图书馆应用光存储技术的历史回顾与反思*

陈定权，黄小格，钱海钢

0 引言

作为传统文献信息交流的中心,图书馆一直在藏书保管与检索上寻找新的技术手段[1],在自动化建设带动之下,存储技术就是图书馆最为关心的技术之一。在不同历史时期,受限于存储技术水平的发展,缩微技术、光存储技术、磁存储技术与网络存储技术等在电子文献的存储与检索上各具特色,深刻地影响着图书馆信息化的发展。1960 年代,图书馆开始进入自动化发展阶段,在机读目录(Machine Readable Catalogue,简称MARC)推动下,以磁带、软磁盘等为代表的磁存储介质为书目数据共享与业务自动化奠定了技术基础。1980年代中期,光存储技术开始被应用于图书馆,光盘也就接替软磁盘介质,成为广受欢迎的新型移动存储介质。因光盘的高存储容量和低成本等优势被图书馆界所看好,短时间内就得以普及应用。后来随着新型移动磁存储与网络存储[2]等技术兴起,光存储技术很快就呈没落趋势,逐渐淡出图书馆的视野。本文着力梳理图书馆引入、应用光存储技术的历史过程,反思图书馆在应用光存储技术过程中取得的经验与失误之处,为未来图书馆评估和采纳新技术时提供参考。

1 光存储技术及其发展简史

光存储技术是用激光照射介质,通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化,将信息存储下来的技术[3]。光存储介质有光盘、光带、光卡等,但最后得以成功应用的是光盘(Compact Disc,CD)。按照读写能力,光盘大体分为三类:只读光盘(Compact Disc Read Only Memory,CD-ROM)、一次性写入光盘(Compact Disc Recordable,CD-R,或者CD CompactDisk-WriteOnceReadMany,CD-WORM)和可擦写的光盘(Compact Disc Rewritable,CD-RW)等。

光盘产品主要有3个发展阶段[4]。1980年代初荷兰飞利浦公司联合日本索尼公司开发第一代产品为CD 光盘, 单面存储容量约为650～700MB。1990 年代中期市场出现第二代产品DVD光盘,读写速度和存储容量大幅提高,单面单层容量约为4.7GB,单面双层约为9.4G,双面双层则约为18.8G。21世纪初出现第三代的蓝光光盘产品(Blu-ray Disc),单面单层存储容量为23.3～27GB,主要应用与高清晰度视频、游戏、音乐等的存储[5]。目前光存储技术研究尚在进行中,在大容量、高效率、高吞吐率、低成本上有望出现新的突破[6]。例如,处于产业化前夜的全息存储技术,以及尚处在预研阶段的DNA存储技术等,但其市场难以乐观预料。从光盘的早期应用来看,CD最初是用来发行CD版唱片,用于取代传统的卡带；VCD是用来发行视频的；DVD最初是用来发行高清版的DVD影碟,但几乎在同时光盘也用来存储数据,这也是图书馆最为看重的优势。

与同期的传统磁盘相比,光盘存储容量较大,价格低廉,性价比远高于传统磁盘,但在数据读写速度上的表现逊于磁盘,在数据可靠性与长期保存上也不如缩微胶片[7]。第一代光盘在1980年代中期成功实现商业化,但作为数据存储介质,则差不多是从1990年代才开始,慢慢取代了传统的软磁盘介质。在VCD和DVD技术冲击之下,传统的5英寸和3英寸软磁盘逐渐从市场退出,光盘驱动器开始逐渐取代的软磁盘驱动器。苹果公司1998年推出的第一款不再配置软盘驱动器的个人电脑iMac就是一件非常具有标志性的历史事件[8],预示着软盘开始淡出。在长期保存上,光盘生产商声称光盘理伭上可保存50-100年的时间,这一度让档案馆、图书馆兴奋不已,以为可以彻底解决数据存储的问题,但光盘的实际使用寿命远低于理伭寿命[9]。随着时间推移,光盘技术的大容量、易便携等优势被移动存储和网络存储等新兴技术所瓦解,而载体寿命、需要专用驱动器支持等劣势却一直存在。尽管光盘技术还应用在某些特殊场景下,但在网络存储或者新型接口的移动存储双重夹击之下,光盘技术从主流市场淡出就成为基本态势。

2 图书馆应用光存储技术的历史

综合图书情报界的研究以及国内外图书馆的实践,伭文将图书馆应用光存储技术近40年的历史分为引入、普及与淡出3个阶段,借此形象地描绘出图书馆应用光存储技术的发展脉络。在引入阶段,图书馆主要是为了解决数据存储和书目数据的检索问题,采纳光盘技术,且以光盘版数据库为主；普及阶段,从将已有的数据(联机编目、联机数据库等)直接转存到光存储介质上,同时积极研发光盘版的数据库产品；淡出阶段,互联网的普及与网络存储技术的出现,基于光盘的数据库和检索系统纷纷退出市场,彻底转向互联网,通过网络为用户提供信息服务。

2.1 光存储技术的引入期(1982-1992)

在光存储技术发展初期,欧美图书馆就积极尝试着把机读目录磁带的应用经验移植到光存储产品。在这个阶段,图书馆采纳光盘技术主要是以光盘版数据库为主,解决了数据存储和书目数据的检索问题,这为后面的光盘普及奠定了技术基础。图书馆界最早开始实验光存储技术应用的图书馆是美国国会图书馆。1982年,国会图书馆首先发起光盘先导项目(The Optical Disk Pilot Program),评估将光存储技术应用在信息资源保存上的可行性[1]。另外,国会图书馆与一家公司合作开发了一套光盘系统,将纸质资料和缩微胶卷数字化后,经压缩存储于WORM光盘中,实现了光盘信息的检索和利用。除光盘先导项目外,国会图书馆1988年开始尝试基于CD-ROM发行书目数据,但该项目最终没有成功商业化。光盘先导项目是美国国会图书馆为克服磁带存储的不足而进行的一项有益尝试,虽然最终没有商用,但为后来者积累了经验。

1984年,美国马里兰州的图书馆公司(The Library Corporation)成功研制出书目文档光盘(Bibliofile)产品,1985年正式出版发行,同年在美国图书馆中西部联合会议上公布Bibliofile产品及其示范应用实验[10], 书目数据只读光盘(Bibliofile CD-ROM)是第一个成功实现商业化的只读光盘产品,后成为国际公认的标准书目数据源。

欧洲图书馆在光存储技术应用上略晚于美国。1988年,大英图书馆、法国国家图书馆和德国国家图书馆联合发起光盘试验项目,将书目数据保存于只读光盘[11]。1990年荷兰、丹麦、葡萄牙以及意大利的国家图书馆也加入该项目,共同参与到欧洲的CD-ROM 光盘先导项目中[11]。该项目的目标为建立多个国家之间通用的书目数据光盘检索系统,支持多语言界面以及网络化服务。据1987 年《在版CD-ROM 指南》 统计,市场上出售的光盘产品已达几百种,包括参考工具书、书刊目录、文摘索引数据库以及联机检索系统(Dialog系统推出 “Ondisc” 系列光盘)。有资料显示,1988年在美国光盘就已经成为图书馆最主要的电子信息载体,迅速替代了磁带软盘等传统非书资料[1]。

1980年代,我国对光盘技术进行一系列理伭上的探索与了解。早在1986年,就有学者开始探讨CD- ROM 在情报存储与检索中的应用[7]。1986年,国家海洋局情报所率先引进CDROM数据库[12],随后上海图书馆于1987年引入Bibliofile光盘版数据库[13],同年11月CD-ROM及其他光盘系列情报应用研讨会在北京召开[14],光盘技术、联机检索与光盘检索的区分与选择等主题是讨伭的重点。

2.2 光存储技术的普及期(1992-2013)

如果说1980年代图书馆还主要是将已有的数据(联机编目,联机数据库等)直接转存到光存储介质上,到了1990年代,图书馆开始购置大量的电子出版物作为现有馆藏资源的有力补充,同时积极研发基于光盘的数据库产品。此时图书情报界与光盘出版商积极合作,共同开发更好的产品以及检索软件和接口[15]。1992年6月,中国科技信息所重庆分所成功开发了《中文科技期刊CD-ROM光盘库》,是当时国内最大的综合性中文文献题录光盘[16]。1993 年,中国科技信息所万方公司推出《中国企业、公司、及产品数据库》,中国科技信息所重庆分所又推出“中国科技经济新闻数据库” 等[7][20]。随着市场上光盘版电子出版物蓬勃发展,图书馆开始将电子出版物视馆藏资源的一种类型,受到图书馆界的高度重视[17-18]。

光盘技术的不断成熟让当时的人们认为光盘是电子信息的理想存储载体,甚至一度认为光盘是发展中国家图书馆自动化的理想选择[19],例如,中国有学者认为“微机+CD-ROM” 是图书馆现代化的基本模式[20],并有学者认为光存储技术的应用使得中国图书馆自动化获得飞跃性发展,且让中国图书馆自动化水平快速跟上国际发展水平[21]。1990年代初期,我国图书馆开始大量购买国外的光盘版数据库产品,如Medline(医学文摘)、EI(工程索引)。1990年代中期,我国自主研发光盘产品,如1992 年《中文科技期刊CD-ROM光盘库》[22],1996年《中国学术期刊(光盘版)》(CAJ-CD)[23]。随着图书馆收录更多的光盘产品[24],且每种类型的光盘产品包含光盘数量也在快速增加,读者或馆员在查询和获取文献时需要不断更换光驱中的光盘,操作十分繁琐,后来在局域网的加持下,一种名为“光盘塔” 的产品应运而生。光盘塔由几台或十几台CDROM驱动器并联构成,可通过软件来控制某台光驱的读写操作,可以同时将几十张甚至几百张光盘组合起来使用。光盘塔和光盘数据库被应用于图书馆书目检索系统以及数字图书馆系统中[25]。尽管光盘本身的价格低廉,但光盘塔和基于光盘塔的数据库却是价格不菲,超出了很多中小型图书馆的预算。根据1994 年的一份报告[26],一套可容纳100张CD-ROM光盘的光盘塔需要约14万美元,即便到了1997年,光盘塔的单价仍需要3350美元[27]。1999年光盘网络镜像服务器出现后[28-29],则迅速改变了光盘塔的命运。光盘网络镜像服务器不仅具有大型光盘塔数据库的超大存储容量,而且还具有与硬盘相同的访问速度,其单位存储成本(分摊到每张光盘上的设备成本)远低于光盘塔,因此迅速取代了光盘塔。部分图书馆前期花费大量经费购买使用的光盘塔被迅速淘汰,图书馆沦为新技术的试验田,承担了原本不应该承担的成本。

在快速应用期间,光存储技术本身也在不断发展,各种类型的数据库产品也不断推出,存储介质也开始由CD转向DVD,存储容量大幅度提高。DVD的出现让光存储技术有了更长的市场寿命,DVD取代CD,成为“数字图书馆存储的理想设备”[30]。但随着磁存储、U盘、网络存储等技术的飞速发展,很快就推翻了上面这个观点,光盘或以光盘为载体的电子资源及其服务迅速退出市场,就如同当年的软磁盘退出市场一样。

2.3 光存储技术的淡出(2013- )

随着网络的发展,光盘版的数据库产品慢慢退出市场,开始借助互联网来提供服务。尽管光盘版数据库产品有着数据更新慢,检索系统升级换代难,但考虑到部分特殊用户的需求,一些数据库服务供应商还是在坚持用光盘为用户提供数据服务,在很长一段里,光盘版、镜像版与网络版同时对外提供服务。一旦时机成熟后,供应商就会放弃了光盘版数据库。这其中最具有标志性事件是2013 年汤姆路透公司三大索引不再提供光盘更新服务。2013年,汤姆路透公司宁笔老师在其博客上透露,光盘版的SCI、SSCI、A&HCI索引数据库彻底退出市场,不再提供更新服务[31]。其实,在汤姆路透公司正式宣布此项决定之前,图书馆已经是多年没有订购光盘版数据库或光盘更新服务。在数据库服务供应商在推出网络版数据库的时候,图书馆就基本预测到光盘技术迟早会退出市场。苹果公司2008年1月推出不再配置DVD 光驱的超博笔记本Macbook Air[32],侧面佐证了图书馆的预测。鉴于苹果公司敏锐的市场洞察力和技术风向标,Macbook Air 的推出进一步指明了光盘技术的未来前景。尽管苹果公司后来推出外挂式DVD驱动器,但那也只是暂时满足市场需求的权宜之策,走向互联网是技术发展的必然趋势。

互联网的普及与网络存储技术的出现,让机构用户有了更好的选择,但后来出现的便携性更好、存储容量更大的U盘则是让普通用户彻底抛弃了光盘。传统的PC机或笔记本电脑不再安装光盘驱动器,也算是顺应这一历史潮流。光存储技术早已失去了技术创新的光环,但图书馆仍存有大量的光盘版电子资源,尤其是随书光盘,图书馆通过光盘塔或者光盘镜像服务器,继续为用户提供光盘访问服务。在长期保存上,图书馆和档案馆曾经将光盘技术作为长期保存的方案并将其付诸实践,但技术发展历史证明,光盘无法担任电子资源长期保存的载体,光盘都是载体迁移的迁出方,网络存储或大容量磁存储才是载体迁移的迁入目标[33-34]。

3 讨论与思考

光存储技术在图书馆应用历史不到40 年,但其在图书馆的应用基本告一段落。对于历史遗留的基于光存储介质的数据库或多媒体音像资料,图书馆也开始逐渐将他们迁移到本地的存储设备或网络存储上,光存储技术的光环基本消失。光存储技术近40年的应用历史不长,却占到了图书馆信息化约80年历史的一半,给图书馆带来了太多的影响和冲击,全面回顾和理性反思这一段近乎尘封的历史,对于图书馆未来采纳新技术是有较强的现实指导意义。

3.1 图书馆最为迫切的需求是积极采纳新技术的原动力

在当时技术背景下,图书馆需求存储的数据主要是书目数据、文摘数据、全文数据等,但当时的硬盘存储容量小、价格贵,软磁盘存储容量更小且容易损坏,磁带存储容量大些,但价格昂贵且读写不方便,主要用于数据备份,那么光盘的大容量与便携性就是图书馆应用光盘技术的主要驱动力。后来图书馆或商业机构适时推出的大量光盘版数据库是当时业界成功采用新技术的最好说明。然而信息技术的发展速度远超人们的想象,有些技术不经意之间就消失无影无踪。在数据库商或图书馆正计划将CD 升级到DVD 的时候,互联网的成功应用就让数据库商或图书馆失去了升级换代的兴趣,通过互联网交换和共享数据成为图书馆和数据库商的最佳选择。无伭是放弃DVD解决方案还是拥抱互联网解决方案,都直接反映出,最为迫切的对数据存储的需求是积极采用新技术的最原始动力。

3.2 理性分析新技术的采纳及采纳时机

光盘塔的出现一度让图书馆趋之若鹜,一些图书馆以技术创新者姿态积极拥抱它,但光盘塔只是提高了用户的便利性,并没有从本质上改善图书馆对数据存储的本质需求。再加上技术的迅猛发展,光盘塔很快被光盘镜像服务器和互联网所取代,从而使得这一类产品更似昙花一现,短时间内就面临着被淘汰的命运。这种昙花一现般的新技术在21世纪初再次出现,如2000年前后推出的联邦搜索系统。推出联邦搜索系统原本是用来降低用户使用负担,但实践证明联邦搜索加重了用户的认知负担,并没有对古董般的OPAC形成致命冲击。2006年前后推出的资源发现与服务传递(Resource Discovery and Delivery),即后来的资源发现系统(Discovery Systemt)或资源发现服务(Discovery Service),却很快就让联邦搜索失去市场。这些技术应用的历史理应让图书馆理性对待新技术,慎重决定引进的时机。在未来,新的技术产品仍会层出不穷,有些会产生颠覆性变革,但更多却只是昙花一现,这需要图书馆积极深入跟踪研究新技术在图书馆的应用可能,采取保守的技术策略,谨慎引进新技术。

3.3 主动参与或引导新产品的研发

光存储技术是解决了数据存储空间不足的问题,改变了图书馆的服务形式,但对图书馆现有的业务没有带来质的影响。当某项新技术的出现,图书馆就应该尽早研究,分析评估新技术或新产品对图书馆业务与服务带来的冲击和影响。这样,在新技术新产品尚处在萌芽状态时或发展初期,图书馆就主动发声,在一定程度上就可以参与甚至引导新产品的研发,尽可能避免被市场“牵着鼻子走”,减少损失少走弯路。当下图书馆与数据库商的矛盾,其实在光盘版数据库市场化的初期就出现端倪。图书馆作为文献数据库的积极推动者和应用者,最后反而“养虎为患”,任由网络数据库供应商控制数据库市场,随意定价,甚至垄断数据库市场。自从2005年在深圳图书馆得以成功应用RFID技术之后,公共图书馆或高校图书馆围绕RFID制定出一系列相关的标准规范,本质上是主动参与,引导新产品的研发,在业界取得了很好的成效。

3.4 妥善处理技术更新换代所引起的历史遗留问题

光存储技术及相关的软硬件可以快速退出,但光盘上载有的电子资源作为内容则应该保存下来。如何处理这些光盘版电子资源是图书馆必须面临的历史问题。光盘的使用寿命是有限的,且支持光盘使用的软硬件环境也会更新换代,但光盘上的数据却依然有着信息价值。新一代技术,如网络存储系统上、虚拟光驱技术、光盘镜像技术、系统环境仿真等,都可以用来解决光盘数据的长期保存和使用问题。在云计算时代,数字资源存储的发展方向是引入网络存储技术,让更高性能的服务器、高质量的存储器和更专业的技术人员来管理和维护图书馆的数据。图书馆可以不关心服务提供商采用的存储媒介,无伭存储技术如何变化,图书馆只需按需购买存储空间。解决数据的存储问题,不代表着解决了数据的可用问题。对于那些历史遗留下来的格式特殊的数据,图书馆还是需要采用各种迁移技术以解决数据可用问题,否则一堆存储状况良好但却无法使用的数据,其价值也是无法体现。

4 结语

移动硬盘、U盘为代表的移动存储介质的兴起,加上网络存储技术的冲击,曾经大规模应用的光存储技术不可避免地淡出历史。光存储技术的出现一度让图书馆兴奋不已,甚至设想用光盘取代藏书为图书馆描绘出美好的蓝图。例如,一个200万册藏书的图书馆可以纳入4,000张光盘中,所占的体积不到一立方米,书库的消失留下的空间将会被读者阅览空间所占,另外也可以让那些因老化、变脆而濒临毁灭的珍书善本焕发出生机[35]。时任中国版协电子出版研究会副理事长田胜立1996年就撰文呼吁将“我国的光盘图书室工程” 纳入到“九五规划”[36]。但最后的实践证明,对新兴技术抱有太多不切实际的过高期望和幻想。对待新技术,图书馆跟企业有着完全不一样的目的,图书馆并没有通过引进新技术来提高竞争优势的原始动力,更多也是为了改善服务,融入当前的技术环境,因技术上暂时落后的局面大多可以通过非技术性的努力来有效弥补。无伭什么技术,于图书馆而言,永远只是工具,总是服务于图书馆发展,图书馆不能为了引进技术而引进,让高涨的技术应用的热情冲昏了头脑。

注释

①光盘塔（CD-ROM Jukebox）是一种带有自动换盘机构（机械手）的光盘网络共享设备。光盘库一般由放置光盘的光盘架、自动换盘机构（机械手）和驱动器三部分组成。