论远程开放教育数字图书馆云构建

张瑞麟，曹 钢，赵 璇，张红丽

（中央广播电视大学，北京 100031）

论远程开放教育数字图书馆云构建

张瑞麟，曹 钢，赵 璇，张红丽

（中央广播电视大学，北京 100031）

编者按：

以现代信息技术为支撑的国家开放大学，目前正在紧张地筹建中。上期本刊对国家开放大学远程教育云、数字化资源、移动学习终端等建设情况进行了探讨。本期国家开放大学建设专栏将继续在数字图书馆、学习测评、教学团队等方面作进一步研究。

在以广播电视大学为基础构建国家开放大学的背景下，根据国家开放大学远程教育云的规划以及开放大学数字图书馆建设的新需求，以云计算为主要应用模式，提出了基于云计算建立远程开放教育数字图书馆的功能设计。本文结合国家开放大学建设，着重对远程开放教育数字图书馆云的模型构成、实施与应用进行阐述，对云平台建设及服务中存在的问题进行了分析。

云计算；开放大学；数字图书馆；开放平台；SaaS

在国家开放大学信息化建设中，国家开放大学远程教育云的设计与实施，将为实现“人人能学、时时能学、处处能学”的学习型社会提供直接的服务，同时向作为远程开放教育教学和科研服务重要基础设施的数字图书馆提出了新的发展要求和建设任务。远程开放教育数字图书馆建设要切合开放大学多区域、多层次的体系架构特点，建设面向全国范围的分布式数字图书馆框架，整合数字图书馆的资源和服务，实现远程开放教育图书馆资源与服务互联互通和共建共享，同时实现数字图书馆校内外第三方应用与服务系统的集成。面对这些新的任务，实现新的更高水平的数字图书馆建设目标，需要扩展视野，站在新的高度，利用新的信息技术手段加以实现。

一、远程开放教育数字图书馆云计算应用需求

1．远程开放教育数字图书馆建设回顾

在国家开放大学建设中，数字图书馆云的建设是在广播电视大学数字图书馆的基础上建立和发展的。为解决电大系统数字图书馆建设中存在的发展速度不均衡、技术应用水平低、资源结构不合理、服务功能不健全等问题，2008年10月，中央广播电视大学启动了“面向全国的广播电视大学数字图书馆建设项目”。截至目前，该项目已实现数字图书馆与电大教学平台、远程访问系统以及CALIS服务应用的集成，初步构建起面向全国开放教育师生提供服务的数字图书馆平台。“面向全国的广播电视大学图书馆建设项目”在构建分布式架构以及异构系统集成应用上的实践，为分布式数字图书馆资源与服务的集成应用和远程开放教育数字图书馆云的筹建起到了很好的先期试验作用。

2．云环境下远程开放教育数字图书馆的定位与要求

云环境下远程开放教育数字图书馆服务对象将发生重要变化，从服务开放教育师生教学、科研和学习，逐步向社会开放，向农村、贫困、边远和民族地区延伸，这就要求数字图书馆要为远程开放教育的开展提供强有力的资源服务和平台支撑，提升信息化的整体水平，加快面向广大社区、乡村地区进而面向全民提供文献信息服务的步伐。

云环境下新的用户环境和用户群体对数字图书馆建设提出了新的要求：第一，实现资源和社会服务的共知、共建、共有、共享，消除数字鸿沟、避免资源重复建设；第二，以当前各级电大数字图书馆为实施单位，在统一的系统平台上实现信息资源和服务的集成，便利用户一站式地获取所需要的信息资源和服务；第三，针对用户日益明显的专业化和个性化特点，对具体的专业领域或跨专业、跨学科领域建设有针对性的专业信息门户，实现对相应学科专业信息资源的选择、组织和整合，提供专业化服务和主动推送服务；第四，实现与远程教育学习平台等系统的横向联合，综合体现现代远程教育信息服务的内容与模式，成为我国远程教育发展成果展示的重要平台。

3．云计算在教育信息化及数字图书馆中的应用

云计算（Cloud Computing）由Google公司CEO Eric Schmidt在2006年阐述Google商业模式中首次提出，很快获得广泛的认知。云计算作为一种信息技术基础设施和计算架构，具有避免前期投资、降低操作成本、提高系统扩展性、易于访问、降低商业风险和维护开销等方面的显著优势。

在教育信息化建设和数字图书馆建设中，云计算成为推动信息化基础设施建设的一股潮流。教育部《教育信息化十年发展规划》（征求意见稿）中，明确提出要在“深化融合、改革创新、支撑引领、惠及全民”方针指导下，建设国家教育云服务平台工程，并鼓励以云计算为代表的信息技术在教育信息化中进一步推广应用。国内外高校图书馆已经将数字图书馆的传统信息技术构架转换到云计算平台上。例如包含俄亥俄州88个高校图书馆的俄亥俄州图书联合体（OhioLINK）开始尝试使用Amazon的云计算服务（Amazon AWS）托管其数字化资源。从2010年6月开始，OCLC开始提供基于云计算的协作式图书馆管理服务（Web-Scale Management Services），到目前为止已有32个成员馆使用这项技术。国内的CALIS提出了数字图书馆云服务平台（Nebula平台），致力于建立分布式中国高等教育数字图书馆系统，并已经在数百所成员馆部署，形成国内高校的“云数字图书馆”。

云计算技术强调便捷性、泛在性、高性能、高扩展、低成本、松耦合的组织构架为数字图书馆建设提供重要的参考价值，也正切合开放大学数字图书馆多层级管理、分布式访问、资源共建共享、服务协同的建设需求。

二、远程开放教育数字图书馆云框架模型

1.国家开放大学数字图书馆云的基本功能特征

结合国家开放大学建设，远程开放教育数字图书馆云将从系统功能、资源建设、优化服务三方面进行设计，着重解决各办学单位数字图书馆建设中存在的重复建设、标准不统一、独立分散、服务水平较低等问题。

（1）强调应用的模块化设计与互操作性

基于数字图书馆各类应用，利用统一的技术标准规范进行有效组织，实现数字图书馆各类应用的高度耦合，同时提供可扩展和开放服务。此外，为实现数字图书馆功能的动态扩展，数字图书馆平台将采用新的整合模式，与校内教学科研平台及校外其他文献服务系统或第三方应用系统实现互操作。

（2）强化资源的整合与共享

远程开放教育数字图书馆对资源的整合与共享主要包括三个层次，一是通过数字图书馆云搭建学科特色数据库系统，对自建特色资源充分开发与利用，整合各类远程开放教育数字图书馆特色资源。二是通过开放服务平台，实现与校外的公共科技、教育、文化等各方面文献资源体系的整合与衔接，同时充分发挥远程开放教育数字图书馆服务于全民学习的平台优势。三是通过开放服务平台、远程访问系统等，加强对第三方资源系统的合作力度，加深对文献信息深度知识挖掘，促使数字图书馆服务由文献服务向知识服务的转变。

（3）实现扁平化与协同服务

采用Web站点的形式提供图书馆跨平台、跨地域、一站式集成服务。用户接入服务系统后，即受到访问控制机制的管理，在可以使用的资源范围内，充分使用该平台所提供的所有功能和服务。此外，通过开发移动图书馆等应用，实现服务平台的多终端支持。

2远程开放教育数字图书馆云计算框架

远程开放教育数字图书馆云是云计算在开放教育数字图书馆领域的迁移，是建设国家开放大学数字图书馆的基础架构。远程开放教育数字图书馆建设是涉及总部数字图书馆平台、分部数字图书馆平台、国家开放大学远程教育云以及其他第三方资源和应用在内的信息化工程。

图1展示整个系统的应用模型，整个数字图书馆框架包含三个主要层次，自底向上分别是数字图书馆云基础设施层、开放平台服务层 （Platform as a Service, PaaS）和应用服务层（Software as a Service,SaaS）。多层次的结构形成一个可控的、自适应的新型服务体系。其主要功能和特点是：

（1）数字图书馆云基础设施层是支撑数字图书馆运行的基础环境。其整体规模需要根据图书馆规模和承载用户数量来决定，还可根据数据资源规模和服务人群的发展进行拓展，综合考虑使用的系统软件运行环境和硬件设备。硬件环境建设包括网络环境、通信与传输设备、服务器与存储设备、机房条件、系统软件等多方面的内容，以及与此相关的网络安全、系统运行与维护等工作和相应人员。数字图书馆基础设施可通过IaaS（基础设施即服务）、HaaS（硬件即服务）等服务方式提供给分部数字图书馆平台及各应用系统的使用。

（2）开放平台（Open Platform）是应用不同类型的协议和OpenAPI实现信息资源的整合与信息平台的有效衔接的应用模式。通过开放平台，将第三方应用接入到自身系统中，一方面丰富本身的应用内容与网站资源，另一方面将网站的用户关系、基础功能嵌入到第三方平台，达到有效的推广网站、提高网站平台粘性的目的。Google、腾讯、百度等互联网服务商通过开放平台将第三方资源与应用的服务纳入到自身系统之中，使资源得到了极大的丰富，系统功能得到延伸。在开放大学数字图书馆开放平台服务层中，开放平台所有的服务通过开放API实现向第三方用户服务和融合，将学习平台（或第三方应用系统）的资源与服务接入到开放大学数字图书馆框架内，同时提供数字图书馆资源与服务的开放获取。

（3）SaaS是基于互联网提供通过虚拟化方式共享资源的计算模式，该模式依据用户的动态需要，以Web服务的形式将计算、存储、网络、软件等资源提供给用户使用。SaaS模式作为一种重要的云计算实现形式，已在互联网界取得了广泛应用。在应用服务层，开放大学图书馆将通过部署多套相应的SaaS版软件，面向分部图书馆提供SaaS版软件的服务，在分部以SaaS版软件为支撑，使分部数字图书馆具备相应的资源加工和服务功能，形成各分部平台构成的按统一标准开展的资源建设与服务协同的SaaS服务体系。

三、远程开放教育数字图书馆云的实施与应用

远程开放教育数字图书馆云计算平台将依托国家开放大学远程教育云的基础服务，通过开放平台提供的接口标准与规范在中心部署“租用”服务，使中心平台与省级平台形成一个分布式数字图书馆信息共享枢纽。同时部署共享软件，通过各功能软件的租用，实现资源的共建与服务的协同，建立起支撑各级办学单位使用的数字图书馆云基础设施。

1.远程开放教育数字图书馆开放平台的应用

由于各办学单位数字图书馆资源的差异性和技术实施上的不同，其资源建设、应用系统开发、服务开展方式也不尽相同。异构系统中的检索或分析工具，种类繁多、特点各异，内部也未实现有机嵌接、各应用系统之间缺乏相互关联，用户需要掌握工具（系统）的组织规律与方法、逐一访问第三方平台才能获取所需信息，信息获取成本较高。针对异构资源与应用，开放平台提供PaaS服务，以用户认证、资源检索与导航为基础，实现异构信息资源与数字图书馆服务的整合。如见图2所示。

数字图书馆开放平台的功能包括提供应用开发支持和应用接入两个方面。应用开发支持主要解决开放平台向平台开发者提供完整的应用开发功能，即在开放平台上完成数据定义、编码、测试和发布等开发工作；应用接入主要是开放平台与第三方应用系统间达成认证关系，开放平台提供用户资源等基础信息的应用服务，第三方系统基于应用及本身系统的改造，将其资源或服务接入到开放平台，从而形成一种基于PaaS服务的资源共建、共享。

数字图书馆开放平台将提供基础接口和功能接口两种相互结合的接口和标准。在国家开放大学数字图书馆开放平台设计中，将以读者认证及其关系管理作为基础接口提供服务。提供用户基本信息的认证、调用和读取功能，接口应用者可以在本地系统中应用此规则与接口，实现对用户信息的调用和权限管理。功能接口提供异构系统资源的检索定位（索引）与导航功能，接口应用者可以在本地系统中为开放平台的检索与导航系统提供索引数据，对本地系统中存在的资源进行揭示。开发平台的OpenAPI接口通过与数字图书馆服务平台相应的应用模块的连接，将接口应用方提供接入的资源与服务提供给读者。

开放平台的实施遵循 “申请—审核授权—开发测试—应用发布”的流程，由分部图书馆平台或第三方资源与服务商作为开放平台的接口应用方，向总部图书馆提出应用申请，总部图书馆进行应用申请的审核授权，并协助其完成开发测试，在服务平台上发布接口应用方的信息资源与服务。

2.国家开放大学数字图书馆应用服务的实施

针对遵循统一标准、分工协同开展的资源建设与服务，将结合SaaS软件的部署，使资源建设和服务在SaaS版应用的基础上，达到统一标准、统一协作的目的。SaaS软件的部署可以实现分步、快速、方便的应用软件系统，通过共享软件服务，形成开放大学体系内数字图书馆共建共享的模式。

远程开放教育数字图书馆应用服务层将部署数字图书馆统一身份认证系统、馆际互借与原文传递、联合参考咨询、论文库系统的SaaS版本。中心平台还将开发教学参考书系统、开放大学文库系统、学生学习参考书系统等，这些系统将内置支持分部提供授权使用的SaaS服务。

数字图书馆SaaS服务的授权使用主要包括SaaS软件授权和应用集成两个方面。SaaS软件授权与服务是将SaaS软件中心版托管在总部平台，分部平台通过“租用”方式使用，即总部提供软件的授权使用，通过分部数字图书馆的部署，实现服务向全国的延伸。SaaS应用的集成指在远程开放教育数字图书馆中存在多个SaaS服务，并租用给分部图书馆使用。各个SaaS服务系统并不是孤立的，可采用以PaaS为基础建立SaaS应用系统，即SaaS软件建立在PaaS服务之上，实现对SaaS软件的集成服务，也可通过SOA封装或Mashup等方式实现各个SaaS服务的集成，使数字图书馆的资源与服务体系化，为读者提供一站式的文献信息服务。图3对SaaS服务的整合机制进行了描述。

四、问题与思考

远程开放教育数字图书馆云模型是结合国家开放大学远程教育云的建设以及图书馆发展趋势提出的数字图书馆建设方案。远程开放教育数字图书馆云计算的实践是将现代远程教育、数字图书馆技术与理念相结合，利用最新信息技术实现资源与服务更高配置的建设进程。在国家开放大学建设中，以广播电视大学数字图书馆为基础构建远程开放教育数字图书馆还面临着一些问题，主要表现在：

第一，在国家开放大学环境下，总部、分部、学院、学习中心数字图书馆工作的分工更为明确、协作需要进一步加强的情况下，首先需要对各级图书馆在数字图书馆建设中承担的工作进行进一步的定位，从其他系统的经验来看，目前对于广播电视大学各级办学单位图书馆的工作还缺乏从整体角度进行规范和指导。成立数字图书馆云服务联盟，将有利于推动云计算平台的应用和普及。

第二，远程开放大学数字图书馆资源与服务的高度整合需要标准规范体系的支撑，目前，广播电视大学数字图书馆标准规范体系尚不充分，需要不断加以充实，并在实践中不断完善。

第三，在国家开放大学建设中，提出的将远程开放教育数字图书馆建成服务于全民学习的文献信息共享枢纽，要在大力探讨多方位建设数字图书馆资源的过程中，得到来自社会的资源与服务体系的支持。例如，将国家重点数字图书馆建设项目以及其他公共文化服务体系的建设成果，接入到国家开放大学数字图书馆中加以利用，这些工作的开展需要更为有效的社会支持。

第四，数字图书馆云计算及云服务平台是一个复杂的系统，其运行机制决定了系统的平稳性和可持续发展，远程开放教育云的运行机制，一方面决定于开放大学的运行机制，另一方面也决定于其内容实现的各种因素，如资源采集、组织管理、用户服务以及相互作用等，这些都需要进一步地研究和解决。

此外，云计算环境下数字图书馆服务范围扩大带来的版权与用户信息安全等问题，也需要在建设中对数字图书馆的资源建设和服务管理机制进行研究。

针对上述不足和问题，在国家开放大学数字图书馆建设工作中，已经提出了制定 《国家开放大学图书馆规程》、专项开展数字图书馆标准规范建设等工作，作为数字图书馆建设的前期基础工作加以实施。同时，在广播电视大学数字图书馆基础上开展与CALIS、CADAL等数字图书馆资源体系的合作与集成应用，为国家开放大学利用社会各界数字图书馆资源，在发挥远程开放教育数字图书馆云作为文献信息枢纽作用方面，从合作机制、技术应用等方面都做出了很好的尝试。

综上所述，远程开放教育数字图书馆云的实践，为实现国家开放大学在分布环境下资源与服务的有效组织与利用，提供了很好的解决方案，同时也将充实国家开放大学远程教育云的功能，并为其他网络系统建设以及数字图书馆领域的云计算实践做出有益的探索。☉

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（编辑：隗爽）

G724.82

A

1673-8454(2011)23-0004-04