原则和特征，在 此基础上，分别从技术实现机制、管理机制和运行保障机制三个方面对网格环境下 数字图书馆信息资源共享机制进行全面、细致的研究。在技术实现机制中，分析了 现有数字图书馆共享技术方案的局限性，提出了共享体系结构，并分析了各网格节 点的实现原理；在管理机制中，提出了共享管理框架，分析了其中各部门的职能， 并揭示了共享管理模式；在运行保障机制中，提出了安全性保障、标准化建设和应 用、数字版权保护、基础设施建设与系统改造等相关保障策略。 关键词：网格，数字图书馆，信息资源共享，互操作，元数据 中文文摘 中文文摘 起源于2 0 世纪9 0 年代初的网格技术是继因特网、w e b 之后的第三次信息技术浪 潮。它利用互联网把地理上广泛分布的各种资源连成一个逻辑整体，消除“信息孤 岛”，为用户提供一体化的信息和应用服务。这种先进的技术给数字图书馆的信息资 源共享注入了新的活力和生机。因此，很有必要对网格环境下的数字图书馆信息资 源共享进行系统和全面的研究。但据笔者搜集的资料来看，目前国内关于这一课题 的研究还相当薄弱，专题研究的文献相当匮乏，大部分内容只是内嵌在其他相关性 文献当中。因此，对网格环境下的数字图书馆信息资源共享机制进行研究显得尤为 重要。 全文分为绪论、正文和结论三大部分，其主要内容如下： 绪论。本章主要介绍本文的解题、研究背景、研究意义，综述国内外网格技术 研究现状、国内数字图书馆网格建设现状、网格环境下数字图书馆信息资源共享研 究现状，最后揭示了本文的研究目标、研究内容和创新之处。目前，网格技术的研 究主要集中在美国、欧洲、日本、韩国等信息产业较为发达的国家，我国虽然也有 一定的研究，但在数字图书馆中的应用尚处于初步的尝试阶段，今后有待于进一步 的深入研究和应用。 第一章：网格环境下数字图书馆信息资源共享概述。本章系统介绍了网格的概 念、本质、特征和体系结构，并详细阐述了网格环境下数字图书馆信息资源共享的 意义、目标、原则和特征等。网格以其自身的优势，应用到数字图书馆信息资源共 享之中，为今后的共享提供了新型、有效的途径，必将大大促进信息资源全面共享。 第二章：网格环境下数字图书馆信息资源共享技术实现机制。本章主要论述了 现有数字图书馆信息资源共享技术方案及其局限性、网格环境下数字图书馆信息资 源共享体系结构和体系中各网格节点的实现原理。首先，列举了现有数字图书馆信 息资源共享技术方案及其局限性，主要包括分布式搜索、元数据采集和中间件技术 及其局限性，为后文中构造网格共享体系结构作了铺垫。其次，架构了网格环境下 数字图书馆信息资源共享体系结构，其包括d o i 注册解析服务节点、元数据采集调度 节点、元数据采集节点、元数据收集节点和元数据检索节点等，并揭示了上述各节 点之间的相互关系，定位了各节点的基本功能，同时分析了这种体系结构的优势。 在该体系结构中，引入t d o i 注册解析服务节点，这是以往的学者们所未涉及到的。 v 福建师范大学硕士学位论文 最后，详细阐述了共享体系中各网格节点的实现原理。本章通过对共享体系的构建， 并对各个环节需要的技术方案的梳理，充分展示了实现数字图书馆信息资源共享技 术上的可能性。 第三章：网格环境下数字图书馆信息资源共享管理机制。本章主要论述了网格 环境下数字图书馆信息资源共享管理框架、框架中各部门的职能及共享管理模式等。 其中，共享管理框架包括资源部、技术部、运营部、服务部、财务部、人事部等相 关职能部门，本章对各个职能部门进行了规划，并规定了各个部门的具体职能。资 源部主要负责收集并协调所有网格节点上的数字图书馆信息资源，并处理相关的版 权问题：技术部主要为整个网格环境下的数字图书馆信息资源共享提供技术支持， 以便实现系统预设的各种功能，并保证各个节点及整个系统的安全；运营部主要管 理、协调并保证各个职能部门在职能发挥的过程中能够顺利进行，并制定相应的规 章制度；服务部主要负责整个网格环境中数字图书馆信息资源服务工作；财务部主 要负责筹集并管理整个系统运行所必需的经费；人事部主要负责为整个管理体系培 养及招聘优秀的人才，使得整个系统能够长远发展。最后，为了整个共享体系的协 调和管理，结合网格环境下数字图书馆信息资源分布及共享的特点，共享管理模式 采取以董事会( 理事会) 为主导的协议联盟模式。 第四章：网格环境下数字图书馆信息资源共享运行保障机制。本章对共享机制 中的安全性保障、标准化建设和应用、数字版权保护、基础设施建设与系统改造等 问题提出相应的解决方案。安全性保障的论述包括网格环境下数字图书馆信息资源 共享所面临的安全威胁、共享安全需求和安全策略。其中，安全威胁主要有：技术 缺陷、外界入侵、内部泄密等。安全需求包括：认证、授权、完整性和保密性、帐 号与审计机制、不可抵赖性等。安全策略是确保网格安全的方案，既包括单一信任 域内的安全策略，也包括多个信任域之间的安全策略。安全技术主要包括：p k i 、s s l 和单点登录等。网格共享的标准化建设包括网格标准化和数字图书馆标准化。其中， 网格标准化包括协议标准化和核心技术标准化，数字图书馆标准化则包括软硬件平 台标准、开发工具平台标准等一系列内容。数字版权保护的论述包括网格环境下数 字版权保护的必要性及其相应的保护措施，其主要措施有：加强立法，完善知识产权 法律体系；建立著作权集体管理组织：建立数字图书馆版权联盟；增强图书情报人 员的知识产权保护意识；利用技术手段支持知识产权保护。基础设施建设与系统改 造的论述包括基础设施建设与系统改造两部分。基础设施建设与系统改造都是为了 v i 中文文摘 适应网格高性能的要求，其中系统改造的方案主要有：第一，统一规划网格环境下 的数字图书馆共享体系资源建设；第二，加强数字图书馆标准化建设；第三，加强 各数字图书馆之间的协同服务；第四，提供个性化和针对性服务。 第五章：结论。本章主要对本文的立意、主要内容作出了评价，并总结归纳了9 个结论。结论部分指出，先进的网格技术为数字图书馆信息资源共享带来了全新的 解决方案和前所未有的收益与成效，但目前网格技术在数字图书馆中的应用尚处于 初步的尝试和探索阶段。因此，对这一共享机制进行全面而细致的研究具有举足轻 重的作用。 v i i a b s t r a c t a b s t r a c t a1 0 to fd i g i t a ll i b r a r i e sc o n s t r u c t e db yd i f f e r e n to r g a n i z a t i o n sw i t hd i s t r i b u t e d ， h e t e r o g e n e o u s a n da u t o n o m o u sc h a r a c t e r i s t i e so ni n t e m e tm a k ei td i 佑c u l tt o i n t e r c o n n e c ta n ds h a r ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e sb e t w e e nt h e m s e l v e s f o l l o w i n gt h ei n t e m e t a n dw e b ，t h et h j r dw a v eo fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y - 一鲥dt e c h n o l o g yp r o v i d e san e w t e c h n o l o g ya n dm e a n st os h a r ei n f o r m a t i o nr e s o u r c e sa m o n gd i g i t a ll i b r a r i e s t h e r e f o r e ， t or e s e a r c hi n f o r m a t i o nr e s o u r c e s s h a r i n ga m o n gd i 百t a l l i b r a r i e su n d e rt h e 鲥d e n v i r o n m e n th a si m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lv a l u e t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h e r e s e a r c ho nt h e 鲥da b r o a da n da th o m e ，c o n s t r u c t i o ns t a t u so fd i g i t a ll i b r a r i e sw i t ht h e 鲥d ，a n dr e s e a r c ho ni n f o r m a t i o nr e s o u r c e ss h a r i n ga m o n gd i g i t a ll i b r a r i e su n d e rt h e 鲥d e n v i r o n m e n t ，i n t r o d u c e st h ec o n c e p t ，t h en a t u r e ，c h a r a c t e r i s t i e sa n dt h ea r c h i t e c t u r eo ft h e g r i d ，a n a l y z e st h es i g n i f i c a n c e ，o b j e c t i v e s ，p r i n c i p l e sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fi n f o r m a t i o n r e s o u r c e ss h a r i n ga m o n gd i g i t a ll i b r a r i e su n d e rt h eg n de n v i r o n m e n t ，o nt h i sb a s i s ，a n d d o e sr e s e a r c ho nt h em e c h a n i s mo fi n f o r m a t i o nr e s o u r c e ss h a r i n ga m o n gd i g i t a ll i b r a r i e s u n d e rt h e 鲥de n v i r o n m e n tc o m p r e h e n s i v e l ya n dd e t a i l e d l ys e p a r a t e l yf r o mt h r e ea s p e c t s ， s u c ha st h et e c h n i c a lr e a l i z a t i o nm e c h a n i s m ，m a n a g e m e n tm e c h a n i s ma n do p e r a t i o n s a f e g u a r dm e c h a n i s m i nt e c h n i c a lr e a l i z a t i o nm e c h a n i s m ，t h i sp a p e ra n a l y z e s t h e l i m i t a t i o no fe x i s t i n gm e a n so ft e c h n o l o g ya b o u ts h a r i n ga m o n gd i g i t a ll i b r a r i e s ，p u t s f o r w a r daa r c h i t e c t u r ea b o u ts h a r i n g ，a n dr e v e a l st h ep r i n c i p i u mo ft h eg r i dn o d e s ；i n m a n a g e m e n tm e c h a n i s m ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r daf r a m e w o r ko fm a n a g e m e n ta b o u t s h a r i n g ，a n a l y z e st h ef u n c t i o no fe v e r yd e p a r t m e n t ，a n dr e v e a l st h em o d e lo fm a n a g e m e n t a b o u ts h a r i n g ；i no p e r a t i o ns a f e g u a r dm e c h a n i s m ，t h i sp a p e rp u t sf o r w a r ds o m er e l a t e d s a f e g u a r ds t r a t e g i e s ，s u c ha st h es e c u r i t ys a f e g u a r d ，s t a n d a r dc o n s t r u c t i o na n da p p l i c a t i o n ， d i g i t a lc o p y r i g h tp r o t e c t i o n , i n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o na n ds y s t e mr e c o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：g r i d ，d i g i t a ll i b r a r y , i n f o r m a t i o nr e s o u r c e ss h a r i n g ，i n t e r o p e r a b i l i t y ， m e t a d a t a i i i 福建师范大学硕士学位论文独创性和使用授权声明 福建师范大学硕士学位论文独创性和使用授权声明 本人( 姓名) 鳌左左学号垒q q 鱼q 鱼垒墨专业图立鱼堂 所呈交的学位论文( 论文题目：网格环境下数字图书馆信息资源共享机 制研究) 是本人在导师指导下，独立进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除论文中已特别标明引用和致谢的内容外，本论文不包含任 何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本论文的研究工作 做出贡献的个人或集体，均已在论文中作了明确说明并表示谢意，由此 产生的一切法律结果均由本人承担。 本人完全了解福建师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 福建师范大学有权保留学位论文( 含纸质版和电子版) ，并允许论文被 查阅和借阅；本人授权福建师范大学可以将本学位论文的全部或部分内 容采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，并按国家 有关规定，向有关部门或机构( 如国家图书馆、中国科学技术信息研究 所等) 送交学位论文( 含纸质版和电子版) 。 ( 保密的学位论文在解密后亦遵守本声明) 学位论文作者签名： 签字日期：溯j 7 年 一够设 签字醐：节。厂吵日 彤w 芝1 旧 、黟叩 绪论 绪论 一、解题、研究背景和研究意义 ( 一) 解题 本文的题目中含有“机制”一词，“机制的本意指机器的构造和动作原理，生 物学和医学在研究一种生物的功能时，常借指其内在的工作方式，包括有关生物结 构组成部分的相互关系及其间发生的各种变化过程的物理、化学性质和相互联系。 在本文，“机制 一词主要指事物的内在构造和原理，包括与之相关的模式、制度、 政策等，用以说明和认识事物的本质。 本文的标题一一网格环境下数字图书馆信息资源共享机制研究，顾名思义，是 基于网格这个大环境，利用先进的网格技术促进数字图书馆信息资源共享的机制研 究。笔者认为，这个共享机制的含义如下：一个完善的共享机制主要由技术实现机 制、管理机制和运行保障机制组成。技术实现机制是整个共享体系得以构建的技术 支撑，没有技术做后盾，一切皆是纸上谈兵，其主要内容包括：共享技术的选择、 共享体系的构建、各网格节点的实现原理。其中，构建的网格节点主要包括：d o i 注册解析服务节点、元数据采集调度节点、元数据采集节点、元数据收集节点、元 数据检索节点等。管理机制掌管整个共享体系的职能部门，对其进行整体规划和组 织，其主要内容包括：构建共享管理框架、定位各个职能部门的具体职能和揭示共 享体系的管理模式。其中，职能部门包括：资源部、技术部、运营部、服务部、财 务部、人事部等。运行保障机制是整个共享体系运行的润滑剂，使得共享体系运转 得更d i lj w 顷畅，其主要内容包括：安全性保障、标准化建设和应用、数字版权保护和 基础设施建设与系统改造等。这些因素都从不同侧面加强了共享体系的健壮性，确 保了其可持续性。 ( - - ) 研究背景 网格技术起源于2 0 世纪9 0 年代初由美国政府资助的分布式超级计算项目i w a y 。 从9 0 年代中期开始，网格技术得到进一步的发展，并酝酿产生了继因特网、w e b 之后 的第三次技术浪潮一一网格，可以称之为第三代互联网应用。网格利用互联网把地 理上广泛分布的各种资源，包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据 福建师范大学硕十学位论文 资源、信息资源、知识资源等，连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机样，为 用户提供一体化的信息和应用服务( 计算、存储、访问等) ，虚拟组织最终实现在这 个虚拟环境下进行资源共享和协同工作，彻底消除“资源孤岛 ，最充分的实现信 息资源共享。中科院院士李国杰说：“网格是下一代互联网，传统因特网实现了计 算机硬件的连通，w e b 实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的全面 连通。 这次技术革新的本质是全球万维网( w o r l dw i d ew e b ) 升级到全球大网格( g r e a t g l o b a lg r i d ) ，也就是从w w w 升级到g g g 。至i l j 2 0 2 0 年，互联网格将成长为一个2 0 万亿 美元的大型工业市场。作为下一代信息化的应用模式，网格技术得到了全世界的 广泛关注。近几年，图书馆界也开始关注网格技术的发展，并与i t 界共同探讨网格 技术在数字图书馆领域中的应用，寻求数字图书馆在网格环境下信息资源共享的新 举措。两个学界的学者们研究各有侧重点，图书馆界的研究侧重于应用，而计算机 界的研究侧重于技术的研发，但由于目前关于网格环境下数字图书馆信息资源共享 的研究还处于初级阶段，很多地方都不完善。因此，笔者将就这一问题进行较为全 面的研究，触及到网格技术的发展、网格环境下数字图书馆信息共享的关键技术、 共享管理模式、共享可能面临的障碍及相应的对策，力争对这一课题起到补充和完 善的作用。 ( 三) 研究意义 信息资源的高度共享一直是所有实体图书馆和数字图书馆共同努力的目标，可 由于技术条件的限制，共享程度仍达不到理想水平，如何实现各个数字图书馆信息 资源的全面共享是亟待解决的重大课题。在网格悄然来临的今天，数字图书馆实现 信息资源的充分共享、消除信息孤岛成为了可能。而要实现这一目标，数字图书馆 要走的路程也必定不会平坦。本文的研究恰逢时机，具有以下重要意义： 1 、全面而且正确地提出了在新型的网格环境中数字图书馆信息资源共享的概 念，阐述了其意义、目标、原则以及特征，为新环境和新技术条件下数字图书馆信 息资源共享开辟了新的途径。这种理论的提出，为进一步研究该课题提供了一定的 参考，为该课题的深入研究奠定了理论的基础。 2 、本文所提出的网格环境下数字图书馆信息资源共享机制从技术实现、管理、 1 邵宗有网格一一第三代互联嘲带给我们的契机 e b o l 2 0 0 8 4 1 0 h t t p ：胛d z w ，- 哪c o m d a z h o n g r i b a o j d 2 0 0 4 0 6 1 4 0 2 1 4 h t m 绪论 运行保障三个方面全面囊括了相关内容，并且从理性的视角研究这一超级共享体系 的机制。技术实现机制为整个共享体系得以运行提供不可或缺的技术支撑，管理机 制为整个共享体系正常运行进行协调维护，运行保障机制为整个共享体系更加顺畅 地运行提供了必要的保障措施。这种对共享机制全面翔实的研究，能有效地促进网 格环境下数字图书馆信息资源共享，对现实的共享体系的实现具有极为重要的参考 价值。 3 、本文所构建的网格环境下数字图书馆信息资源共享机制，是将先进的网格技 术应用于数字图书馆信息资源共享环节，对于网格的发展和应用起到了推波助澜的 作用。目前，网格在数字图书馆信息资源共享中的应用尚处于初步尝试阶段，相信 随着该课题研究的深入和实践应用的广泛推进，网格的先进性将会在该领域得到进 一步的挖掘和体现。 二、研究现状 ( 一) 国外网格研究现状 计算机网络和基础计算技术的发展，为构造大规模的高性能计算机网格奠定了 良好的基础。目前，关于网格的研究和实验得到了世界各国政府、科研机构乃至国 际大型企业的高度重视和大力支持，其主要集中在美国、欧洲、日本、韩国等信息 产业较为发达的国家。从2 0 世纪9 0 年代开始，国外陆续启动了诸多大型网格研究 项目。 1 、美国 美国既是网格技术的发源地，也是目前网格技术最发达的国家。全球应用最广、 最成熟的网格操作系统g l o b u s 源于美国。近些年来，美国启动的较有影响力的网格 项目及重大研究发展计划如下： g l o b u s g l o b u s 是目前全球最有影响的网格研究计划之一，它是多个研究机构合作的研 究成果，美国的1 2 所大学和研究机构参与了该项目。其目的是提供可视的、可靠的 和一致的访问高性能计算环境的手段。g l o b u s 的研究分三步：首先开发计算网格需 要的高级工具与基本技术；然后利用这些技术和工具构建大规模的计算网格；最后 在构建的网格上运行实际的应用，获得性能结果，评估计算网格的效率，并提出改 1 桂小林网格技术导论 m 北京：北京邮电大学出版社，2 0 0 4 ：2 4 3 0 福建师范大学硕士学位论文 进网格性能的方法。g l o b u s 通过服务包提供不同服务，使用不同高级工具支持资源 管理服务、信息服务、安全服务、远程数据访问服务、通信服务和执行管理服务等。 p a c i 计划 该项目由美国自然科学基金会资助，包括两个重要部分，分别是i l l i n o i s 大学 超级计算机中心牵头f l n c s a n3 和s a n d i a 大学超级计算机中心牵头i 拘n p a c i 乜3 ，其下各 连i 0 0 多个结点。该计划的目标是试验未来1 0 - 1 5 年美国社会的信息基础设施。 2 、欧洲 欧洲国家在网格研究与发展方面相当重视，投入大量人力物力，并取得较为显 著的成绩。 e d g 3 1 欧洲数据网格( e d g ) 是一个国际性大型研究和技术发展项目，于2 0 0 0 年1 2 月由 欧盟提供一千万欧元资金启动，项目完成期限为3 年。该项目由c e r n ( e u r o p e a n o r g a n iz a ti o nf o rn u c l e a rr e s e a r c h ) 领导，另外包括e s a ( e u r o p e a ns p a c e a g e n c y ) 、法国c n r s ( c e n t r en a t i o n a ld e l ar e c h e r c h es c i e t i f i q u e ) 、意大利i n f n 、 荷兰n i k h e f 、英国p p a r c 等5 个主要合作伙伴和欧洲各国的1 5 个相关研究机构共同承 担。其主要针对c e r n 的高能物理应用，解决海量数据的分布存储和处理问题，提供突 破地理局限，允许分布在世界各地的工作者交互、共享数据和设备，共同开展科学 研究的合作环境。 e - s c i e n c e 英国的e - s c i e n c e 计划是投资2 5 亿英镑的重大网格项目。它的第一阶段为2 0 0 1 年虱j 2 0 0 4 年，英国政府把它作为改变英国科学研究现状的重大举措，十分重视。第 一阶段的核心研究计划主要面向四个方向：e - s c i e n c e 科学家和工业界使用的基础中 间件；支持各个研究理事会项目所需的基础设施；e - s c i e n c e 矛d 网格方面的国际合作； 工业界合作开发的工业级网格中间件n 1 。从2 0 0 4 年起开始实施第二阶段，第二阶段 突出网格中间件、可持续运行的网格服务环境、网格支持环境中心、数据维护中心 等方面的研究和建设畸1 。该计划为大规模科学研究提供基于i n t e r n e t 的分布式全球 i n c s a e b o l 2 0 0 8 - 9 - 1 5 h t t p ：删n a s a u i u c e d u 2 n p a c i e b o l 2 0 0 8 - 9 - 1 5 h t t p ：椰r n p a c i e d u 3 龚强网格技术研发情况综述：j 测绘与空间地理信息，2 0 0 5 ( 8 ) ：1 2 1 3 4 董慧，张继东国内外网格应用比较研究 c 董慧，唐晓波第四届信息化与信息资源管理学术研讨会，武 汉2 0 0 5 武汉：湖北人民出版社2 0 0 5 ：2 6 - 3 3 5 宋琳琳e s c i e n c e 发展情况简介 j 图书馆学研究，2 0 0 5 ( 7 ) ：2 1 - 2 3 绪论 合作计算环境，其应用领域包括粒子物理、生物信息学、气候环境变化、工程系统 设计等多学科领域。 3 、其他国家 日本与韩国的网格计划已经启动，并各自成立了全国网格论坛。日本的n t td a t a 计划与i n t e l 和s g i 联合进行一项为期三个月的网格计算试验，有包括家庭、企业 和学术机构在内的1 0 0 万台计算机相联，其总处理能力将比现有的最快超级计算机还 要快5 倍。韩国的网格计划之一是ng r i d ，2 0 0 2 2 0 0 6 的5 年计划将投资3 5 0 0 万美 元，但不包括网络和高性能计算机的投入，后者每年投入为1 5 0 0 万美元乜1 。 4 、信息产业大公司口1 随着网格研究在学术界的逐渐升温，信息产业界的大公司也相继公布与网格目 标一致的研究计划。惠普推出t e s p e a k w e b h 艮务平台；i b m 用它的w e b s p h e r e 平台和一 系列中间件实现w e b h 匣务；微软的路线是通过其n e t 计划和c # 语言实现万维网服务： s u n 贝j j 通过o p e nn e t w o r ke n v i r o n m e n t ( s u no n e ) 计划和j a v a 平台来实现它。另外， i b m 宣布将投资4 0 亿美元，启动一个全公司的“网格计算创新计划”；s u n 贝i 在2 0 0 0 年9 月公布了其网格引擎软件。i b m 公司部署了一个内部研究网格，以便于分散在美 国、以色列、瑞士、日本等地的i b m 研究人员共享计算资源。医药、化工、通信、电 子、汽车等领域的一些大公司，女i p f i z e r ( 辉瑞) 、e r i c s s o n ( 爱立信) 、h i t a c h i ( 日 立) 、b m w ( 宝马) 、u n i l e v e r ( 联合利华) 、g l a x ow e l l c o m e ( 葛兰素威康) 、s m i t h k l i n e ( 史克必成) 等，都已经开始构造和使用内部网格。 ( 二) 国内网格研究现状 面对网格带来的机遇和国际研究的挑战，中国的网格研究计划也如雨后春笋般 地冒了出来。从1 9 9 5 年开始，中国科学院计算所就建立了专门的网格研究队伍，开始 研究网格相关的技术。目前，国内网格的研究主要集中于中科院计算所、国防科大、 江南计算所、清华大学等几家在高性能计算方面有较强实力的研究单位。已经完成 的网格研究项目主要有清华大学的先进计算基础设施a c i 和以中科院计算为主的国 家高性能计算环境n h p c e ；目前正在研究的主要有五个网格项目：中国国家网格( 科技 部) c n g r i d 、中国教育科研网格计划( 教育部) c h i n ag r i d 、e - s c i e n c e 网格研究计 1 王霓虹，滕志霞网格技术研究与发展趋势综述 j 信息技术，2 0 0 7 ( 2 ) ：1 1 7 1 2 0 2 龚强网格技术研发情况综述 j 测绘与空间地理信息，2 0 0 5 ( 8 ) ：1 2 1 3 3 桂小林网格技术导论 m 北京：北京邮电大学出版社，2 0 0 4 ：2 4 3 0 福建师范大学硕士学位论文 划( 国家基金委) 、上海交通信息网格、中国空间信息网格等。 中国国家网格 中国国家网格项目是由国家8 6 3 高技术研究发展计划资助，历时4 年，国家投入一 亿人民币，地方政府、应用承担单位和工业界配套2 3 倍的经费。其旨在建立面向 企业、高等院校、科研机构、政府部门的国家高性能计算环境。其主结点采用自行 研制的、面向网格的高性能计算机。该项目的主要任务有乜1 ：建设中国国家网格实 验床、建立具有4 万亿次以上计算能力的网格主节点；支持网格应用以及维护网格系 统运行的网格软件；开发具有代表性的网格生产性应用。 中国教育科研网格口1 中国教育科研网格计划是教育部“十五 2 1 1 工程公共服务体系建设的重大项 目。该计划的目标是基于教育和科研网的基础，建立聚合能力超过每秒6 万亿次量 级的教育科研网格，总存储容量超过6 0 t b ，计划将分布在教育和科研网上自治的分 布异构的海量资源集成起来，实现c e r n e t 环境下资源的有效共享，消除“信息孤岛”， 提供有效服务，形成高水平、低成本的服务平台，将高性能的计算送到教育和科研 网用户的桌面上，成为国家科研教学服务的大平台，争取在网格计算的基础研究和 应用研究方面走在世界前列。 ( 三) 国内数字图书馆网格建设现状 网格技术为数字图书馆互操作环境的建立提供了可靠的平台，能够提高数字图 书馆之间共享信息、协同工作的能力，使终端用户能够更加容易地对这些资源进行 访问。目前，国内数字图书馆网格建设正处在初步的尝试和探索之中，其主要建设 项目如下： c n l 【i 网格建设 c n k i 是一个网格化资源管理体系的操作系统和应用系统，其资源是以网格结构 的形式分布地存在的。因此，对于不同的用户来说，统一的访问界面隐藏了资源的 具体存在位置和形式。由于c n k i 超大的容量和访问量，当前通过i n t e r n e t 访问的 c n k i 数据库采用分布式层次结构。c n k i 在全国内地主要城市以及台湾、香港和美国 1 王霓虹，滕志霞网格技术研究与发展趋势综述 j 信息技术，2 0 0 7 ( 2 ) ：l1 7 - 1 2 0 2 董慧，张继东国内外网格应用比较研究 c 董慧，唐晓波第四届信息化与信息资源管理学术研讨会，武 汉。2 0 0 5 武汉：湖北人民出版社。2 0 0 5 ：2 6 - 3 3 3 同 2 绪论 设立了交换中心。对于通过w w w c n k i n e t 直接访问c n k i 网站的用户来说，资源网 格是一个分布在大陆各地以及美国、台湾、香港各地的由交换中心构成的节点网络， 各节点还可以包含子节点。子节点可以是c n k i 的网格节点，也可以是各合作出版单 位的特色资源服务节点n ，。 书生之家网格建设 书生之家全文电子图书数据网格技术是随着互联网技术的发展而发展起来的专 门针对海量全文电子图书数据服务的新型信息服务方式。这种信息服务方式就是利 用互联网把分散在不同地理位置的电子图书全文信息数据组织成一个“虚拟的数字 图书馆”，其中每一台参与信息服务的计算机就是一个“节点。因此，整个信息服 务就是由多个“节点”组成的“一张网格”，应用网格技术构建的书生之家全文电子 图书数据网格将各图书馆的数据服务节点数据汇集在一起并为各图书馆的镜像站点 提供全文服务。由于采用了最新的网格技术，书生之家网站对原有的网络架构进行 了较大的调整口1 。 c a l i s 数字图书馆网格 c a l i s “十五 建设项目“中国高等教育数字图书馆( c a d l i s ) 经“十五 前 期建设已经初具雏形，其总体架构和相关的标准与规范已经完成，部分主要系统已 经基本完成，各类资源也早己开始建设，积累了大量数据。随着整个数字图书馆服 务系统和资源数据库的逐步建成、高校用户的不断增长，如何依托c a l i s 自身和高 校数字图书馆中的海量资源向海量用户( 一千万高校读者) 提供优质的服务，将是 c a l i s 未来要解决的关键问题。为此，c a l i s 管理中心正着手研究如何运用网格技术 来构建下一代的“中国高等教育数字图书馆”，具体研究内容包括：针对数字图书 馆的数据资源、信息资源等，利用网格技术将这些资源有效地聚合起来，实现资源 的广泛共享，提供高性能的信息服务平台( 例如：网上培训网格、数字图书馆网格 接口规范与集成模式、电子全文共享网格、多媒体课件共享网格、分布式检索网格、 海量资源的存储网格等) 、协同工作平台( 例如：合作研究网格、科研服务网格等) 。 要解决的关键技术包括：网格型数字图书馆的系统模型，网格资源的统一表示方法， 网格资源的共享、协同、集成与管理机制，数字图书馆网格接口规范与集成模式， 网格资源的搜索，网格资源的存储和传输机制，网格服务的可靠性、可用性和非平 1 詹萌，黄勇凯，夏正伟，程颖网格技术与数字图书馆 c 董慧，唐晓波第四届信息化与信息资源管理学术研 讨会，武汉。2 0 0 5 武汉：湖北人民出版社，2 0 0 5 ：3 4 4 1 2 同 1 福建师范大学硕士学位论文 凡性等u 。 从目前数字图书馆网格的建设应用来看，主要存在以下问题和不足：第一，应 用不够广泛，只有少许几家企业或机构在进行尝试性应用；第二，网格的应用仅限 于本企业或机构内部的信息资源共享，对于跨行业、跨机构的应用有待进一步开拓 和发展：第三，网格在数字图书馆应用中的相关技术还不够成熟，有待进一步突破， 从而使网格更好地应用于数字图书馆信息资源共享之中。 ( 四) 网格环境下数字图书馆信息资源共享研究现状 笔者利用c n k i 全文数据库、维普全文数据库、万方硕博士论文数据库、c n k i 硕博士论文数据库等检索工具，选取“网格”与“数字图书馆 共同作为关键词进 行检索，通过查重、合并后，共获得1 0 0 余篇文献。通过分析研究，笔者发现目前 关于网格环境下数字图书馆的研究主要集中在以下五个方面乜1 ：网格对数字图书馆 带来的影响、网格环境下数字图书馆的资源问题、网格环境下数字图书馆的体系结 构问题、网格环境下数字图书馆的服务问题和网格环境下数字图书馆的技术问题。 但是专门针对网格环境下数字图书馆信息资源共享研究的文章却很少见，只是零星 地散见于网格环境下数字图书馆的研究中。笔者根据尽可能搜集到的资料，将网格 环境下数字图书馆信息资源共享研究分为两部分，一部分是关于网格对实现数字图 书馆信息资源共享的作用，另一部分是关于实现网格环境下数字图书馆信息资源共 享面临的挑战。 关于网格对实现数字图书馆信息资源共享的作用，杨晓湘1 从网格技术支持数字 图书馆实现知识发现、有效的知识组织以及构建知识共享体系三个方面，描述网格 技术在数字图书馆中的应用，并详细阐述了网格从有利于数字图书馆知识整合、海 量数据处理和资源全面连通等方面来支持构建知识共享体系。张兆伦h 1 从五个方面 阐述网格技术在数字图书馆建设中的应用：构造统一的平台、有利于信息集成、实 现资源共享、海量数据处理和进行知识管理。鲁蓉蓉瞄1 从四个方面分析了利用网格 技术构建高校数字图书馆的可行性：提供统一的智能化的资源访问平台、提供统一 的信息集成平台、提供统一的资源共享平台和实现数字图书馆知识化管理。 1 王文清数字图书馆网格 e b o l 2 0 0 8 - 4 - 1 0 h t t p ：| 礓聪c a l i s e d u c n c a l i s n e w i m a g e s l n e i k a n 1 3 3 h t m 2 黄固彬近五年来国内基于网格的数字图书馆研究述评 j 图书馆建设，2 0 0 8 ( 1 ) ：8 7 _ 9 l 3 杨晓湘网格技术与数字图书馆知识服务 j 现代情报，2 0 0 6 ( 1 0 ) ：7 9 - 8 1 4 张兆伦网格在数字图书馆及信息服务体系构建中的作用：j 现代情报2 0 0 6 ( 1 1 ) ：7 9 8 1 5 鲁蓉蓉基于网格技术的高校数字图书馆 j 高校图书馆工作，2 0 0 7 ( 5 ) ：3 9 - 4 1 绪论 关于实现网格环境下数字图书馆信息资源共享面临的挑战，金海n 1 认为未来数 字图书馆需要网格技术解决五个方面的问题：信息联合共享的数据管理问题、信息 的表示标准化问题、元数据检索及更新问题、安全控制问题和智能化与个性化服务 问题。曲建峰、杨宗等业1 认为基于网格的数字图书馆报务模式有三大技术难点：信 息资源调度问题、信息资源有效分配问题和网络安全问题。郭琳口1 认为知识网格对 数字图书馆知识服务提出了五个方面的技术挑战：元数据访问服务、标准化问题、 网络安全、基于o n t o l o g y 的统一语义与w r a p p e r 技术和系统改造。 三、研究目标、研究内容和创新之处 ( 一) 研究目标 本文通过研究网格环境下数字图书馆信息资源共享现状，试图构建网格环境下 未来数字图书馆信息资源共享的机制，包括技术实现机制、管理机制和运行保障机 制。 l 、构建网格环境下数字图书馆信息资源共享的技术实现机制，使得整个共享 体系具备完善可靠的技术支撑。 2 、构建网格环境下数字图书馆信息资源共享的管理机制，使得整个共享体系 具备统一的管理机制，以便于网格架构的协调运作。 3 、构建网格环境下数字图书馆信息资源共享的运行保障机制，尽可能地排除 一切可能的障碍，使得整个共享体系能够正常、无冲突地运转。 ( 二) 研究内容 本文主要分为绪论、正文和结论三个部分。 绪论。该部分主要介绍本文的解题、研究背景、研究意义，综述国内外网格研 究现状、国内数字图书馆网格建设现状、网格环境下数字图书馆信息资源共享研究 现状，并揭示本文的研究目标、研究内容和创新之处。 第一章为网格环境下数字图书馆信息资源共享概述。该章主要介绍网格的概念、 本质、特征和体系结构，并阐述网格环境下数字图书馆信息资源共享的意义、目标、 原则和特征等。 1 金海数字图书馆及其网格应用的发展! j 现代图书情报技术，2 0 0 5 ( 9 ) ：1 - 5 ，1 3 2 ：曲建峰，杨宗，郑巧英，彭红星基于网格的数字图书馆服务模式探讨 j 现代图书情报技术，2 0 0 6 ( 2 ) ：1 0 - 1 4 3 郭琳利用知识网格构建数字图书馆知识服务平台 j 情报资料工作，2 0 0 5 ( 2 ) ：2 9 - 3 1 ，4 0 福建师范大学硕士学位论文 第二章为网格环境下数字图书馆信息资源共享技术实现机制。该章主要论述现 有数字图书馆信息资源共享技术方案的局限性、网格环境下数字图书馆信息资源共 享体系结构和体系中各网格节点的实现原理。 第三章为网格环境下数字图书馆信息资源共享管理机制。该章主要论述网格环 境下数字图书馆信息资源共享管理框架、框架中各部门的职能和共享管理模式。 第四章为网格环境下数字图书馆信息资源共享运行保障机制。该章主要从安全 性保障、标准化建设和应用、数字版权保护、基础设施建设与系统改造等方面对共 享体系可能面临的障碍提出相应的解决方案。 第五章为结论。该章主要对本文的立意、主要内容作出归纳总结。 ( 三) 创新之处 本文的课题是对网格环境下数字图书馆信息资源共享机制进行研究，通过搜集 资料并经过认真、严谨的分析，本文的研究具有以下创新之处： 1 、对网格环境下数字图书馆信息资源共享机制的研究较为全面。目前，虽然对 网格环境下数字图书馆建设的研究比较多，但主要侧重在网格对数字图书馆的影响， 以及网格环境下数字图书馆的资源、服务、体系结构和技术等方面，对共享机制的 研究相对较少，而且通常也只是侧重在某个方面，如：共享体系结构等。而本文则 是从技术实现机制、管理机制和运行保障机制等方面全方位地对共享机制进行研究。 2 、网格环境下数字图书馆共享体系中引入了d o i 注册解析服务节点。d o i ( d i g i t a lo b j e c tu n i q u ei d e n t i f i e r ，数字对象标识符) 作为数字化对象的识别 符，对所标识的数字对象而言，相当于人的身份证，具有唯一性，并且一旦产生就 永久不变。在共享体系中引入d o i 注册解析服务节点，一方面为各个数字图书馆及 其数字对象的注册和解析提供了方便，从而更加有利于帮助用户找到所需的