基于云计算平台的高校图书馆借阅信息管理系统

王蓉

摘 要： 当前图书馆借阅信息管理系统不能满足用户服务的需求，存在并发运算效率低以及检索性能差的缺陷，为此，设计基于云计算平台的高校图书馆借阅信息管理系统。该系统设计云数据中心架构，对不同院校数字图书馆进行统一控制、资源共享以及安全监控；然后设计了系统云应用中心以及云服务中心，实现图书的整理、编辑、保存和發布，通过高科技技术将高职院校中的信息资源实施整合后审核，向用户提供个性化的信息推送服务；阐述了系统基础设施平台的实现过程、图书借阅程序实现以及动态迁移的实现。实验结果说明该系统性能以及各项功能运行良好，具有较高并发运算性能。

关键词： 云计算平台； 高效图书馆； 借阅信息； 云服务中心； 管理系统； 并发运算

中图分类号： TN99?34； G258.6 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）13?0182?05

Abstract： The traditional library lending information management system can′t meet the demand of user service， and has the defects of low concurrent computing efficiency and poor retrieval performance. Therefore， a cloud computing platform based information management system of university library is designed. The cloud data center architecture of the system was designed to perform the unified control， resource sharing and security monitoring for the digital library of different universities. The cloud application center and cloud service center of the system were designed to realize the book arrangement， editing， saving and publishing. The information resource of higher vocational college is integrated by means of high?tech technology for check， which can provide the personalized information push service for user. The implementation process of the system infrastructure platform， book lending program and dynamic migration are carried out. The experimental results show that the performance and each function of the designed system are perfect， and the system has high concurrent computing performance.

Keywords： cloud computing platform； efficient library； lending information； cloud service center； management system； concurrent computing

0 引 言

随着我国高等教育的逐渐发展，高校图书馆的规模也不断提升，产生了海量的图书信息，对图书馆信息资源的存储和运算提出更高的要求。当前图书馆借阅信息管理系统，不能满足用户对云资源以及服务的需求，存在并发运算效率低以及检索性能差的缺陷。由于云计算技术的快速发展，采用云计算的动态易扩展的虚拟化资源可向用户提供运算能力、存储资源等服务。因此，本文设计了基于云计算平台的高校图书馆借阅信息管理系统，提高图书信息的管理效率和质量，增强图书馆借阅管理性能。

1 云计算平台的高校图书馆借阅信息管理系统

1.1 系统结构设计

对高校进行图书馆借阅信息管理系统框架构建时，要对高校的财务情况和数字资源建设状况进行统计，分析各学科的资源分布和学生对图书的需求情况[1]，在得到的设施基础上将各种图书资源进行整合，设计出一个可提供经济性良好、标准化程度高的高校图书馆借阅信息管理系统。高校图书馆借阅信息管理系统建立的基础是基于“云计算”的服务平台，以基础设施服务和基础平台服务为基础；基础设施平台和公共服务平台是数字图书馆的核心；服务平台将各种资源进行共享；本地应用平台就是高校图书馆。图1为基于云计算的高校图书馆借阅信息管理系统的总体架构。

1.2 云数据中心架构设计

本文系统基于云计算平台的云数据中心对数据进行智能调度和统一管理，采用VMware和Linux等软件进行虚拟平台的构建[2]，对系统硬件进行智能调度和管理。对系统服务器的选择是构建数字图书馆的基础，利用VMware虚拟技术中的ISCSI/NAS对存储资源池进行构建，不同服务器构成的存储资源池作为系统不同资源的共享区域，在共享区域中的存储中心里构建虚拟机的文件资源，云数据中心能对全部的虚拟机进行控制和管理。云数据中心不仅包括存储和计算资源，还包括软件环境监控[3]，实现服务器的正常工作。云数据中心的架构可实现对不同院校数字图书馆的统一管理、资源共享和安全监控。图2为本文信息管理系统的云数据中心结构图。

1.3 云应用中心以及云服务中心设计

云应用中心负责对各高校的图书进行整理、编辑、保存和发布，要实现这些功能需利用互联网、数据资源共享、數据服务平台和云平台。云应用中心对收集到的图书资源按照标准化进行整理，得到的数据再进行资源共享[4]。云平台中数据的传输通过互联网支持，实现不同院校间信息的有效控制和传输。云服务中心建设包括门户服务、应用服务、核心服务、开发平台和基础层。其将高校中的信息资源和公共资源采用高科技技术进行整合并进行审核，依照数字图书馆的制作标准和学生对专业信息的需求情况，对图书内容进一步分类，得到具有高校特征的云服务中心。除了为师生提供丰富的信息资源外，云服务中心利用先进的多媒体技术，针对移动客户端的使用需求，建立可满足不同使用终端的服务中心，向用户提供个性化的信息推送[5]。图3为云服务中心建设内容。

按照服务对象的不同将云服务中心的服务对象分为针对图书馆借阅和针对使用者两种。针对图书馆借阅的服务有标准服务、数据服务、借阅业务培训服务和对接服务等。标准服务包括服务规范、信息发布规范和各项认证标准的规范；数据服务是向相关图书馆提供包括数据平台规范化的各项数据；借阅业务培训服务向相关图书馆提供人员培训相关的业务培训、课程培训、学习成果检测和疑难问题解答等服务。对接服务通过建立服务接口平台将各类服务统一地应用到图书馆借阅信息管理系统中，其包括数据存储检索接口、资源调度接口和获取原始数据接口等。

针对使用者的服务包括图书资料搜索、原文资料查找和专业知识的学习。图书资料搜索是指出版图书、发表学位论文和音像视频等资源。在查找各种原文资料时将电子版文档、图书馆互借的文献和网上购买的文档之间通过整合获得，得到一个使用者可以即时获取原文资料的服务平台。高校图书馆借阅信息系统中的云服务中心还可以向使用者提供不同的课程资料，包括PPT、课程视频、教师课件和仿真实验等，可为使用者提供专业系统的学习方案。

1.4 系统离线应用设计

图书馆借阅信息管理系统离线应用设计是指确保用户在没有网络的情况下也能正常使用图书馆借阅信息管理系统，使得Web系统工作正常，并在网络恢复后将数据同步至中央服务器。本文设计的图书馆借阅信息管理系统离线应用的结构如图4所示，系统处于离线时分为本地离线引擎系统和服务端系统两个子部分。本地离线引擎系统包括SQLite引擎和可以存储本地数据、读取离线数据的本地服务器，实现本地数据和中央服务器同步[6]。服务端系统包括提供技术支持的客户端增量数据同步模块、对各种协议和对网络环境进行判断的状态检测模块，服务端系统将中央服务器中获取的数据传输到数据同步模块中进行应用服务器交互，完成离线系统服务器与本文数据的同步，实现数据同步过程中技术支持和数据处理。

当网络正常连接时，本文系统运行过程中产生的数据直接存储在中心数据库中；网络断开时，系统可以使用，但产生数据无法上传至中央服务器，会短暂的存储在本地数据库中。网络恢复正常连接时，会将离线时存储在本地数据库中的数据增量同步至中央数据库中。

2 系统的具体实现

系统构建基于J2EE体系和MVC模式，利用FLEX技术进行系统前台的开发，Oracle技术开发系统后台数据库[7]，共同协作实现图书馆借阅信息管理系统跨平台和浏览器问题。

2.1 基础设施平台实现

本文系统的基础设施包括内部硬件存储设施和外部基础云。系统中CALIS本地基础平台Main Server和应用系统APP Server将内部硬件存储设施转变为私有云。图5为系统本地云结构示意图，将系统中的硬件资源分布在不同的服务器上，能够在服务器容量发生改变时对硬件资源进行删减，减轻服务器压力，系统采用CALIS本地平台提供CAILS私有云的所有服务，还可被其他图书馆访问，将不同图书馆资源进行共享[8]。外部基础云是基于Web server系统商业设施平台Amazon的EC2和S3，通过API虚拟机构建一个计算云。S3通过Rest Full API实现与ECZ的交互功能，EC2的实现过程如图6所示。

2.2 系统部分功能实现

2.2.1 图书借阅程序实现

图书馆借阅信息管理系统是对使用者选择的图书进行判断[9]，确保使用者可以借阅图书，系统实现图书借阅管理流程图如图7所示。

2.2.2 动态迁移的实现

本文图书馆借阅信息管理系统通过动态迁移技术实现云服务或数据信息从一个服务器向另一个服务器的迁移。云爆发机制实现云服务或数据的动态迁移就是使数据中心和各图书馆借阅服务资源整合。存储器保存纸质文献资料和使用者信息数据，图书馆日常工作是由应用服务器解决[10]。当某一个图书馆服务器负载过高，云爆发机制将该图书馆数据进行转移，当服务器的容量达到最大值时，该机制就会启动，将数据“爆发”到云中，当服务器中数据处理量较低，将“爆发”到云中的数据返还给服务器，云爆发示意图如图8所示。

图8中过程1为自动扩展监听服务器对服务A数据容量进行监控，当服务A负载过高，将服务C的请求转移到服务A的“云”中。过程2为保持状态管理数据库同步过程。

3 实验结果与分析

3.1 系统运行效果测试

实验对本文系统运行的软件和硬件进行配置：Windows XP或Windows 7系统，数据库版本为SQL Server 2005，CPU主频1 GHz以上，内存至少512 MB，硬盘大小为80 GB。

1） 图书借阅测试。用户在搜索图书信息时，也可以查看读者的借阅情况，当用户选择需要归还的图书后，选择删除这本图书的借阅信息。实验对本文系统的图书借阅实施检测，系统的图书借阅界面如图9所示。当输入使用者的身份信息时，在图书借阅界面会显示读者的借阅情况，是否有借阅图书未归还和本次借阅图书数量，当输入数据后系统图书借阅界面会发生变动。

2） 图书归还测试。当系统使用者借阅图书后会在数据库中产生一条借阅记录，读者将图书归还后借阅记录自动删除，因此实验对图书归还进行测试，图10为图书归还界面。

分析图9以及图10中的结果能够看出，经过测试本文系统运行状态良好，反应速率块、安全性强且能实现人员信息和图书信息分类。本文系统简单易学，图书分类效率提高且错误率较低。

3.2 系统性能测试

实验对本文系统的运行性能实施检测，结果用表1描述。能够看出本文系统的基准测试、并发数测试以及稳定性测试状态都合格，说明本文设计的高校图书馆借阅信息管理系统性能运行稳定。

3.3 系统功能测试

实验对本文设计的图书馆借阅信息管理系统图书管理模块的功能进行检测，检测本文系统进行图书检索、修改、过滤以及存储的功能，结果用表2描述。

分析表2中的检测结果能够看出，本文管理系统各功能模块都成功运行，基本满足用户的需求，性能稳定。

通过检测图书借閱信息管理系统的性能，采用工具模拟大规模并发用户访问系统，检测系统的抗压性能。实验采用Loadrunner压力检测软件检测本文系统并发用户数同事务执行状态，结果用表3描述。

对表3中的数据进行分析，能够看出随着用户数量的不断提升，事务平均时间和最高响应时间逐渐提升，而每秒操作事务数不断降低，主要是因为用户量提升会消耗较多的系统资源，使得系统响应时间提升可操作的事务数逐渐减少。如果并发用户数是55，则本文系统的平均响应时间约是38 ms，真实操作过程中用户不会觉得出现显著的滞后问题，说明本文系统的并发运算性能高，能够满足高校图书馆借阅信息管理的高效率需求。

4 结 论

为了提高云计算环境下高校图书馆借阅信息管理的效率和性能，本文设计了基于云计算平台的高校图书馆借阅信息管理系统，提升了高校图书借阅信息管理质量。

参考文献

[1] 胡新平，董建成，张志美.基于SaaS的图书馆集成管理系统开发模型研究[J].图书情报工作，2014，58（6）：113?117.

HU Xinping， DONG Jiancheng， ZHANG Zhimei. Research on the development model of library integrated management system based on SaaS [J]. Library and information work， 2014， 58（6）： 113?117.

[2] 徐路.基于云计算技术的图书馆服务平台实证研究：以“陶风采”图书馆服务平台为例[J].情报资料工作，2016，37（4）：56?61.

XU Lu. An empirical study of library service platform based on cloud computing technology： taking "Tao Feng Cai" library service platform as an example [J]. Intelligence data work， 2016， 37（4）： 56?61.

[3] 许天才，杨新涯，彭晓东.新一代图书馆管理系统的发展现状与趋势：2016年教育部高校图工委信息技术应用工作年会综述[J].大学图书馆学报，2016，34（6）：5?9.

XU Tiancai， YANG Xinya， PENG Xiaodong. The development status and trend of the new generation library management system： a summary of the 2016 annual conference of information technology application in the Ministry of Education [J]. Journal of university library， 2016， 34（6）： 5?9.

[4] 张倩.基于云计算的图书馆虚拟计算环境平台研究：以天津商业大学图书馆为例[J].图书馆工作与研究，2016（2）：48?53.