学科信息门户管理系统的设计与实现

学科信息门户管理系统的设计与实现

学科信息大门是将特定学科领域的信息资源、工具和服务整合到完整（独立或集成的信息广播），为用户提供便捷的信息和服务入口，以满足他们对科研和教育的需求。在国外,目前有名的学科信息门户达到上百个,涉及各个学科领域,而且几乎都是图书馆、高等院校或与教育机构有密切联系的部门来建设的。在国内,2002年3月,中国科学院知识创新工程科技基础设施建设专项“国家科学数字图书馆项目”的子项目首先资助开始建设生命科学、化学、数学物理、资源环境和图书情报5个学科信息门户,从他们的应用状况看,各个门户分别采用了不同的学科门户系统;同年,武汉理工大学图书馆也积极建设自己的数字图书馆分布式学科信息门户体系,到2003年3月,开发完成了:“学科信息门户管理系统”,并利用此系统建成了“材料复合新技术信息门户”,记录数达9383条。我国的学科信息门户建设必将从单纯的学术研究和课题项目,发展到大规模的建设任务,学科信息门户管理系统作为网站建设、资源采集与管理、共建共享和信息服务的核心,直接影响学科信息门户建设的好坏,成为应用先进技术和最新理念的集中体现。本文根据武汉理工大学图书馆开发“学科信息门户管理系统”的实践,分析了学科信息门户管理系统的设计及实现。1构建统一的网络平台(1)建立基于B/S三层体系模式的学科信息门户管理系统,以后端数据库为核心,实现网络信息资源和本地实体资源的有效整合与服务。构成以学科分类和资源类型为核心的、多功能交叉检索的规范专业导航系统。(2)根据学科信息门户建设的要求,能方便、有效地处理信息收集、整理、交送编审、信息发布等过程。(3)建立开放的元数据描述机制,实现不同门户间的数据共享和互操作。(4)建立学科分类入口和信息类型入口及其布局的动态管理,增强系统在不同学科信息门户中应用的灵活性。(5)建立开放性的多用户管理机制,保证对系统的有效管理和个性化服务。(6)系统能方便地应用于不同学科信息门户建设。2系统结构和功能2.1生成三种功能的应用程序根据设计原则,系统采用先进的基于B/S的三层结构体系。目前,多层应用程序已成为主流。它能够满足应用程序的两种需求,即可伸缩性(或可扩展性)和Internet/Intranet应用。由于三层结构的应用程序把业务逻辑独立出来,组成一层,这样就形成了客户端的客户界面层、中间业务逻辑层(可细化为多层)和后端数据库服务器层。这样做的好处是:三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理;任何一个组件功能的修改都不影响系统其它功能的使用,增加或修改功能的系统维护量小;对于通用的功能组件可以不必自己开发,直接使用。在系统的数据结构中,对象资源可以分布式单独存储和管理,在元数据中通过外挂的形式调用对象资源。图1是利用三层体系结构技术,实现学科信息门户管理系统的流程图。2.2数据库设计采用Linux+Apache+PHP的免费组合服务器平台,系统稳定高效。使用带有IE的Windows平台作为客户端;由Apache与PHP构成中间层;数据库采用MicrosoftSQLserver。采用PHP作为应用系统开发的工具是因为:PHP是目前较为流行的脚本语言之一,功能强大,和HTML脚本融合在一起,并内建访问数据库的能力,访问数据库的方法方便、简单。在语法上和C、Java类似,支持面向对象、代码和模块重用等先进技术,能提供与几乎所有主流数据库直接互联的能力,开发速度快,是开发大中型网站的主要技术之一。2.3检索渠道用户信息提供定制各模块总体上分为前台服务部分和后台管理部分。前台服务部分主要包括:检索模块、个性化服务模块、资源推荐模块和浏览显示模块等;后台管理部分主要包括:用户管理模块、系统定制模块、辅助管理模块、个性化服务管理模块、信息资源管理模块和元数据共享模块等。分为最新内容检索、简单检索和高级检索。新内容检索,接受关键词通过名称、关键词和内容等检索途径,加上回溯天数限制检索最近增加和更新的资源。简单检索,有名称、关键词和责任者三种检索途径。主要是为用户提供个性化定制和个人资源管理。分为用户注册、个性化页面定制(包括页面风格、栏目定制)、专题信息服务定制(根据用户提供的关键词、学科范围和文献类型等要求,自动生成专题信息资源,并对最新资源实行电子邮件推送服务)、个人资源管理(指的是事先约定的不设涉及到用户保密和隐私的资源,用户可以上传、分类和标引自己的文本、图片、动画、视频文件以及收藏的网址,并能任意共享、修改和删除。对于任一用户的个人资源,网站信息采集员可以生成拷贝、分类、标引和提交编审。这能极大地丰富学科门户的资源,使学科门户走向动态、交互的良性发展轨道,大大丰富了信息资源采集的视野。)、附加功能定制(日历、记事本、天气预报等)和学术论坛定制等。(3)资源推荐模块(4)访问显示模块(5)用户管理模块(6)系统定制模块(7)辅助管理模块(8)个性化服务管理模块(9)信息资源管理模块(10)元数据引擎3该系统的主要技术3.1提高软件质量应用构件技术开发应用系统,将系统各个部分设计成独立的、可重用的模块,便于系统的修改、功能增强和扩充,能缩短开发周期,提高软件质量,特别是在系统维护阶段,能大大节约成本。分析学科信息门户系统,开发了资源管理构件、用户管理构件、推送服务构件、个人资源管理构件、检索构件、统计构件、元数据描述构件、概览构件和细览构件等。3.2功能上的可复用代码因为PHP提供了包含外部文件和建立面向对象的类的方法,所以实现代码重用比较简单。代码重用在软件工程中有着重要的作用,和构件技术有着相似之处。代码重用更注重小的、精确的、可重用的代码模块开发,将功能的组合分离为独立的可重用的模块(独立的源代码文件)或面向对象的类。在学科信息门户系统的开发过程中,将可重用代码分为两类:功能性代码和统一性代码。功能性代码如自建的各类函数,统一性代码如网页框架代码、样式表等。建立了可重用代码的管理约定,并要求所有开发人员承担可重用代码的开发任务,并对可重用代码进行了详细的文档记录。3.3页面的读取和数据保护使用PHP开发Web应用程序的主要目的通常是建立带有动态内容的Web页面,这种内容包括从最简单的对访问者进行跟踪到集成数据库和站点内容的个性化,但很多情况下完全动态的内容可能会对站点的性能造成负面的影响,而半动态的网页能避免很少变动的数据在每次有用户访问这个页面时都从数据库中调用这些数据,如动态生成的首页面的主题和类型浏览入口以及进入浏览的概览资源列表、用户注册时的国家和地区选择列表和其它模块中需要根据数据库生成的下拉列表、点击排行榜和检索排行榜、用户定制的个人页面等等。对于PHP脚本的页面,当被访问时,首先检查是否存在有效的缓存页面。若存在,缓存的内容将被发送到浏览器;若不存在,该页面将被生成并缓存起来,供下次访问时使用。对于页面的有效期,可以根据页面数据变动的具体需要而定。如首页面的主题和类型浏览入口,由于后面分别有记录条数的说明,如果网站更新数据不大,可将有效期设为一天;同样的道理,概览页面的有效期也可以设为一天。但对于信息资源标引页面,其中的学科主题、资源类型等下拉列表一般一经确定,很少改变,有效期可以是一个星期或一个月。由于这种缓存技术是动态的,使用范围广,比纯粹的从动态数据生成静态页面更便于管理。3.4资源级用户和系统级用户管理目的不同,单次使用时长为5个月的用户管理以实现从用户基于Web的应用程序的安全性相当重要。对于服务器的安全主要是加强对数据通讯链路的加密、监听,以及利用通用身份验证系统和防火墙等产品保证正常运行和免受攻击。对于系统的安全,一是加强合法用户对后台的管理的安全性,根据管理性质的不同,将用户分为资源级用户、管理级用户和系统级用户,资源级用户仅限于数据采集和整理,管理级用户限于对网站进行日常管理和完成信息的审核、发布,系统级用户对网站进行参数配置和设定,不同级别的管理人员只能在自己的权限范围类进行操作,并由系统对批量处理作出限制和提示,对重要操作进行记录。二是对个人用户提供可选择的安全策略,允许用户设定Cookies时效和IP限制,对重要操作进行提示等,保证个性化服务和个人信息资源管理的安全。对于数据的安全,用数据库管理系统提供的加密方法,对涉及到系统的参数和用户隐私信息的传输和存储进行加密,并对数据进行每日双机备份。4技术方面的优势(1)融入了数字图书馆建设理论,有效地实现了本地数字资源和网络信息资源的整合、开发与服务。通过技术手段对学科信息门户资源建设的质量实现了有效的控制和管理。(2)充分吸收了信息服务的新理论和先进技术,有效的提供了个性化服务,并将个人用户的资源纳入管理和共享范畴,开创了资源采集的新途径,丰富了学科信息门户的资源。(3)能对学科分类和资源类型定制,并能在首页栏目中动态布局;能对学科信息门户网站风格进行自由调整;能自由定制元数据方案。这些增强了系统在不同的学科信息门户建设中的灵活性。(4)采用三层体系结构、构件技术、面向对象技术和Web缓存技术,系统运行效率高,易于维护,易于扩展。采用源代码公开的PHP作为应用程序开发的语言,系统能在许多平台上运行,支持许多数据库,使系统有较大的适应性。(5)考虑了服务器、系统和数据的安全,系统有较好的安全性。5数字图书馆的学科信息门户建设学科信息门户的提出和兴起于20世纪90年代,随着因特网和信息技术的发展,又有了新的技术和新的理论,特别是数字图书馆研究的兴起和数字图书馆的一些工程实践,带来了大量的对信息资源的组织、传递、共享和服务等方面的技术和理念。数字图书馆将既是网络中的重要资源接点,又是读者利用网络信息资源的重要门户。我们有必要将学科信息门户建设纳入到数字图书馆建设中来,使之成为数字图书馆建设的一个重要方面,来丰富数字图书馆的理论和实践。可喜的是,国内已经开始了这方面的研究和实践,先进、成熟的学科信息门户管理系统一定可以为更多的学科信息门户建设和数字图书馆建设做出贡献。(1)搜索模块(2)用户信息管理模块提供无障碍的资源推荐表单,引导用户标引基本信息。分为概览显示和细览显示。概览显示主要是对某一类型、某一主题或检索结果的列表显示,以引导到细览页面,并生成对应的点击排行榜。细览显示能自动完成对象资源类型判断并提供阅览和使用的工具,为用户提供发送当前记录到自己邮箱和当前打印功能,列出相关资源,实现主题词、责任者的关联检索。针对工作人员的用户管理,高级别的用户能操作自己和低级别的用户信息,包括对低级别用户的添加、删除、修改等。仅限于系统用户(唯一)使用。核心元数据定制(参照DC元数据,结合学科信息门户对信息资源的服务和管理,确定12个元素为所有资源类型的必用项,其它资源在此基础上进行扩展和添加子元素。)、文献类型和该类型的元数据字段定制、首页栏目定制、网站风格定制。此外,该模块还包含了页面动态缓存管理。仅限于管理级用户使用。主要包括网址自动检测、版权管理、工作统计、用户流量统计、检索词统计和信