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互操作聯(lián)邦數(shù)字圖書館研究
【內(nèi)容提要】未來的圖書館將是聯(lián)邦數(shù)字圖書館，其目標是向用戶提供一個將異構(gòu)、分布信息源無縫集成的視圖，實現(xiàn)對數(shù)字圖書館資源的透明訪問。文中首先介紹了研究數(shù)字圖書館互操作的必要性，在此基礎(chǔ)上重點分析討論了聯(lián)邦數(shù)字圖書館的實現(xiàn)方法，并對當(dāng)前具有代表性的互操作聯(lián)邦數(shù)字圖書館的研究進行了綜述討論，最后簡單討論了目前建立互操作聯(lián)邦數(shù)字圖書館所面臨的挑戰(zhàn)及進一步研究和解決的問題。【摘要題】專題探討……
1 研究數(shù)字圖書館互操作的必要性
隨著在線數(shù)字圖書館（DLs）的日益增多，人們發(fā)現(xiàn)必須訪問許多DLs才能找到所需要的資料。由于大多數(shù)DLs是基于數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的，現(xiàn)有流行的搜索引擎不能對其內(nèi)容建立索引。因此，對于那些需要跨越多個DLs查找資料的用戶來說，搜索引擎不能滿足這種需求。如何將廣泛分布的、異構(gòu)的DLs聯(lián)合起來向用戶提供統(tǒng)一的服務(wù)，即實現(xiàn)DLs之間的互操作，成為DLs研究與開發(fā)所關(guān)注的中心問題。
所謂數(shù)字圖書館的互操作是指交換和共享DLs的文檔、查詢和服務(wù)的能力[1]。它要求來自技術(shù)（協(xié)議和格式等）、內(nèi)容（元數(shù)據(jù)及其語義等）和組織（DLs的基本訪問原則、支付方式和認證等）三方面的合作。DLs的互操作可以出現(xiàn)在不同的抽象層次上，我們可以將其概括為兩類視圖[1]：縱向視圖（verticalview）和橫向視圖（horizontalview）。前者涉及法律、社會、文化和知識產(chǎn)權(quán)等方面的問題，后者涉及DLs的硬件和軟件即體系結(jié)構(gòu)方面的問題。
為什么要研究DLs的互操作？道理很簡單：目前很少有DLs既提供豐富的館藏資源，又提供有效的服務(wù)。盡管目前一些DLs擁有大量的館藏資源，而另外一些DLs卻提供許多的服務(wù)，但在這兩種情況下，用戶都不太容易找到其所需要的信息資源。只有在這些DLs之間實現(xiàn)互操作，才能共享DLs的資源和服務(wù)。因此，研究DLs的互操作是十分必要的。
2 聯(lián)邦數(shù)字圖書館的實現(xiàn)方法
為了解決用戶使用DLs查找資料時同一查詢條件的重復(fù)提交問題，人們提出了聯(lián)邦數(shù)字圖書館的概念。所謂聯(lián)邦數(shù)字圖書館是指正式或非正式合作操縱DLs的一些組織，它們同意支持一組共同的服務(wù)和標準，以便在聯(lián)盟成員之間共享DLs的資源，實現(xiàn)互操作。聯(lián)邦數(shù)字圖書館允許跨越不同的DLs執(zhí)行搜索，并將每個DLs的查詢結(jié)果合并后返回給用戶，使用戶感到如同使用單個數(shù)字圖書館一樣。從聯(lián)邦的耦合度考慮，實現(xiàn)聯(lián)邦數(shù)字圖書館的方法可分為以下三種：NCSTRL方法、Harvesting方法和搜集（Gathering）方法。
2.1 NCSTRL方法
網(wǎng)上計算機科學(xué)技術(shù)報告圖書館（NCSTRL）是一個擁有100多個機構(gòu)加盟的聯(lián)邦數(shù)字圖書館[2]，它利用Dienst作為DLs的協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)。凡是要求加入NCSTRL的機構(gòu)需要在本地安裝Dienst服務(wù)器，并按照統(tǒng)一規(guī)定的數(shù)據(jù)格式建立其館藏資源。NCSTRL借助于分布式搜索技術(shù)在聯(lián)盟DLs之間實現(xiàn)資源共享，它將用戶的查詢送往參與聯(lián)邦的所有DLs上分別執(zhí)行，收集返回的結(jié)果，綜合整理后返回給用戶（圖1）。
附圖
圖1 NCSTRL方法
NCSTRL方法要求所有參與聯(lián)邦的DLs使用相同的協(xié)議或軟件系統(tǒng)，因此能夠提供全面的互操作。但緊密的聯(lián)邦必將加重聯(lián)盟成員的負擔(dān)，它們不得不就技術(shù)標準和策略（如知識產(chǎn)權(quán)準則、安全和隱私等）達成一致。從網(wǎng)絡(luò)和搜索系統(tǒng)方面的限制考慮，NCSTRL是昂貴的運行模式，因為要求每個聯(lián)盟成員的DLs必須支持復(fù)雜的查詢語言和對查詢的快速實時響應(yīng)。另外，從查詢的頻率、元數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及網(wǎng)絡(luò)資源的可用性等方面綜合考慮，這種實現(xiàn)聯(lián)邦的方法對聯(lián)盟成員加負較重。因此，只有那些需求強烈的DLs會采用這種代價較高的模式。
2.2 Harvesting方法
一臺計算機能夠自動地從其他計算機中收集并提取元數(shù)據(jù)的方法通常稱作Harvesting[3]。利用Harvesting方法建立聯(lián)邦數(shù)字圖書館的基本思想是：從每個DLs收集并提取元數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理、合并后集中保存在一個中心DL中，然后對保存在中心DL本地的元數(shù)據(jù)執(zhí)行搜索（圖2）。顯然，這種方法需要在中心DL維護一個所有DLs館藏元數(shù)據(jù)索引信息的副本，以便提供基于館藏元數(shù)據(jù)內(nèi)容的查詢路由服務(wù)。
附圖
圖2 Harvesting方法
Harvest系統(tǒng)[4]是這種方法的代表，它包括一組從各個DLs館藏中搜集信息并建立基于主題內(nèi)容索引的集成工具。Harvest體系結(jié)構(gòu)主要包括兩部分：搜集者（gatherers）和代理（brokers）。每個搜集者從DLs館藏中搜集并提取索引信息。代理程序從一個或多個搜集者或其他代理檢索索引信息，并按增量方式對其進行更新。代理程序能夠為多個館藏建立集成索引，并提供一個查詢界面。
由于Harvesting方法采用集中處理方式，所以能夠保證有較好的查詢響應(yīng)時間，但各DLs館藏元數(shù)據(jù)內(nèi)容的變化不能及時得到反映。另外，Harvesting方法不要求嚴格遵守一組完整的技術(shù)協(xié)定，只要求做少許支持基本共享服務(wù)（如數(shù)據(jù)訪問）的工作。同NCSTRL方法相比，Harvesting方法提供的互操作性相應(yīng)的要差一些，但對聯(lián)盟成員的要求卻很少。因此，許多組織可能會加入這種松散的DLs聯(lián)邦。
2.3 搜集（Gathering）方法
對于那些不能正式加盟的DLs組織，仍有可能通過搜集（Gathering）DLs可公開訪問信息的途徑獲得一定程度的互操作。這種聯(lián)邦方法通常提供統(tǒng)一的用戶界面，用戶輸入查詢請求，系統(tǒng)執(zhí)行分布式搜索，并將合并后的查詢結(jié)果返回給用戶。元數(shù)據(jù)蜘蛛（MetaCrawler）[5]是搜集方法的代表，它是由美國華盛頓大學(xué)實現(xiàn)的并行Web搜索服務(wù)。MetaCrawler提供一個智能接口界面，它能將用戶的查詢并行地送往多個搜索服務(wù)（如Lycos、Altavista和Yahoo等），并對返回的結(jié)果進行整理，篩除其中重復(fù)的內(nèi)容，然后返回給用戶。MetaCrawler體系結(jié)構(gòu)具有許多優(yōu)點，它在傳統(tǒng)的搜索服務(wù)之上提供一個抽象層，使其在Web增長和變化時具有較好的適應(yīng)性、可伸縮性和便攜性。
利用搜集方法建立聯(lián)邦數(shù)字圖書館無須任何DLs直接參與合作，但所提供服務(wù)的質(zhì)量比參與合作情況下的要差。同前面介紹的兩種方法相比，搜集方法所提供的互操作性最差。目前許多關(guān)于Web的研究可視為在這個層次上添加功能，這將會提供更有效的互操作性。盡管期望整個Web表現(xiàn)出豐富的語義不太現(xiàn)實，但是人們還是期望著通過搜集方法提供服務(wù)的水平能夠逐步地得到改善。
上述三種聯(lián)邦方法中，NCSTRL方法通過使用相同的協(xié)議或軟件系統(tǒng)來消除DLs之間的異構(gòu)問題，因此可以實現(xiàn)全面的互操作。而對現(xiàn)有的DLs來說，Harvesting方法是比較現(xiàn)實的建立聯(lián)邦數(shù)字圖書
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