（计算机系统结构专业论文）数字图书馆的移动访问及版权管理研究.pdf

摘要 浙江人学硕卜学位论文 摘要 二十世纪九十年代以来，随着数码影像、录音和数字扫描仪等技术的匕速发 展以及全球范围互联网的建设和普及，数字图书馆正成为计算机科学界和情报学 界的研究热点。数字图书馆采用w e b 技术对外提供服务，用户可通过任何一台 接入互联网的计算机进行访问。然而，由于计算机不宜随身携带而且启动时间长， 这限制了旅途中或者会议中的用户对数字图书馆的访问。为解决这一问题，人们 提出了p d a 技术和无线网络技术，p d a 通过无线网络就可以访问互联网的w e b 页面。然而数字图书馆中除了包含一般w e b 网页的内容外，还有一些特殊格式 的内容，这使得p d a 在访问数字图书馆时产生了访问一般w e b 网页所未曾遇到 过的问题。这一问题严重阻碍了数字图书馆技术的应用和推广。因此，本文将研 究数字图书馆的移动访问。同时，移动访问给本来就存在版权管理问题的数字图 书馆带来了新的问题，因为移动访问“随时随地”都可以进行的特性同时也给“随 时随地”复制和传播数字内容提供了条件，这严重危害了数字图书馆和用户的利 益。冈此，本文同时将研究数字图书馆针对p d a 用户的版权管理技术。本文的 主要t 作包括： 在第1 章，介绍了本文的研究背景、研究现状、本文的工作概述和组织结构： 在第2 章，概览了当前解决p d a 访问互联网w e b 页面的方法，以及当前数 字版权管理中采用的主流技术； 在第3 章，提出了一种全新的解决p d a 与数字图书馆交互的方法，其主要 思想是：引入代理服务器，用来验证用户请求，转发请求到数字图书馆服务器， 并把从数字图书馆服务器接收到的h t m l 文档经过解析处理后发送给用户； 在第4 章，设计了一个解决数字图书馆针对p d a 闱户的版权管理系统，其 主要思想是：数字内容在发送给用户之前对其进行加密，许可证服务器把与用户 硬件信息绑定的许可证发放给合法用户，用户得到包含数字内容解密密钥的许可 证后开始使用数字内容； 在第5 章，对本文进行总结，并对未来的1 二作进行_ ，展望。 关键字：个人数字助理，数字图书馆，移动访问，代理服务器，数字版权管 理，硬件信息绑定，数字许可证 ! ! ! ! ! 型 塑翌查兰堡主兰些堡兰 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fd i g i t a la n dn e t w o r kt e c h n o l o g ys i n c e1 9 9 0 s ，d i g i t a ll i b r a r yi s b e c o m i n gah o tr e s e a r c hf i e l di f lc o m p u t e rs c i e n c ea n di n f o r m a t i o nr e t r i e v a ld i g i t a ll i b r a r ym a k e s u s eo f w e bt os e r v et h er i s e nu s e r sc a na c c e s st h ed i g i t a ll i b r a r yw i t hc o m p u t e r sc o n n e c t e dt ot h e i n t e r n e t h o w e v e r , c o m p u t e ri st o oh e a v yt ot a k ew i t ha n dt a k e sal o n gb o o t i n gt i m e ，s oo n ec a n t e a s i l ya c c e s st h ed i g i t a ll i b r a r yw i t hac o m p u t e rw h e nh e s h ei st r a v e l i n go ri nt h ec o n f e r e n c e t o s o l v et h i sp r o b l e m ，p e r s o n a ld i g i t a la s s i s t a n t ( p d a ) a n dw i r e l e s sn e t w o r kt e c h n o l o g ya r ep r o p o s e d u s e r sc a nu s ep d a st oa c c e s st h ei n t e r n e tt h r o u g hw i r e l e s sn e t w o r k 。a l t h o u 【g ht h ed i g i t a ll i b r a r y s h a r e st h es a m ep r o b l e m sw i t ht h eg e n e r a lw e b s i t e s ，i th a si t so w ns p e c i a lf e a t u r e s w h e na c c e s s i n g t h ed i g i t a ll i b r a r yw i t hap d a ，n e wp r o b l e m sw i l lo c c u rw h i c hb l o c kt h ea p p l i c a t i o na n dp o p u l a r i t y o ft h ed i g i t a ll i b r a r y t h e r e f o r e i | lt h i st h e s i sw e 1 1l o o ki n t ot h ed i g i t a ll i b r a r y am o b i l ea c c e s s m e a n w h i l e ，m o b i l ea c c e s sb r i n g sp r o b l e m st ot h ed i g i t a ll i b r a r y i tw i l lc o m p l i c a t et h er i g h t s m a n a g e m e n to fd i g i t a ll i b r a r y b e c a u s em o b i l ea c c e s sm e a n sy o uc a nc o p ya n dt r a n s f e rad i g i t a l o b j e c ta n y w h e r ea n da n yt i m e t h i sw i l ld oh a r mt ot h ea u t h o ro f d i g i t a ll i b r a r y t h e r e f o r e , w e l l a l s od e a lw i t ht h er i g h t sm a n a g e m e n to f t h ed i g i t a ll i b r a r y t h et h e s i si so r g a n i z e da sf o l l o w s ： i nt h ef i r s tc h a p t e r w ei n t r o d u c et h eb a c k g r o u n da n dm o t i v a t i o no f t h i st h e s i s ，t h es t a t eo f t h ea r t o f m o b i l ea c c e s sa n dt h er i g h t sm a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , a n dt h eb r i e f d e s c r i p t i o no f t h i sw o r k i nt h es e c o n dc h a p t e r , as u r v e yo fi n t a m e t sm o b i l ea c c e s sa n dr i g h t sm a n a g e m e n ti sm a d e i nt h et h i r dc h a p t e r ，an o v e la p p r o a c ht oi n t e r a c tw i t ht h ed i g i t a ll i b r a r yu s i n gp d a s i sp r o p o s e d t h em a i ni d e ai st or s ea 1 1a g e n ts e r v e lt h ea g e n ts e r v e ri su s e dt oa c c e p tu s e r s r e q u e s t s f o r w a r d t h ev a l i do r e st ot h ed i g i t a ll i b r a r ys e r v e r , p r o c e s st h er e c e i v e dh t m lf i l e sf r o mt h ed i g i t a ll i b r a r y s e r v e ra n dt h e ns e n dt h e mt ot h eu s e r s i nt h ef o u r t hc h a p t e r ，a p p r o a c ht os o l v et h er i g h t sm a n a g e m e n tp r o b l e mc a u s e db yp d a a c c e s s i sd e s c r i b e d t h em a i ni d e ai st oe n c r y p td i g i t a lc o n t e n t sb e f o r es e n d i n gt h e mt ot h eu s e r s l i c e n s e s e r v e rg e n e r a t e sal i c e n s ew h i c hi sb o u n dw i t ht h eu s e r sh a r d w a r ec o n f i g t t r a t i o n t h eu s e rm a k e s u s eo f t h ed i g i t a lc o n t e n ta f t e rg e t t i n gt h el i c e n s ew h i d ai n c l u d e st h ed e c r y p t i o nk e y ， i nt h ef i f t hc h a p t e r , w ec o n c l u d et h ew o r ka n dd i s c u s st h ef u t u r ew o r k k e yw o r d s ：p d a ，d i g i t a ll i b r a r y , m o b i l ea c c e s s ，a g e n ts e r v e ld i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ，d r m ， h a r d w a r ec o n f i g u r a t i o nb i n d i n g ，d i g i t a ll i c e n s e l i 第1 章概述 浙江大学硕十学位论文 1 1 研究背景 第1 章概述 近年来，数码照相机( d i g i t a lc a m e r a ，简称d c ) 、数码摄像机( d i g i t a lv i d e o ， 简称d v ) 、数码录音笔等数码技术的突飞猛进以及数字扫描仪技术的发展和普 及极大地丰富了数字化信息的来源。虽然d c 从1 9 9 5 年才开始投入市场，但在 这短短的1 0 多年时间里经历了飞速的发展，c c d 的象素不断增加( 从一开始的 3 0 万象素到2 0 0 5 年的8 0 0 万甚至上千万象素) 、体积越来越小巧、使用越来越 方便、而且价格也越来越平民化，d c 已经像普通家电一样普及，致使目前部分 厂家已经退出传统相机的生产领域而专著于数码相机的生产。同时，d v 技术也 经历了几次更新换代，从1 9 9 5 年7 月2 4 日索尼公司公布了第一一部d c r v x l 0 0 0 数码摄像机以来，经历了磁带数码摄像机，d v d 数码摄像机以及硬盘数码摄像 机，存储越来越大，象素和分辨率越来越高，表1 1 为来自2 0 0 5 年赛迪顺问的 报告 i ，可以看出从2 0 0 2 年到2 0 0 5 年我国的d v 市场部保持了快速的增长， 销售量从2 0 0 2 年的1 8 7 万台到2 0 0 5 年的1 0 2 6 万台，预计在2 0 0 6 年，我国d v 的销售额将达到1 0 0 亿元，销售量可达3 2 7 万台，销售增长率为2 8 7 。几年前， 数码录音笔出现了，最杏u 对数码录音笔的了解是电视里记者们并没有高举我们熟 悉的体积庞大的老式采访机，而是一个类似于笔的东话数码录音笔。它最明 显的优势是其便携性与录音效果，很多学术会议、学术交流已经开始采用数码录 音笔进行记录。而且随着价格的降低，有的学生在课堂上使用录音笔来做笔记。 近儿年扫描仪也取得了长足的发展，光学分辨率的不断提高，色位的增加，扫描 元件的巨大进步，通过扫描技术可以实现纸质内容的数字化，而且日前扫描仪的 配置软件功能也越来越多、越来越强，町以通过光学字符识别( o p t i c a lc h a r a c t e r r e c o g n i t i o n ，简称o c r ) 技术生成文本，通过矢量化软件生成图形。d c 、d v 、 数码录音笔及数字扫描仪这些产品的普及和使用，产生出大量的图像、视频、音 频、文本等数字信息。同时，近几十年通信技术也发生了变革，有线和无线网络 的发展加速了这些数字内容的复制和传播，人类正前所未有地置身丁数字信息的 海洋中。 第1 章概述 浙江人学硕士学位论文 表112 0 0 2 2 0 0 5 年中国数码摄像机市场规模及增长率 年份销量( 万台)销量增长率销售额( 亿元) 销售额增长率 2 0 0 21 8 71 3 9 4 2 0 0 3 4 1 7 1 2 30 2 3 5 5 6 8 9 2 0 0 4 8 0 19 2 1 3 9 1 26 6 1 2 0 0 51 0 2 ，62 8 1 4 5 ，3 41 59 作为人类精神财富和文化遗产的重要汇集场所图转馆也正前所未有地受到 数字化浪潮的冲击。随着计算机在图书馆中的应用以及存储技术、数据库技术、 多媒体检索技术及网络技术的发展，图书馆的构成要素、馆藏内容、t 作方式肃1 服务手段等都发生了很大的变化，传统图书馆正向数字化、网络化、虚拟化【2 】 的方向发展，数字图书馆成为近几年来国内外研究和建设的热点。数字图书馆【3 利用最新的计算机技术、通信技术对数字内容进行合理地组织、管理，以对外提 供服务。数字图书馆的信息来源主要有两种途径：一是图书馆馆藏内容的数字化 4 】。通过高精度扫描仪的扫描，它们变成了数字图像，然后经由o c r 软件转换 成文本，以方便存储、检索。二是新类型数字内容的产生。通过d c 、d v 、数码 录音笔和数字扫描仪产生了大量的图像、视频、音频、文本资料。同时互联网的 发展和普及使图书馆可以利用w e b 方式向广大读者服务【5 】，读者可以通过接入 互联网的计算机来访问图书馆网站上的各种文献、电子书、数据库等来进行文献 检索和阅读。 数字图书馆通过w e b 技术使用户在计算机前面就可以访问其内容，但是当 用户正在旅行，正在开商务会议，或者正在交谈而不便被打扰时，通过计算机访 问数字图书馆来查找所需的信息就变得不方便了，冈为计算机太重而不方便携带 或者启动时间太长【6 】，这限制了用户对数字图书馆的访问。目前出现了多种类 型即开即用的便携式手持设备，这些设备通过无线网络即可访问互联网，如个人 数字助理( p e r s o n a ld i g i t a l a s s i s t a n t ，简称p d a ) 、智能手机等。这些设备一般都 具有计算机的部分功能，体积小、重量轻、携j 符方便、但显示屏分辨率也小，一 般在3 2 0 2 4 0 刘4 8 0 3 2 0 ，而为计算机设计的网页大小在8 0 0 x 6 0 0 到1 0 2 4 7 6 8 ，圉此在p d a 上一次，、l i 。e 显示这些网页的一部分，不得不使用垂直和水平滚 动条来查看网页的其他内容，这样的操作既烦人，又费时，而且用户对网页也没 有整体上的把握f 7 】。因此要实现数字图书馆的移动访问必须首先解决数字图书 第1 章概述浙江大学硕十学位论文 馆页面在p d a 上的显示问题。 通过数字图书馆的移动访问接口，用户可以“随时随地”地访问数字内容， 但也引起非法复制和传播等行为可以“随时随地”都发生。众所周知，盗版的危 害及其严重，盗版的猖獗不仅导致内容提供者和运营者利益受损，从而可能导致 个人或者机构不再愿意提供数字化信息；而且盗版内容错误卣出，使读者获得错 误的信息从而产生极坏的影响【8 】。因此，版权管理是数字图书馆发展的一个重 要问题，能否妥当解决，直接影响到高质量的学术作品在网络上传输使用，也关 系到数字图书馆的高层次服务和健康有序的发展。 1 2 研究现状 普通w e b 网页的移动访问方面已经有较为成功的研究结果。一种流行的方 法是对w e b 内容生成摘要，例如a f r t a h m a n 9 等，主要思想是对w e b 页内容 生成多级摘要。最高级的足整页的摘要，用图标表示，当用户点击这些图标时， 图标所表示的详细网页信息将被展丌。c h e n g y u a n p e n g 和p e t r i v u o r i m a a 1 0 按照 归一化的思想把神经科学中的统计方法和粗糙编码算法结合起来缩短长的文本 句子。这种方法能从原文本中自动抽取出关键信息，并尽量保证抽取出来的内容 在语义上接近原来的内容。另外一种解决互联网移动访问的方法是对h t m l 元 素做变形，就像r u iz h a n g 1l 】、w a i t e r s 1 2 等，实现了对文本，表单，表格的变 形。例如，对表格来说，首先把它从h t m l 格式转化为x m l 格式，接下来x m l 文件按照表格的标签和属性被解析成哈稀表数据结构。最后根据这些表格的标签 和属性生成新的适合p d a 显示的网页。a g a d d a h 等人f 1 3 1 提出了一种动态转换 系统，该系统把内嵌的图像进行转换，使其适合移动客户湍显示。主要思想就是 在通用的w w w 服务器和客户端设备之间放一个转换编码的代理服务器。也有 一些研究人员把h t m l 页面切割成若于块以方便浏览，使每一块尽量适合移动 设备的屏幕。y uc h e n 1 4 和他微软研究院的同事们提出了一种网页适应性技术， 主要思想是分析网页结构并把其划分成小块，这些小块在逻辑e 相关，而且适合 移动设备的屏幕。这些网页就可以使用母子级表示法，在最高级，它提供了全局 浏览图和一系列子页的索引，在最低级是详细信息。数字图书馆作为一种专业型 的网站，包括的主要内容与普通网站不同，主要电子书籍，音频、视频等多媒体 第1 章概述 浙江大学硕士学位论文 内容，涉及到的格式多样，内容庞杂，而普通网页以文本和图像为主。所以，除 了像处理一般的网页那样，还要特别考虑这些特有的信息资源。 数字图书馆的移动访问为版权保护提出了新的问题，这是由r 移动访问可以 “随时随地”进行的同时为“随时随地”的复制和传播提供了条件，必须有一种 特殊的技术来解决这个问题，这就是数字版权管理( d i g i t a lr i g h t sm a n a g e m e n t ， 简称d r m ) 。d r m 从提出到现在，基本上经历了两个阶段 1 5 】：第一个阶段， d r m 技术主要致力于解决非法复制的问题，即对文件进行加密，限制非法发行、 传递。这一阶段的d r m 技术己经相当丰富了，涉及数字内容的描述、区别、交 易、保护、监视、跟踪等等，但它仅仅还是d r m 系统的一个方面；第二阶段包 括了从权利描述到内容辨识、安全交易、监视和跟踪有形与无形资产的权利的使 用状况，甚至还将版权持有人的关系囊括了进来 1 6 1 。这一阶段的d r m 实际上 包括了各种权利，而非仅仅数字内容许可。d r m 应用的领域主要在流媒体和电 子出版物上。微软公司的w m r m ( w i n d o w s m e d i a r i g h t s m a n a g e r ) 17 1 ，是一 个端到端的多媒体文件流通d r m 系统，大型在线音乐服务公司p r e s s p l a y 就采 用了这种技术。i b m 公司的e m m s ( e l e c t r o n i c m e d i a m a n a g e m e n ts y s t e m ) 1 8 ， 计划支持数字内容的各种格式产品的准备与安全流通，e m m s 日前大部分用丁 日本在线音乐的流通，在移动通信内容流通领域i b m 与s o n y 紧密合作，日本最 有名的移动通信运营商d o c o m o 的移动音乐服务就采用了e m m s 。还有a d o b e 【1 9 公司的p d fm e r c h a n t 和w e bb u y ，可对数字化出版物设定访问权限和加密 钥匙，并确认购买者的购买行为。a d o b ec o n t e n ts e r v e r 可直接从出版茼或销售 商的w e b 站点对p d f 格式的数字化内容进行包装、保护、发行和销售。采用 a d o b ec o n t e n ts e r v e r 加密的数字化出版物原则上只允许在购买时执行下载的设 备上阅读，但用户也可以借出或者转让所购买的数字化出版物，但不能同时在多 台设备上阅读，另外，还可以限制出舨物的打印、指定阅读时间范同等。2 0 0 0 年4 月2 6 日，方正a p a b i 系统正式发布 2 0 i ，该解决方案把电子书的出版发行 流程还原为纸质书的出版发行流程，通过方正a p a b i 产品，出版社可以很方便地 制作和出版电子书，并且保护作者及出版社的版权；网上书店很容易建立网上电 予扮错售系统；读者可以通过网上电子书店买书、在本地机器e 阅读电子书，但 购买的电子书只能通过授权传播；读者也可以在数字图书馆借书、还书。从上面 第1 章概述 浙江大学硕十学位论文 的介绍中可以看出，月前的d r m 系统都专著丁某一种类型的媒体，而数字图书 馆则包含了上述全部类型的媒体，所以版权管理问题也更加复杂，而且上述的系 统中没有针对p d a 等移动设备的解决方案，这为我们数字图书馆的移动访问提 出了版权管理方面的挑战。 1 3 本文的主要工作 本文采用代理服务器的方法，解决了数字图书馆的移动访问问题。采用的关 键技术是h t m l 文档的解析和处理，主要解决两个问题：一是去除h t m l 文档 中冗余的内容，但保留的内容仍然能忠实的反应原内容；二是调整h t m l 文档 的结构，以使去掉水平滚动条，只保留垂直滚动条来方便浏览。 同时本文采用基于加密认证的版权管理方法设计丁一个针对p d a 用户的数 字图书馆版权管理系统。用户通过网络或其他渠道获得的数字内容都是加密的， 必须拥有数字许可证才可以使用这些内容。使用这些内容必须遵循以下的步骤： 用户与版权管理中心交涉取得使用权限( 这可能时免费申请，也可能需要付费) ， 版权管理中心会给用户一个可以唯一标识用户身份的凭证( 比如用户名) ，通过 这个标识用户向许可证生成器获取许可证，而且许可证是与用户p d a 的硬件信 息绑定的，这样保证非法复制的内容由于没有许可证而并不能使用，达到了数字 图书馆版权保护的目的。 1 4 本文的组织 第1 章，介绍了本文的研究背景、国内外研究现状、本文的主要 ：作概述及 本文的组织。 第2 章，综述了目自口解决p d a 访问互联网w e b 页面的方法和版权管理用到 的主流技术。 第3 章，提出_ 一种全新的解决p d a 与数字图书馆交互的方法，关键技术 是h t m l 文档的解析和处理，采用的是代理服务器机制。处理流程如f ：首先， 代理服务器验证p d a 用户的h t l 、p 请求；第二，代理服务器把有效的请求通过 一种特定的协议转发到数字图书馆服务器；第三，数字图书馆服务器响应请求， 并把结果发送给代理服务器，丽代理服务器对收到的内容进行重组并转发给 第1 章概述 浙江大学硕士学位论文 p d a 。内容重组包括两个方面：一是去掉冗余的内容，比如商业j 、告。二足把二 维滚动条降为一维。 第4 章，提出了一个解决p d a 用户的数字图书馆的版权管理系统。关键技 术是数字内容的加密封装、用户身份认证、许可证与硬件信息绑定等技术。处理 流程为：首先，数字加密封装模块对数字内容进行处理，发布加密后的数字内容 给用户，把数字内容的解密密钥发送给许可证服务器；其次，版权控制器和许可 证服务器交换用户识别信息、硬件信息、随机化参数等，以使合法用户状得许可 证；最后，合法用户获得许可证后即可使用数字内容。 第5 章，给出了本文的总结、未来的1 二作和展望。 6 蒴2 章数字幽书馆的移动访问及版权管理综述 浙江_ 学硕士学位埝立 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 2 1 数字图书馆的移动访问 目前的移动终端宵= 类 2 1 ：笔记本电腑、移动电请和p d a ，它们都可以通 过无线技术接入互联网。笔记本电脑的性能好、屏幕大，访问数宁图书馆时与使 用台式机的情况相同。目前的移动电话处理器性能差、屏幕小、g s m 网络通信 速度较低以及收费问题，用其实现数字图书馆的移动访问的时机还不成熟。因此， 本文实现移动访问的设备指得是性能和显示屏幕介丁笔记本电脑与移动电话之 间的p d a 。 2 1 1p d a 特性及i n t e r n e t 的接入 p d a 足用来辅助个人工作的数字工具，拥有计算、电话、传真和网络等多 种功能。按功能划分p d a 可细分为电子词典、掌上电脑、手持电脑和个人通 讯助理网大类。后两者由于技术和市场的发展，已经慢慢融合在一起了。p d a 的低端产品包括电子记事本、电了辞| i ，这类产品通常只其备上面提到的基本功 能或足其中的几种，一般没有操作系统或是非常简单的操f 1 系统，存储能力小， 处理器速度慢，h 能够完成一些简单的商务麻用和计算处理功能。它们的特点是： 应用程序足预装的而且是固化在负责计算和存储的芯片茸l ，其功能的多少取决于 出厂时的设定，其软件和戊用的升级只能用不断推出新型号来实现。高端p d a 主要分为两类：掌上电脑和手持电脑。两者的主要区别是尺、j 、显示屏幕和数据 输入方式。与于持电脑相比，掌上电脑更小更轻，完全依赖于触摸屏技术进行输 入，而手持电脑采用键盘输入，体积略大。我们h 常所称的p d a 一般指掌上电 脑，它几乎集合了 般家用电脑的所有功能：具备高速的c p lj ：大容量内存； 全彩的液晶显示屏幕：笔触式输入。掌上电脑最大的特 就是它们有其自身的操 作系统，一般都是同化在r o m 中的，目前其操作系统类型主耍肯p a l r ：t l 公司的 p a l m o s l 2 2 1 ，微软改良w i n d o w c e 后的p o c k e t p c 2 3 1 。欧洲当前十分流行p s i o n 的e p o c 以及开放源代码的l i n u x 。p a l m o s 是所有p d a 操作系统巾发展最早的， 在研发之| i r j 受到硬件的限制，因此在整体的设讨理念上以简单、实_ 日；| 为出发点， 在研发之初受到硬件的限制，冈此在整体的设计理念上以简单、实用为出发点， 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 浙江大学颁士学位论文 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 2 1 数字图书馆的移动访问 目前的移动终端有三类 2 l 】：笔记本电脑、移动电活和p d a ，它们都可以通 过无线技术接入互联网。笔记本电脑的性能好、屏幕大，访问数字图书馆时与使 用台式机的情况相同。目前的移动电话处理器性能差、屏幕小、g s m 网络通信 速度较低以及收费问题，用其实现数字图书馆的移动访问的时机还不成熟。因此， 本文实现移动访问的设备指得是性能和显示屏幕介于笔记本电脑与移动电话之 间的p d a 。 2 1 1p d a 特性及i n t e r n e t 的接入 p d a 足用来辅助个人 二作的数字工具，拥有计算、电话、传真和网络等多 种功能。按功能划分。p d a 可细分为电子词典、掌上电脑、手持电脑和个人通 讯助理四大类。后两者由于技术和市场的发展，已经慢慢融合在一起了。p d a 的低端产品包括电子记事本、电子辞典，这类产品通常只具备上面提到的基本功 能或足其中的几种，一般没有操作系统或足非常简单的操作系统，存储能力小， 处理器速度慢，只能够完成一些简单的商务应用和计算处理功能。它们的特点是： 应用程序足预装的而且是固化在负责计算和存储的芯片q ! ，其功能的多少取决于 出厂时的设定，其软件和应用的升级只能用不断推出新型号来实现。高端p d a 主要分为两类：掌上电脑和手持电脑。两者的主要区别是尺、j 、显示屏幕和数据 输入方式。与手持电脑相比，掌上电脑更小更轻，完全依赖于触摸屏技术进行输 入，而手持电脑采用键盘输入，体积略大。我们日常所称的p d a 一般指掌上电 脑，它几乎集合了一般家用电脑的所有功能：具备高速的c p u ；大容量内存； 全彩的液晶显示屏幕；笔触式输入。掌上电脑最大的特点就是它们有其自身的操 作系统，一般都是同化在r o m 中的，目前其操作系统类型主要有p a l m 公司的 p a l m o s 2 2 ，微软改良w i n d o w c e 后的p o c k e t p c i 2 3 1 。欧洲当前十分流行p s i o n 的e p o c 以及开放源代码的l i n u x 。p a l m o s 是所有p d a 操作系统中发展最早的， 在研发之别受到硬件的限制，因此在整体的设计理念上以简单、实用为出发点， 第2 章数字i 茎| 书馆的移动访问及版权管理综述 浙江大学硕士学位论文 目标是获得功能与使用经验值的平衡，因为p d a 是随身查询的信息处理器，因 此简单的使用成为使用经验值的重要依据，同时满足最高的使用经验值并具备最 实用的功能成为p a l m o s 的特色。微软在9 8 年推出的w i n d o w s c e 就是专为p d a 产品设计的操作系统，w i n d o w sc e 是桌上型w i n d o w s 操作系统的缩小版本，在 资料的传输上可拥有与现有计算机绝对的兼容性，并拥有简易版的o f f i c ew o r d 、 e x c e l 以及i n t e m e te x p l o r e r 等软件，在p c 上的使用习惯顺利地延续到w i n d o w s c e 上，将w i n d o w s 操作系统的优点传承下来。e p o c 是p s i o ns o f t w a r e 推出的 操作系统，专门用于移动计算设备。e p o c 是w i n d o w sc e 和p a l mo s 强有力的 竞争对手。目前支持e p o c 的主要有爱立信，摩托罗拉，诺基亚，松f 和p s i o n 。 这些公司共同组建了s y m b i a n 2 4 1 公司，专门致力于e p o c 的发展。除了上述特 点外，p d a 还支持无线局域网协议8 0 2 1 1 2 5 1 。该协议是i e e e 8 0 2t 作组经过了 7 年的工作以后，于1 9 9 7 年发布的，这是在无线局域网领域内的第一个国际卜 被认可的协议。1 9 9 9 年9 月，i e e e s 0 2 工作组义提出了8 0 2 1l b “h i 【g hr a t e ”协 议，用来对8 0 2 1 1 协议进行补充，8 0 2 11 b 在8 0 2 1 1 的1 m b p s 和2 m b p s 速率下 又增加了5 5 m b p s 和1 i m b p s 两个新的网络吞吐率，后来义演进到8 0 2 1 l g 的 5 4 m b p s ，直到现在8 0 2 1 i n 的1 0 8 m b p s 。利用8 0 2 1 1 协议，移动用户能够获得 同e t h e m e t 一样的性能、网络吞吐率、可用性。和其他i e e e8 0 2 标准群，8 0 2 1 1 协议主要工作在i s o 协议的最低两层上，也就是物理层和数字链路层。任何局 域网的应用程序、网络操作系统或者像t c p i p 、n o v e l ln e t w a r e 都能够在8 0 2 1 1 协议上兼容运行，就像他们运行在e t h e r n e t 上一样。8 0 2 11 定义了两种类型的设 备：一种是无线站，这可以是拥有8 0 2 11 无线网卡的p c 、笔记本电脑，或者是 一些嵌入式设备( 例如8 0 2 1 i 的p d a ) ；另一个是无线接入点( a c c e s s p o k e r 简 称a p ) ，a p 相当丁- 一个无线的交换机，提供无线信号发射的功能，它的_ 作原 理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过a p 的编译，将电信号转换成为无线 电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、 不同范刚的网络覆盖，一般无线a p 的最大覆盖距离可达3 0 0 米。一个无线接入 点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口( 8 0 2 3 接口) 构成。接入点就 像是无线网络的一个无线基站，将多个无线站汇聚到有线嘲络上。由上述8 0 2 1 1 定义的两种设备无线站( 这里用的是p d a ) 和无线接入点a p 就可组成无线 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 浙江人学硕士学位论文 网络。图2 1 给出了p d a 通过a p 接入i n t e m e t 的示意图。 图2 1p d a 访问i r l t e m e t 网络示意图 2 1 2p d a 对数字图书馆的访问及存在的问题 p d a 数字图书馆利用先进的数字化技术、计算机和互联网技术，将分散丁不同载 体、不同地理位置的信息资源进行组织、管理，为用户提供内容丰富、多种格式 媒体的数字化信息服务。数字图书馆的含义很广，它不是简单的互联网上的图书 馆土页，而足一整套面向对象的、分布式的、与平台无关的数字化资源的集合。 就某个单个的数字图书馆而言，不可能也没有必要靠自己去收录所有的信息，为 了满足用户对信息的需求，势必要从其它数字图书馆或信息源返回查询结果，但 足由于各数字图书馆的软、硬件平台不尽相同，那么这种检索很可能是异构数据 库之问甚至是跨平台的检索，这就给实现带来了很大的困难，从而大大降低了信 息共享的效率。虽然组件技术、c o r b r a 和d c o m 等技术在定程度上缓解了 这种难度，但其效果往往不甚令人满意，而w e b 服务技术正是针对这1 问题的 最佳解决方案。作为i n t e m e t 上的一个重要应用环球信息网( w o r l dw i d e w e b ，简称w w w ) ，提供了i n t e m e t 的多媒体信息查询，是i n t e m e t 上最为流行 的信息传播和服务模式。该服务利用超文本( h y p e r t e x t ) 、超媒体( h y p e r m e d i a ) 等技术，允许用户通过浏览器( 如微软的i e ) 检索远地讣算机上的文本、图形、 音频以及视频文件。使用w e b 服务技术构造的数字图书馆具有更加强大的优势 9 隔划吼除埘 黑叫a舯 一 舀一 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 浙江大学硕十学位论文 和功能：第一，各种类型的应用程序可以在任何时候、任何地点通过i n t e m e t 对 其进行方便的调用，使资源得到最大的利用。第二，使 jw e b 服务技术的数字 图书馆系统能够与其他应用程序方便地集成在一起，能够最大限度地利用己有资 源，减少代码的重复编写。第三，由于w e b 服务技术使用的足通用的语言、传 输协议、标准等，所以使基于它开发的数字图书馆之间真正摒弃平台差异和实现 差异，依靠预先达成的一致的w e b 服务规范，完成无缝的系统对话。 用户通过浏览器就可以访问w e b 页面，而目前p d a 都具备i n t e m e t 浏览功 能，所以p d a 像p c ，笔记本电脑一样可以直接打开并浏览w e b 页面。但由于 p d a 的显示屏幕限制以及无线带宽窄及不稳定的特性，导致p d a 访问w e b 时出 现了一些问题，最主要有两点：第一，由丁p d a 的分辨率一般为3 2 0 2 4 0 到 3 2 0 4 8 0 ，而目前的网页是针对大屏幕显示器开发设计的，规格一般为8 0 0 6 0 0 到1 0 2 4 7 6 8 ，所以p d a 只能显示网页的一部分，其余部分要通过使用水平和 垂直滚动条来查看。图2 2 给出p d a 直接访问数字图书馆服务器的图”，可以 看到浏览器上有两个滚动条，通过垂直和水平滚动条操作既烦人，义费时，而且 对网页没有一个全局上的了解【2 6 】：第二，由t 无线网络带宽窄而且不稳定，容 易受到障碍物等客观因素的影响，因此对p d a 能接收的内容大小有限制，内容 太大会引起延迟时间长，导致访问不成功或者影响访问效果。 图2 2p d a 访问数字图书馆网站 1 0 第2 章数字图书馆的移动访问及版权管理综述 浙江大学硼士学位论文 针对上述第一类网页显示问题目前有两种方法：一种是针对p d a 的特性而 设计的网站；另外一种是采用浏览器技术对网页内容进行特殊的解析和排版或者 采用代理服务器机制对原始网页内容处理再转发给用户。第一种方法是最简单最 直接的想法，该方法事先根据p d a 的特性，比如屏幕大小、分辨率、显示方式、 支持的文件格式等特制。设计中尽量使网站简单，大多使用文本和小的图片，同 时避免比较复杂的格式如框架、表单等。常见的针对p d a 的网站有掌上模拟站 h t t p ：w w w p e n g j o h n c o r n p d a ，百度p d a 版h t t p ：p d a b a i d u c o r n ，g o o g l e 掌上版 h t t p ：w w w g o o g l e c o r n p a l m ，网易p d a 版h t t p ：p d a 16 3 c o r n ，雅虎p d a h t t p ：c n p d a y a h o o c o m 。图2 3 给出了网易的p d a 版本。可以看出，网页的风格 与传统网页截然不同。这种方法虽然显示效果好，但也有它致命的缺点，那就是 用户不得不同时维护两个网站，人力、物力都足巨大的浪费，而且随着p d a 硬 件技术的发展，在p d a 上能够显示的内容会越来越丰富，因此，对大部分网站 来说额外维护一个p d a 版本的网站不是一个好的选择。第二种方法对喙始网页 进行调整，不需要额外的维护成本，目前这方面也有很多比较成熟的研究成果， 2 1 3 将介绍日前已经存在的解决办法。针对第二类网络传输问题，由_ 占用带 宽的主要是图片，日前的方法土要是通过减小图片大小或者不传输图片来解决， 本文提出了对图像进行分类，按照不同类型采取不同的处理方法来实现。具体见 3 41 。 图23 网易网站的p d a 版本 1 1 第2 章数字图甘馆的移动访问及版权管理综述 浙江大学硕士学位论文 2 1 _ 3 各种网页调整法之优缺点 很多研究者和公司开发出了自己的浏览器对网页进行特殊解析，或者使用代 理服务器来对原始网页进行内容和格式上的调整。目前比较流行的网页调整方法 有缩放法、适合屏幕法、导航法、适合窗口宽度法、总体一局部法以及分割法。 缩放法就是把原始网页缩小，这样p d a 上的站点看起来像它初始的样子。 t h u n d e r h a w k 和o p e r am s r 就是使用这种方式。该方法不仅把图片缩小，而且 网页上所有的元素都按比例被缩小了，相当丁建立了原始网页的缩小版。这样在 p d a 上可以看到整个网站，但由于分辨率低，网页实在是太小，对大多数人来 说页面内容都很难阅读。这个问题可以通过放大网页来解决。这意味着我们仍然 只能看到整个网页的一部分。唯一的优点是可以对整个网页有个总体把握，这对 找剑想要的信息可能会有所帮助。 p o c k e ti e 是w i n d o w sc e 自带的浏览器，它提供了两种浏览模式：普通模 式和“适合屏幕( f i t t o s c r e e n ) ”。在普通浏览模式下，浏览器会把网页的某些元 素缩小，比如l o g o 和表格，但是其他没经过缩小的元素使网站仍然很难浏览； 在“适合屏幕”浏览模式下，它通过各种符样的缩放方法来使一屏上尽量多地显 示网页内容。虽然在显示上会有一些改进，但仍然有很多内容不能看到，除此之 外布局也不足原来的样子，因此可能更难阅读了。 导航法由b u y o k k o k t e n 等于2 0 0 0 年提出 2 7 】。这种方法更多地是为网页间导 航制作，而不是为了浏览某个网页。当对某页发出请求时，该页上所指的全部超 链接将组成一个层次结构。链接的名字足对他们的描述。你可以访问这个链接， 这使得层次结构移向更低级。通过这种方法你可以快