（计算机应用技术专业论文）数字图书馆管理平台系统的研究.pdf

摘要 本课题研究的主要目的是将全市各高校的图书馆进行联网，实现资源共享， 互通有无，为读者提供更大的借阅范围，同时避免各高校在相同图书上资金的重 复使用。本课题属于应用研究。 本课题主要取得以下两个方面的结果 1 用户身份认证子系统 该子系统用以确定只有合法用户可以使用，以保证系统的安全性和可靠性。 这一部分使用了最常用的用户名口令模式的认证方案。考虑到本系统用于网络 环境，在服务器端和客户端之间的通信问题上使用了d i f f i e h e l l m a n 密钥一致 协议加密技术，以防止口令的泄露，保证系统的安全。 2 数字化媒介存储和管理系统 该子系统为读者提供馆藏书目数据库的检索、阅读全文、图书借阅、图书归 还等图书馆业务活动。这一部分首先选用了具有完整的数据管理功能的o r a c l e 数据库，这些功能包括存储大量数据、定义和操纵数据、并发控制、安全性控制、 完整性控制、故障恢复、与高级语言( 如c ，j a v a 等) 接口等。然后利用j d b c 使j a v a 应用程序可以充分利用o r a c l e 数据库的存储函数来完成对数据库的访问 和数据的存取，提高系统的性能。 本课题具有以下特色 1 多校联合的数字图书馆。 2 采用身份认证对系统进行保护。 3 图书借阅、归还等操作读者可以自助完成。 4 可阅读选定图书的全文。 5 采用数据库存储函数提高系统的性能。 关键词， 数字图书馆，身份认证，o r a c l e 数据库，j d b c ，密码系统 a b s t r a c t t h i st a s k 7 s p r i m a r yi n t e n t i o ni st oe s t a b l i s had i g i t a l l i b r a r y m a n a g e m e n ts y s t e m t h es y s t e mc o m b i n e st h ew h o l et i a n j i n s c o l l e g e s l i b r a r i e st op r o v i d ea l ll e g a lr e a d e r sam o r el a r g er e s o u r c eo fb o o k sa n d r e d u c ew a s t eo fm o n e yi np u r c h a s i n gb o o k s t h i si s ak i n do fa p p l i c a t i o n r e s e a r c h t h i st a s k h a sg o tr e s u l t sa sf o ll o w t h ef i r s ti st h ea u t h e n t i c a t i o ns u b s y s t e m t h i ss u b s y s t e mi n s u r e st h e s y s t e ma g a i n s td e s t r o y sf r o mi 1 1 e g a lu s e r s t h es u b s y s t e mw i l lb ee n t e r e d w h e nu s e r ss t a r tt ot l s et h el i b r a r y m a n a g e m e n ts y s t e m t h ed i g i t a l1 i b r a r y m a n a g e m e n ts y s t e mc a no n l yb eu s e db yt h eu s e r sw h oc a na c c o m p lis ht h is s u b s y s t e ms u c c e e d e d t h i ss u b s y s t e ma d o p tt h em o d eo f “u s e r n a m e d a s s w o r d ” c o n s l d e r i n gt h ee n v i r o n m e n to fn e t w o r k ，i n f o r m a t i o nt r a n s m i t t e dt h r o u g h ac h a n n e l ，w h i c hc a ne n c r y p tt h ei n f o r m a t i o n s ot h e i n f o r m a t i o nc a nb e k e p tf r o mb e i n gd a m a g e d ，a t t a c k e d ，s t o l e n ，o ri n j u r e d ，a n dt h e l i b r a r y m a n a g e m e n ts y s t e mc a nb ep r o t e c t e d t h es e c o n di st h ed i g i t a lm e d i u ms t o r a g ea n dm a n a g e m e n t s u b s y s t e m t h i s s u b s y s t e mp r o v i d e su s e r sw i t hf u n c t i o n ss u c h a s ，q u e r y i n g f r o m b i b l i o g r a p h i e s ，r e a d i n gt h ea r t i c l e ，b o r r o w i n gb o o k s ，r e t u r n i n gb o o k s a n ds oo n t h i ss u b s y s t e m a d o p t st h eo r a c l ed a t a b a s e ，w h i c hc a r ti n t e g r a l l y m a n a g e sd a t a t h eo r a c l ed a t a b a s eh a sf e a t u r e sa sf o l l o w s ：s t o r eam a s s o fd a t a ，d e f i n ea n do p e r a t et h ed a t a ，s e c u r i t y c o n t r o l ，i n t e g r i t ye o n t r o l ， s y s t e mr e s u m e ，a n d s o o n u s i n gj d b c t h i s s u b s y s t e m c o n n e c t st h e a p p l i c a t i o np r o g r a m m e db yj a v at oo r a c l e d a t a b a s e ，a n di m p r o v e st h e s y s t e m sp e r f o r m a n c eb ym a k i n gu s eo ft h es t o r a g ef u n c t i o n s t h i s 1 i b r a r ym a n a g e m e n ts y s t e mh a ss o m ef e a t u r e sa sf e l l o w 1 i t sau n i o no fm a n yc o l l e g e s 1 i b r a r i e s 2 i n s u r e st h es y s t e ma g a i n s td e s t r o y sf r o mi l l e g a lu s e r sb yu s i n g a u t h e n t i c a t i o ns u b s y s t e m 3 r e a d e r sc a nb o r r o wb o o k s ，r e t u r nb o o k s b yt h e m s e l v e s 4 r e a d e r sc a nr e a dt h ea r t i c l eo nc l i e n t c o m p u t e r 5 m a k i n gu s eo ft h es t o r a g ef u n c t i o n st h es y s t e m sp e r f o r m a n c e s c a nb e i m p r o v e d k e y w o r d s d i g i t a l i b r m l ya u t h e n t i c a t i o n ，o r a c l ed a t a b a s e ，i o b c ，e n c r y p t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，沦文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得丞洼王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过 的捌料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 学位论文作者签名： l 勿启签字日期：衅年月s 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丞洼王些太堂有关保留、使用学位论文的规定。特 授权云洼王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：田嚣 签字日期：如，啦年月f 日 导师签名 至? 签字日期：j 。譬年，月r 同 第一章绪论 所谓数字图书馆，就是拥有多种媒体、内容丰富的数字化信息资源，是一种 能为读者方便、快捷地提供信息的服务机制，数字图书馆是一个完整的系统，它 由分布的、大规模和有组织的数据库和知识库组成，用户可以通过统一的检索界 面，对系统内的数据库和知识库进行一致性的访问，并获取自己所需的最终信息 资料。 1 1 数字图书馆的现状与发展 1 1 1 数字图书馆的特征 1 9 数字图书馆具有以下特征： ( 1 ) 海量存储和媒体多样化 ( 2 ) 良好的网络应用环境和网络应用管理 ( 3 ) 智能的数字信息资源的检索软件 ( 4 ) 多种媒体介质、多种语言、全文检索 ( 5 ) 强大的信息传播和服务模式 1 1 2 数字图书馆的模式 1 9 1 用户界面 数字化图书馆的用户界面，包括各种类型的个人计算机和工作站，如 i b m p c ，m a c i n t o s h 等，使用命令语言或菜单或直接手操作等方式进行操作。 2 通讯系统 通讯系统包括一个单位内的区域网络以及地区、国家和国际网络和通讯系统 的建设。因特网是数字化图书馆实现的网络环境。由一大批共同遵循t c p i p 通 讯协议的计算机网络通过网络设备互连而成的庞大网络。 3 信息资源 信息资源包括本单位收藏或开发的数字化信息资源、传统图书馆的印刷型资 料( 有各种数字化的索引) 、外界数字化图书馆、信息中一t l , 干u 电子出版物数据库 的资源及国家级的“知识银行”、“文献数据库系统”等。 4 数字化图书馆的咨询系统 咨询系统一般分为自我服务系统和请求帮助系统。前者能够自动指引读者使 用数字化图书馆。后者能在读者不中断检索的情况下，一步一步地帮助用户解决 问题；系统专家还能监控这些活动，知道信息专家解决问题的情况。 1 1 3 数字图书馆的发展历史及现状 1 国外数字图书馆的发展 ( 1 ) 美国数字图二 5 馆的发展 “数字图书馆首创计划”第一阶段( 1 9 9 4 年9 月至1 9 9 8 年8 月) 2 ，l t ，1 8 1 9 9 4 年9 月，美国国家科学基金会( n s f ) 正式公布了“数字图书馆首创 计划”( d i g i t a ll i b r a r yi n i t i a t i v e ) 。该计划由美国国家科学基金会( n s f ) 、 国防部先进技术局( a r p a ) 和国家宇航局( n a s a ) 联合出资，由科学基金会机器 人学与智能系统信息分部负责协调。计划中包括六个研究项目，分别山六所大学 牵头，开发数字图书馆所需的各种新技术。该计划中包括的六个研究项目如下： i 卡内基梅隆大学：信息媒体综合的声音、图像和语言理解技术_ = f j 于 数字视听图书馆的创建和探索。 i i 加州大学伯克利分校：环境科学数字图二捂馆可放大的、智能化的、 分布式数字图二体馆的原型。 i i i 密歇根大学：密歇根大学数字图书馆研究创建一个试验基地，并在 运行、使用中进行评价，进而形成一个持续发展的大规模多媒体数字图书馆，信 息贮存的重点是地球与空间科学。 i v 如i 州火学圣巴巴拉分校：亚历i l i 大工程建立具有地图、图像和空洲 参照信息的综合性服务功能的分布武数字图书馆。 绪论 v 斯坦福大学：斯坦福集成数字图书馆项目单一集成化虚拟图书馆开 发适用的技术。 v i 伊利诺依大学：构造互联空间为大学的工程学科建立数字图书馆基 础设施。 “美国往事”( a m e r i c am e m o r y ) 项目 6 1 州 从1 9 9 5 年起，美国国家图书馆全力开发“美国往事”( a m e r i c am e m o r y ) 数字图书馆，该项目目标为到2 0 0 0 年，实现5 0 0 万件文献的数字化，它们集中 反映了美园建国2 0 0 年来的历史遗产及文化，并实现其( a m e r i c a m e m o r y ) 数字 图书馆。到2 0 0 1 年1 月，美国国家图书馆已完成了其中9 0 个不同主题的资源库， 这些资源库中含有超过5 0 0 万个项目的资源，它们在互联网上向全球提供免费服 务，颇受教育界和公众欢迎，取得了很好的社会效益。 ”美国往事”数字图书馆是一个大规模资源建设工程，目前，还有数十个资源 库正在建设之中。 加州数字图书馆( c d l ) 项目 加州数字图书馆已于1 9 9 9 年i 月开始使用，其馆藏十分丰富，含有5 0 0 0 余种电子刊物：1 6 7 个大型书目数掘库；在主要的内容资源数字化中，有将近4 0 0 0 种内容资源采用了e a d s g m l 标引。( 加州已有4 1 个单位使用其在线档案，包括 博物馆在内) 。 c d l 采用i n t e r l i b 集成服务。系统具有对学者电子印刷智能检索、多媒体 查询的服务功能。 美国数字图书馆倡议第二阶段( d l t 一2 ) 7 州o 美国国家科学基金会( n s f ) 在d 【j i - 1 中期，就开始筹备d i ，i 一2 并在1 9 9 8 年发出公告，出国家科学基金会( n s f ) ：国防高级研究项目局( d a r i ) a ) ；图家 人文学资助会( n e h ) ；国家医学图书馆( n l m ) ；国会图书馆( l o c ) ；和国家航空 航天管理局( n a s a ) ；联合资助数字图二 5 馆倡议第二阶段。 目前美国正通过i ) l i 一2 计划( 数字图书馆倡议第二阶段) 从扩展媒体、形态、 研究开发点、主题和资助单位各方面，大力促进数字图书馆的研究和，1 ：发。 d l i 一2 的宗旨是数字图书馆通过创造一种信息环境来提供、获取分散存储着 的信息，这种环境远不止提供通过电子途径去获取原始数据的功能，它提供更高 级的智能途径，即获取电子收藏中所含的更全面的知识和意义的途径。 d l 卜2 强调以下方面：相互合作能力和技术综合能力、对内容和收藏的发展 与管理、应用和操作的基础结构以及对在特定专业领域、在经济、社会、国际环 境中的数字图书馆的理解。d l i 一2 的主要项目有三大方面，即研究、试验基地和 应用、本科教育试验基地和应用。 美国国家科学、数学、工程与技术教育( s m e t e ) 数字图书馆( n s d l ) 1 9 9 8 年，美国科学基会会( n s f ) 正式启动了美国国家科学、数学、工程与技 术教育( s m e t e ) 数字图书馆( n s d l ) 计划。n s d l 将成为教育的基础设施，其内容综 合，领域广泛，数百万用户和内容提供者将可访问一个巨大的资源和服务阵列。 这个基础结构将包括n s d l 的中央管理功能，质量控制标准的研制，数字资源的 知识产权管理，制订有关资助项目的政策，数字资源归档等等。 n s d l 的项目，有些已列入d i ，t 一2 ，他们分为三个阶段： 第一阶段研讨有关质量控制，用户存取和服务，以及知识产权问题。 第二二阶段选定实施一种主门户( p o r t a l ) 作为用户到n s d l 存取资源及 享用服务的进口。n s f 将资助n s d l 的管理，用户服务的实施，和藏品发展( 包 括以元数据标识资源和为促进查询而发展分类标引) 。 第三阶段多个个人项目，以发展紧密相关的高质量教育资料藏品和服 务，它们将通过n s d l 存取。重点将放在藏品问的可互操作性方面。 ( 2 )法国数字图书馆的发展 06 a 1 1 i c a2 0 0 0 法国国家图书馆的数字图二辟馆始于1 9 9 7 年，是法国 国家图书馆的第一个数字图书馆。在资源加工中，该馆采用了i n r i a 开发的基于 4 绪论 s g m l x h l 的t h o t 编辑器。g a l l i c a2 0 0 0 于2 0 0 0 年末推出，是目前世界上最大 的免费数字图二| _ 5 馆之一。 i e 一2 0 0 5 ，a q u a r e l l e ( 水彩画) 项目是一个在欧盟立项的远程信息学 ( t e l e m a t i c s ) 应用项目，它是运用多媒体技术构建一个共享欧洲文化遗产的信 息工程项目。该项目由英国、法国、意大利、希腊的相关机构合作进行。在内容 标引上，采用基于s g m l x m l 的t h o t ；在跨库联接上，使用了z 3 9 5 0 协议。项 目于1 9 9 8 年完成，目前在互连网上可以看到项目的部分成果。该项目的后续项 日正在英国、法国、希腊、意大利继续进行。并可能在苏格兰文化资源存取网 ( s c r a n ) 项目中，部分试验收费服务。 法国文化部j o u v e 信息数字化项目始于1 9 9 8 年，到2 0 0 0 年己具有 处理6 0 0 0 0 0 幅数字化固定影像的能力。该项目着重于历史遗迹、考古学、及建 筑领域图片的数字化及提供其相应目录和解说的编制。包括“j o c o n d e 库”、 “人种学( e t h n o l o g ic ) 库”等。 e n l u m i n u r e s 项目是里昂图书馆的数字资源项目，其中数字化了从 公元五世纪到中世纪的2 0 0 种手稿中所选择的3 0 0 0 幅图像。据报道，这个库将 来可能增j j n 至- 01 0 0 0 0 幅图像。 ( 2 ) 同本数字图书馆的发展 同本空间协作系统( s c s ) 计划 该计划始于1 9 9 6 年，利用卫星网实施日本大学间的资源共享，作为不受空 间、时问限制的一类远程学习( 含多媒体) 系统。到1 9 9 8 年底已实现了日本1 1 6 所大学的1 3 9 个站点问的视听资源共享。大部分学校现在达到的带宽是1 5 9 b p s ， 视频质量为j p e g ，h 2 6 1 ，及m p e g l 。据报道，这个系统也己开始在小学中试验使 用。 u l i sc o r e 系统 日本图书馆情报科学大学正在进行的u l i sc o r e 系统采用扩展的d u b l i n c o r e 元数掘集，为几本的图书馆及相关研究所创建元数据记录，使u l i sd le t 前已成为一个f l 本的主题网关。该系统在用户界面，有供检索用的英、日文机 器翻译功能，现正在进行多语种用户界面的项目。日本国会图书馆( n d l ) 在日 本数字图二b 馆的研究与开发及国际合作中起了重要的作用。 2 0 0 2 年在日本国会图书馆关西新馆一期工程完成时，同本国会图书馆将完 成位于东京的日本国会图书馆、国际儿童文学图书馆( 原i = 1 本帝国图书馆) 和日 本国会图书馆关西新馆的宽带网络连接，实现一个资源庞大的异地连接的数字图 书馆群。 ( 4 ) 英国数字图书馆的发展2 2 1 9 9 3 年6 月，英国国家图书馆开始实施“存取创新( i n i t i a t i v e sf o r a c c e s s ) ”计划和英国高等教育基金会于1 9 9 5 年开始的“电子图书馆计划”， 目的是对其馆藏资料数字化和网络化时必需的软硬件进行研究，并建立有关信息 的存储、标引、检索、传输等方面的标准。e l i b 估计总投资约一亿英镑，主要 任务是为英国高等教育提供一个实用的电子资源和服务保障系统。 ( 5 )新加坡数字图书馆的发展n w 新加坡政府在1 9 9 4 年提出了“智能岛计划”，提出建立一个“无边界电子 图书馆网络”，把新加坡的所有公共图书馆和5 0 0 多个学术与专业数据库连接起 来。1 9 9 5 年，新加坡建立了全数字化图书馆即国家图书馆的分馆t a m p i n e s 地区 馆。 ( 6 )g 8 数字图书馆联盟m z z 1 9 9 6 年美、英、法、日、德、加、意、俄等8 个国家的国家图书馆组成g 8 数字图书馆联盟，开始实旌全球信息社会示范计划( 6 1 0 b a li n f o r m a t i o ns o c i e t y p i l o tp r o j e c t ) 共十一项，其中有“电子图书馆”、“世界文化遗产多媒体存取 电子博物馆计划”等。1 9 9 9 年该示范计划在德国科隆会议进行演示和总结。 ( 7 )世界记忆( m e m o r yo ft h ew o r l d ) h 1 9 9 6 年由联合囤科教文组织发起的一个全球性的数字图书馆计划，包括非 洲、美洲( 拉丁美洲) 、欧洲、亚洲等许多国家的古代文化遗产，有于稿、图片、 抄本，也包括声像资料等。 ( 8 ) i b m 公司在世界各地的数字图书馆h 1 9 9 5 年3 月，i b m 公司向全世界倡议，在信息高速公路上，创建数字图书馆， 并投入巨资，在世界各地建立数字图书馆原型和实用范例，并建立数字图书馆研 究中心。 典型的范例有：梵帝冈图书馆它有珍贵收藏品的图像并提供电子水印技 术；法国国家图书馆；美国西卡斯雷泽夫大学建立的数字多媒体图书馆；美国印 地安那大学音乐数字图书馆目前已有的音乐库，其容量达2 5 t b 以上；在中 国也选了清华大学创建数字图书馆原型的体系结构；石油天然气总公司研究地质 资料和图像数字化、大规模数据的管理和检索；复旦大学对历史地图的存取；上 海交通大学对汉语语言处理和自动分类、自动抽词研究等；同时，i b m 公司已与 北京图书馆合作对古籍图书“500 罗汉”的数字化等。 2 国内数字图书馆的发展 ( 1 )中国实验型数字式图书馆项目e 13 , 2 6 该项目始于1 9 9 7 年，由中国国家图书馆、上海图书馆、南京图书馆、中山 图书馆、深圳图书馆、辽宁图书馆以及文化部文化科技开发中心联合承担。该项 日的目标是：建立多馆协作、互为补充、联合一致的中国实验型数字式图书馆。 主要有中国古籍善本、历史与图片、国内外旅游多媒体库等九个数据库。 ( 2 )知识网络数字图书馆系统工程项目m 它是1 9 9 8 年国家8 6 3 公关项目，由北京图书馆与北京曙光天演信息技术有 限公司合作完成。该项目的目标是：实现数字图书馆体系结构的设计与开发，初 步建立一个中国实验型数字图书馆系统。该系统包含多个分布式数字资源库，采 用人工智能技术，实现横跨多个资源库的快速查询。 ( 3 )巾国数字图书馆工程州 该工程出文化部牵头，中圈国家图书馆、中国电信总公司、中国科学院、广 播影视信息网络中心、清华、北大等单位联手合作。1 9 9 8 年8 月2 5 同，成立中 幽数字图书馆工程筹备d , n 。它的目标是在宽带i p 网上形成超大规模的、高质 绪论 量的中文资源群，支持国家整体创新体系的形成与发展，通过国家骨干通信网络 系统向全国乃至全球提供服务。 ( 4 )国家教育部数字图书馆攻关计划m “ 该计划于1 9 9 6 年底，由清华大学、北京大学、上海交通大学、华南理工大 学启动。该计划主要研究：数字图书馆的结构、检索机制以及相应的标准规范； 图文信息联合导读学习系统；数字音乐图书馆雏形和一个小型的数字化视频数据 库示范系统。 ( 5 )中关村科技圆区数字图书馆群 2 2 j 中关村科技园区数字图书馆群是1 9 9 9 年中关村科技园区信息化建设的基础 设施之一，其目标是：在互联网上逐步形成超大规模的、高质量的资源库群，通 过高速宽带网络系统向本地区、全国乃至全球提供服务：在技术体系上与国际主 流技术接轨，使中关村虚拟图书馆群成为全国数字图书馆建设的示范项目。 ( 6 )清华大学数字图书馆研究 1 6 1 9 9 6 年底丌始研究数字图书馆的体系结构，图文载体的存储和检索技术， 并对图书馆的内部系统高度集成化和各种信息资源的深层次连接，迅速获取外部 资源及用户界面做了大量工作。1 9 9 9 年起，开始研究中国古代青铜器的全真展 示系统和古代及近代建筑资料数字化元数据的标准和规范等问题，并结合c a i 。i s 工程中心的建设，进行电子文献信息服务。最近创建了一个数字图书馆研究专栏， 包括综合索引、数字图书馆核心站点、主要参考文献、实施项目等。 ( 7 )北京大学数字图书馆项目 该项目1 9 9 6 年底开始对数字图书馆的一些关键技术，数字图书馆的实现模 式和所需条件及对策做了大量的研究；对元数据格式的结构、句法、标识和规范， 对元数据描述、处理语言( x m l ) 及中国文化，对数字化资源进行描述和处理等做 了研究；1 9 9 9 年起，结合创建为中国高等教育服务的c a l i s 项目，探索服务主 导型的数字图书馆模式；另外，结合该馆的特种馆藏，对拓片数字化及标引、检 索系统；创建敦煌学分枷式多媒体数据库做了不少研究，还有学位论文、电子新 书、视频点播，并在中文元数据标准设了研究专栏。现已建成一个数字图书馆雏 形。 ( 8 )上海交通大学数字图书馆建设 上海交通大学在1 9 9 6 年底，利用“2 1 1 工程”投入，创建一个数字图书馆 原型；1 9 9 9 年超，又利用“9 8 5 工程”投入，创建一个数字图书馆试验基地，准 备到2 0 0 5 年左右，建成一个服务主导型的数字图书馆。届时，拥有数字化馆藏 2 t b ，包括该馆的特种馆藏如博士论文全文，交大电子杂志，交大的各种课程的 数字参考书；数字化的音乐资料，科学与发现等视频资料( 提供宽带服务) ；购 买- - l l 文献数据库，如e l s e v i e r 全文电子杂志镜像站，中国全文学术期刊镜像 站，e i 联机服务，i e e e i e e 全文光盘或联机服务等；建立九个重点学科的专业 门户网站。三种资源将以一个统一的界面向读者提供服务。 ( 9 )上海图书馆数字图书馆项目 2 1 1 上海图书馆数字图书馆项目始于1 9 9 7 年，系统采用i b md lv 2 4 作为主要 开发工具应用平台，目前已有九个资源库：上海图典、上海文典、点曲台、古籍 善本、民国时期图书、馆藏国内科技会议录、全国报刊索引、西文期刊库、科技 百花园科普短片等，总共容量2 0 0 多g b 。 ( 1 0 )香港科技大学数字图书馆雏形 - 。 香港科技大学数字图书馆是一种服务主导型模式，订购了一万多种电子杂 志，参考咨询馆员将它们分类和按字母顺序组织；将大学的学位论文全文数字化、 历史档案和在香港刊登的有关信息数字化，供有关部门查询。 ( 1 i )台湾省数字图书馆计划f 5 3 1 】9 9 4 年，台湾省制定其“亚太智能信息服务中心”计划，投资额上百亿美 元，准备用6 年时间完成。“中央研究院”已完成二十五史、十三经、明 清奏折、法舰和台湾地方志数字化并建立全文检索系统。1 9 9 7 年，台湾交 通大学图书馆与e l s e v i e rs c i e n c e 等公司签订合作开发数字图书馆协议，引进 j 。一大批电子杂志、会议录和标准等，由此诞生台湾省第一个数字图书馆。 绪论 1 1 4 数字图书馆有待解决的问题 数字图书馆有待解决的问题主要有以下几方面：图书资源数字化；图书检索： 协同工作与交互；资源存储：搜索引擎及导航研究；安全与版权研究；数字图书 馆信息管理系统结构的研究。 其中图书检索、资源存储等问题是数字图书馆发展的必要条件，在这些方面 提高系统的性能就必须涉及到数据库的动态访问技术。目前常用的数据库动态访 问技术有以下几种。 1 c g l ( c o m m o ng a t ei n t e r f a c e ) 公共网关接口 这是一种基于w e b 服务器的外部程序接口标准。传统的基于w e b 的应用中， 是通过c g i 程序实现动态页面的。用户的请求传给w e b 服务器时，由w e b 服务器 通过h t m l 页面调用相应的c g i 脚本程序来访问后台数据库以响应和处理用户请 求，获取数据结果。由于几乎所有的h t t ps e r v e r 均支持c g i ，且c 、c + + 、p e r l 、 v b 、v c 等编程语言和工具均可以用于实现c g i 程序的编程故其通用性较强。 2 扩展服务器应用程序接口( w e bs e r v e ra p i ) 许多w e b 服务器内置了一套a p i ( a p p l j c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ) ， a p i 通过m i c r o s o f t 的o d b c 来访问后台数据库。数据库应用程序开发者可以通 过v c 的m f c 类库的o d b c 类或d a o 类，v b d e l p h i 集成开发工具的数据引擎 ( d a f a b a s ee n g i n e ) 来访问后台异构数据源。目前普遍采用的有基于w i n d o w sn t 平台的i i s 所支持的i s a p i 和n e t s c a p ec o m m e r c es e r v e r 提供的n s a p i 。但是 由于其与特定的服务器产品捆绑的特性，决定了w e bs e r v e ra p i 解决方案的可 移植性差，不能跨平台应用和编程的复杂性，难以适应异构平台数据源的存取。 3 o d b c 技术 o d b c ( o p e nd a t a b a s ec o n n e c t i v l7 l 、y ) 作为微软提出的通用的异构多数据源 存取的开放互联标准，提供了个c l i ( c a l ll e v e li n t e r f a c e ) 凋用级接口， 供数据库应用开发者实现可互联大多数关系型数据库的a i t 调用。o d b c 目前提 供的是3 2 位版本。多数o d b c 驱动均直接集成在商品化的d b m s 中或者由第三方 绪论 独立的驱动程序供应商提供。但是由于其缺乏兼容性和过分依赖和捆绑于微软的 丌发环境，移植性差也是其缺点。 4 基于a s p 和p h p 技术的动态数据库访问技术 a s p 使用a x t i v e x 组件技术来帮助a s p 完成服务器应用程序的功能。同时， a s p 采用在h t m l 代码中插入脚本以构成a s p 页面。在服务器接收到对驻留其上 的a s p 页面的请求后，将对页面的脚本代码采用边解释边执行的方式，然后通过 h t l p 方式将结果传回给客户端。高安全性，面向对象和良好的可扩展性是其优 点。其缺点是移植性差、执行效率的低下。 p h p 是另外一种可选的基于u n i x l i n u x 系统的跨平台的服务器端脚本运行 环境。它也是采用h t m l 的代码内嵌脚本语言。该种语言中混合了c 、j a v a 、p e r l 以及它自己独有的语法。同时p h p 也采用了与a s p 类似的边解释边执行内嵌的脚 本代码以访问后台数据库并与用户交互。p h p 公开源代码以支持不断加进来新的 东西。p h p 对几乎所有的数据库如o r a c l e 、m ss q ls e r v e r 、s y b a s e 、m y s q l 等， 均提供良好的支持。同时，p h p 提供众多的协议支持，如h t t p 、i m a p 、p o p 3 及 n n t p 等，使得p h p 在跨平台方面有很好的表现。但是p h p 没有j s p 和a s p 那样 有对内置组件的支持。使其与以，卜二种技术相比缺乏竞争力。 5 j s p s e r v l e t 和j d b c 技术 j s p 是由s u nm i c r o s y s t e m 公司开发的一种全新动态页面技术。j s p 技术 类似于a s p 和p h p ，也是在传统的h t m l 页面代码中利用h t m l 特定的扩展功能来 嵌入j s p 脚本代码( 通常为j a v a 语言) ，构成在服务器端( s e r v e r s i d e ) 的j s p 页面( 扩展名j s p ) 。但是其脚本的处理，摈弃了常用的解释执行方式，而是采 用一种全新的先对代码进行转换，编译，而后再执行的方式，可以大大提高运行 效率。而s e r v l e t 是为进一步提高j a v a 服务器端的开发能力而发展起来的一种 技术和标准。s e r v i e t 程序能响应各个不同的客户端，并且可以提供线程安全包 和同步机制。 s p 技术具有良好的跨平台使用件和与协议无关性，同时j s p 只是 在第一次被请求的时候才编译，后续请求将直接使用驻留在服务器端的经过编译 后的字节码( c l a s s ) ，其访问速度将会大大提高。特别地，划、于访问率非常高 而且短h 寸问又不会有什么改动的页面，j s p 将会有比a s p 速度f ：有较大的提高。 j s p s e r v i ，e t 与后台数据库的连接使用了j d b c 接口技术。j d b c 技术( j a v a d a l l a b a s ec 0 n n e c t i v i t y ) 是由j a v a s o f t 公司推出的独立于具体d b m s 的数据库 a p i 。j d b c 数据库接口技术为推动后台数据库访问技术的发展起到了有力的支 持，提供了独立于特定数据库系统而实现对异构平台多数据源的透明访问。 另外，如何保护数据不受非法用户的破坏，保证合法用户的权益也是数字图 书馆有待解决的问题之一，这就涉及到用户的身份认证问题。以下是目前几种常 见的身份认证技术。 1 用户名口令模式 浚模式要求用户输入自身的账号和口令，系统根据用户的输入信息判断用户 是否合法。 由于这种认证方式本身不加密，所以用户输入的口令很有可能在网上被截 取。另外，由于有许多用户采用了很容易被猜到的单词或短语作为密码，使得该 方法经常失效。所以，选择难以猜到的密码并经常更换密码是非常重要的。 2 数字签名 数字签名机制提供了一种鉴别方法，普遍用于银行、电子贸易等，以解决伪 造、抵赖、冒充、篡改等问题。 数字签名( 或称电子加密) 是公钥加密技术的一种应用，是一种利用密码技术 来验证发送者身份和消息完整性的手段。由于加密强度高，而且并不要求通信双 方事先要建立某种信任关系或共享某种秘密，因此十分适合用户在i n t e r n e t 上 使用。 3 指纹识别的技术 现代电子集成制造技术使得我们可以制造相当小的指纹图象读取设备，同时 在微机上可以进行两个指纹的比对运算。但是尽管指纹只是人体皮肤的一小部 分，但用于识别的数据量相当大，对这些数据进行比对也不是简单的相等与不相 等的问题，而是使用需要进行大量运算的模糊匹配算法。 4 硬件身份认证令牌 绪论 内置智能卡芯片的u s b 接口硬件身份认证令牌，由于其具有硬件级的安全存 储性能、超小便携的外形、和计算机之问直接连接的方便接口，被广泛用在企业 级访问控制解决方案、网上银行等应用方案中。因为需要硬件上的支持，系统的 成本将会增加。 1 2 课题的研究内容 1 2 1 课题的任务 根据前面剥数字图书馆的发展及有待解决的问题的讨论，可以看到要建立一 个数字图书系统首先要解决数据的存储及访问等问题。另外安全问题也不容忽 视。所以本课题研究的任务主要有以下两个方面。 1 人型数据库产品不仅可以作为数据存储的媒介，同时还具有很多强大的 功能。如何充分利用数据库本身的功能在数据存储、数据访问、数据修改时提高 应用系统的性能是本课题的任务之一。 2 如何通过简单易行的方法对用户的身份进行认证，保护数据不受非法用 户的破坏，保证合法用户的权益也是本课题的一个重要任务。 1 2 2 课题的结果 根据课题的研究任务，主要取得以下两方面的结果： 1 数字化媒介存储和管理系统 该子系统为读者提供馆藏书罔数据库的检索、阅读全文、图书借阅、图书归 还等图书馆业务活动。这一部分首先选用了具有完整的数据管理功能的o r a c l e 数据库，这些功能包括存储大量数据、定义和操纵数据、并发控制、安全性控制、 完整性控制、故障恢复、与高级语言( 如c ，j a v a 等) 接口等。然后利用j d b c 使1 a v a 应用程序可以充分利用o r a c l e 数据库的存储函数来完成对数据库的访问 和数据存取，提高系统的性能。 2 用户身份认证子系统 该子系统用以确定只有合法用户可以使用，以保证系统的安全性和可靠性。 这一部分使用了最常用的用户名口令模式的认证方案。考虑到本系统用于网络 环境，在服务器端和客户端之间的通信问题上使用了d i f f i e 一- h e l l m a n 密钥一致 协议( 指数密钥一致协议) 加密技术，以防止认证信息的泄露，保证系统的安全。 4 系统设计原理 第二章系统设计原理 第一章已经况明了本课题要完成的任务之是如何充分利用数据库本身的 功能在数据存储、数据访问、数据修改时提高应用系统的性能。为此本系统中， 在数据库的动态访问问题上使用j d b c 技术来实现系统与数据库的交互，并使用 o r a c l e 数据库存储函数提高对数据库访问的效率。下面将时论相关原理。 2 1 利用j d b c 与o r a c l e 数据库交互 2 1 1 j d b c 的工作原理 j d b c 是面向对象的，基于j a v a 的a p i ，用于完成数据库访问，旨在为j a v a 开发人员和数据库供应商提供可以遵守的共同标准。j d b c 类的方法中没有实现 代码。相反软件供应商，如o r a c l e ，在某种程度上提供了他们自己的j d b c 驱动 程序，来实现a p i 的接口和类，以及对其进行扩展。理论上，这意味着j d b c 层 把j a v a 程序员与正在使用的数据库系统的特定特性“隔绝起来”，即可以在不同 数据库之间移植，不必重新为每个具体的数据库重新创建j d b c 代码。 j d b c 体系结构以许多j a v a 接口和类的集合为基础，连接数据源，创建和执 行s q l 语句，以及在数据库中检索和修改数据。j d b c 的工作原理如图2 一l 所示： 2 1 2 j d b c 驱动程序 囤2 - 1j d b c 工作原理 系统设计原理 1 驱动程序类型 数据库通常拥有供客户和数据库之问的通信所使用的专用网络协议。每个 j d b c 驱动程序都有与特定的数据库连接和相互作用所要求的代码。这些代码是 数据库相关的，且数据库供应商，如o r a c l e ，通常提供这些j d b c 驱动程序。表 2 - 1 列出了基本的驱动程序类型。 表2 1 驱动程序类型 驱动程序类型说明 第一种类型提供对j d b c 和o d b c 之间数据库连接的访问。要求在客户机上 安装和配置附加的软件，如o d b c 驱动程序和数据库的支持。 例如，s u nj d b c o d b cb r i d g ed r i v e r ，它允许j a v a 程序通过 使用o d b c 访问数据库。 第二种类型从j a v a 完成对数据库访问a p i 的本机调用，这些a p i 内置于 其他语言，如c 或c + + 。例如o r a c eo c i 。 第三种类型把j d b c 调用转换为独立于d b m s 的网络协议，随后由网络服务 器中间件把协议转换为d b m s 协议。例如，o r a c l e 提供了o r a c l e c o n n e c t i o nm a n a g e r ( o c m ) ，它中间件产品，可通过该产品把 瘦驱动程序重定向到o r a c l e 数据库。 第四种类型1 0 0 的纯j a v a 驱动程序。使用标准的j a v a 套接字建立与数据 库的直接通信。所使用的网络协议取决于数据库供应商，它们 不要求任何客户端软件，也不完成对c 或c + + 库的任何本机调 用。平台之间可移植。例如，o r a c l e 瘦驱动程序。 2 o r a c l ej d b c 驱动程序 o r a c l e 提供了四种j d b c 驱动程序。所有的o r a c l e 驱动程序提供本质上相 同的功能。它们都支持j d b c1 2 2 标准和对j d b c2 0 的扩充，具有相同的a