數字圖書館技術體系結構的研究歷程與特征分析

發布時間：2021-07-19所屬分類：管理論文瀏覽：1次

摘 要： 摘要：數字圖書館技術體系結構承載著數字圖書館的功能實現，決定了數字圖書館的發展范式。梳理數字圖書館技術體系結構的研究歷程，有利于認清其發展脈絡，為推動數字圖書館技術體系結構的更新與完善提供理論支撐。本文主要采用文獻調研法、內容分析法梳理國

　　摘要：數字圖書館技術體系結構承載著數字圖書館的功能實現，決定了數字圖書館的發展范式。梳理數字圖書館技術體系結構的研究歷程，有利于認清其發展脈絡，為推動數字圖書館技術體系結構的更新與完善提供理論支撐。本文主要采用文獻調研法、內容分析法梳理國內外學者有關數字圖書館技術體系結構的研究，根據現有研究的內容側重點，劃分數字圖書館技術體系結構的發展階段，并就每一階段的研究特點進行深入剖析。將1992年至今的數字圖書館技術體系結構研究歷程劃分為四個階段。第一階段：基于試驗型項目的數字圖書館技術體系結構研究(1992—1998年)。第二階段：基于應用型項目的數字圖書館技術體系結構研究(1999—2003年)。第三階段：基于集成服務的數字圖書館技術體系結構研究(2004—2008年)。第四階段：基于云計算、智慧服務的數字圖書館技術體系結構研究(2009年至今)。

　　關鍵詞：數字圖書館;技術體系結構;研究歷程

　　數字圖書館相關研究最早可以追溯到20世紀90年代，自此之后，世界各國爭相投入到數字圖書館研究浪潮中，并取得許多令人欣喜的成果。現今數字圖書館研究已經走過近三十年，然而圖書館人對其熱情卻有增無減，相關研究成果的數量仍保持穩定增長趨勢。相應的，作為數字圖書館長久以來的研究重點，以信息技術為支撐、以實現數字圖書館功能為導向的核心組件邏輯框架，即數字圖書館技術體系結構，也得到了研究人員的廣泛關注與重視。

　　1研究方法

　　本文采用文獻調研法，于2021年2月在CNKI、WebofScience、Scopus等數據庫中進行中外文文獻搜索。使用“數字圖書館”并含“體系結構”及其對應的單詞“‘digitallibrary’AND‘architecture’”進行標題檢索，剔除涉及數字圖書館資源體系結構、服務體系結構和標準規范體系結構等非直接相關文獻，搜集20世紀90年代以來國內外涉及數字圖書館技術體系結構的研究文獻。同時，考慮到近年來在新興技術推動下數字圖書館技術體系結構的發展與演進，筆者又以“數字圖書館”并含“云計算”“大數據”“物聯網”“增強現實”“虛擬現實”“人工智能”及其對應的英文表達進行標題檢索，獲取2009年至今發表的相關文獻，最終共得到與數字圖書館技術體系結構相關的文獻136篇，其中中文文獻70篇、英文文獻66篇。

　　從文獻檢索結果可知，國內外最早出現該主題研究論文的時間均為1997年，且發文總量隨著時間推移呈先增長后下降的趨勢。其中，2004—2008年國內外發文總量年均達到10篇左右，反映出這一時期國內外學者積極探索并推進數字圖書館技術體系結構的相關研究工作。2012年以來，國內外學者發表的關于數字圖書館體系結構的論文數量逐年減少。這說明在數字圖書館產生初期學者對其技術體系結構研究的熱情較高，而隨著數字圖書館逐漸發展成熟，學者開始將研究視角聚焦到數字圖書館技術體系結構的具體模塊構成。不過，作為數字圖書館技術架構的基礎，數字圖書館的技術體系結構仍是一個值得探討的話題，研究其發展沿革與技術演進對于實現新技術引進背景下數字圖書館技術體系結構的創新發展十分必要。

　　在此基礎上，深入研讀上述論文的研究角度與內容側重點，以確定其階段性研究特征。同時，考慮到數字圖書館的建設實踐影響著學者對其技術體系結構的研究主題，本文進一步采用網站調研法和案例分析法，通過選取國內外典型的數字圖書館原型項目與實踐項目，從環境因素、設計理念、功能定位、設計原則、層次結構、基本組件、支撐技術等角度出發，總結其基本特征，為劃分數字圖書館技術體系結構的階段性研究特點提供依據，并結合數字圖書館研究與建設的發展階段特征、國內外學者有關數字圖書館技術體系結構的研究主題演化，將1992年至今的數字圖書館技術體系結構的研究歷程劃分為四個階段(見圖1)，以時間為線索系統梳理并深入分析每一發展階段的研究成果與研究特點，以實現對1992年至今的數字圖書館技術體系結構相關研究的全面掃描。

　　2第一階段：基于試驗型項目的數字圖書館技術體系結構研究(1992—1998年)

　　2.1發展概況

　　從數字圖書館的研究歷程來看，最早開啟數字圖書館研究的是英國，1993年開啟電子圖書館(ElectronicLibrary)項目的研究[1]。隨后美國意識到這一領域的重要性，緊接著于1994年由美國國家科學基金委(NationalScienceFoundation，NSF)資助了數字圖書館(DigitalLibrary)項目的研究與建設，即美國數字圖書館先導計劃一期工程(1994—1998年)。根據美國數字圖書館專家Arms的研究，1992年啟動、1996年結項驗收的“計算機科學技術報告項目”(ComputerScienceTechnicalReportsProject，CSTR)[2]，將數字圖書館技術體系結構納入其研究范圍，并通過Kahn等[3]于1995年發表的《分布式數字對象服務框架》，將早期的數字圖書館技術體系結構概括為用于管理網絡環境下各種數字資料的數字對象、用于識別數字對象和其他網絡資源的句柄、用于存儲數字對象的存儲庫3個組成部分。從這一角度看，有關數字圖書館技術體系結構的最早研究時間可以追溯到1992年。

　　美國數字圖書館先導計劃一期工程結束后，美國在此研究成果的基礎上，于1999年啟動了數字圖書館先導計劃二期工程，并圍繞以人為中心、以資源為中心和以技術為中心，深化數字圖書館技術體系結構的研究與應用，從立足于試驗型數字圖書館項目、初步應用于建設型數字圖書館項目，拓展到深入結合試驗型數字圖書館項目、廣泛應用于建設型數字圖書館項目。基于上述分析，可以將1992—1998年，作為數字圖書館技術體系結構研究的第一階段。

　　2.2代表性研究觀點

　　Arms認為，靈活的信息組織是任何數字圖書館的一個核心設計問題。20世紀90年代初期，Arms就開始和美國國會圖書館的國家數字圖書館項目(NationalDigitalLibraryProject，NDLP)成員合作，開展數字圖書館技術體系結構方面的研究，以構建一個實驗性的系統來組織和存儲圖書館的各類館藏，并于1995年進一步提出構建數字圖書館技術體系結構需要考慮的八項原則[4]：在社會、法律框架中設計數字圖書館技術體系結構框架;使用規范化的定義對技術體系結構中的術語進行詳細說明;從技術上把數據、結構和服務分離開;名稱和標識符是數字圖書館的基本構件;數字圖書館館藏資源并不局限于“位”字節;投入使用的館藏資源與存儲的館藏資源不同;存儲庫須全面管理館藏資源;用戶希望獲得智能化資源而非數字對象。這八項原則已發展成為第一代數字圖書館研究型項目或應用型項目在構建技術體系結構時普遍考慮的標準。

　　經過早期的實驗開發，到1995年，部分數字圖書館項目已開始使用Kahn等專家提出的理論與體系，開發并構建完整的數字圖書館系統。與此同時，Lagoze等[5]深入探討數字圖書館技術體系結構的設計理念，并對數字圖書館存儲庫的定位與功能做了全面描述。同年，Lagoze等[6]合作完成的技術報告《互操作安全對象存儲的設計》則成為首個數字圖書館存儲庫設計與部署的理論指南。而在數字圖書館技術體系結構另一重要組件即句柄的研究方面，有關學術論文與技術報告在1992年就已出現[7]。

　　1996年，Arms[8]突破之前有關學者關于數字圖書館技術體系結構的研究立足于試驗型數字圖書館項目的研究局限，開始以美國國會圖書館啟動的NDLP項目為研究對象，深入分析其技術體系結構的要素[9]。作為數字圖書館建設早期在世界范圍內較有影響力的大型項目，該項目的建設目標是將美國國會圖書館收藏的具有歷史價值的文物與資源數字化，從而滿足大眾在線訪問需求。因此，對于早期以資源數字化并提供在線訪問為建設重點的數字圖書館項目而言，其技術體系結構的設計具有較高的實際參考價值。而美國國會圖書館也意識到這一點，將有關該項目的技術體系結構的研究資料加以系統整理，并對外發布，以此帶動了全球數字圖書館的建設與發展[10]。

　　1997年，Arms等[11]在其有關數字圖書館技術體系結構奠基性研究論文中指出，數字圖書館技術體系結構主要由用戶界面、存儲系統、句柄系統和檢索系統等構成。

　　1998年，Payette[12]就數字圖書館技術體系結構的研究意義、基本構成和以服務為導向的數字圖書館技術體系結構等開展研究，指出數字圖書館技術體系結構的實際意義在于解決富文本模型，即數字對象的存儲與管理、永久與唯一的命名機制、定義清晰的數字圖書館服務、資源發現的便利性、數字圖書館館藏的管理、分布式內容與服務的管理、知識產權的管理等問題。

　　2.3研究特征

　　概括來看，在數字圖書館技術體系結構研究發展的第一階段(1992—1998年)，相關研究主要呈現出以下特征。

　　(1)研究素材來源較為集中。這一時期國內外有關數字圖書館技術體系結構的研究，多基于英、美等國家規劃或啟動的數字圖書館建設實踐項目進行案例分析和歸納，試圖發現數字圖書館技術體系結構的設計理念和未來發展。且從相關研究成果的影響力來看，美國數字圖書館研究與建設主體產出的科研成果占據重要地位。

　　(2)研究重點突出。雖然在此階段國外相關學者對數字圖書館技術體系結構的研究內容較為廣泛，但也有較為明顯的研究重點，如強調數字圖書館技術體系結構的構成要素、功能定位、建設原則等內容。這與數字圖書館在此時期的發展特點存在較大關聯。早期數字圖書館建設的核心目標是通過促進數字資源的收集、存儲、處理和組織，以便于用戶通過網絡對其進行查詢、檢索和使用，與數字圖書館有關的服務架構尚處于發展和完善階段。而作為數字圖書館信息系統的構成基礎，數字圖書館技術體系結構的實踐探索主要聚焦在宏觀設想、內容構成的研究層面。

　　(3)研究層次不斷向著縱深發展。隨著數字圖書館建設項目的不斷成熟，學者對數字圖書館技術體系結構的研究也逐漸從理論探討深入到實踐分析的層面，即突破傳統基于試驗型數字圖書館項目研究的局限，開始以應用型數字圖書館建設項目為研究主體，相關研究理論推陳出新，也進一步促進了數字圖書館技術體系結構的實施建設與設計開發。

　　(4)國內外研究水平存在較大差距。與國外學界或業界對數字圖書館技術體系結構的研究相比，可以說，在數字圖書館技術體系結構第一階段的研究中，我國學者并沒有過多的參與。這一方面緣于我國數字圖書館項目在此時期的建設仍有待深入，另一方面是因為我國數字圖書館建設者與研究者仍未能充分了解數字圖書館技術體系結構的實質與價值，故對其研究基本處于待開墾階段。

　　3第二階段：基于應用型項目的數字圖書館技術體系結構研究(1999—2003年)

　　3.1發展概況

　　數字圖書館技術體系結構研究發展的第二階段為1999—2003年。在這一研究階段，數字圖書館技術體系結構領域較為突出的研究成果是美國數字圖書館先導計劃二期工程(DLI-II，1999—2004年)的研究。DLI-II將擬資助的數字圖書館項目劃分為3個子領域：以人為中心的數字圖書館項目，以資源為中心的數字圖書館項目，以信息技術為中心的數字圖書館項目。根據不同的研究定位，資助不同的研究型數字圖書館項目，并由此衍生出不同功能定位與層次結構的數字圖書館技術體系結構。

　　在這一發展時期，世界范圍內圍繞數字圖書館技術體系結構的理論研究、試驗型數字圖書館項目的研究與應用型數字圖書館項目的建設不斷得到深入推進。與此同時，我國數字圖書館界在前期數字圖書館的理論研究、試驗型或研究型數字圖書館的探索以及借鑒國外數字圖書館研究與建設經驗的基礎上，開始全面啟動建設型或工程型數字圖書館項目的建設，學術界也開始進一步對數字圖書館技術體系結構給予高度重視，研究的關注度明顯提升。此時段國內外圍繞數字圖書館技術體系結構研究的突出特點體現為：結合應用型數字圖書館項目，提出更具有針對性、實用性的數字圖書館技術體系結構設計策略與建議。

　　3.2代表性研究觀點

　　1999年，來自國際技術研究學會(InternationalTechnologyResearchInstitute，ITRI)世界技術部的學者研究指出[13]，數字圖書館技術體系結構應該有利于：為數字圖書館系統提供采集、編目、存儲、搜索、保護和檢索信息的集成服務;可使海量的數據有序化并改變由于信息管理不善造成許多重要的信息出現不連貫、不可用或丟失的現狀;數字圖書館技術體系結構應注重組織、采集、保存和利用各種信息;數字圖書館技術體系結構可方便地部署在某個特定的硬件、網絡和軟件上。同時指出，數字圖書館技術體系結構由數字圖書館操作體系結構、技術體系和系統架構構成。

　　1999年，根據NSF的合作協議ENG-9707092，由NSF和美國國防部高級研究計劃局(DARPA)資助，并由美國馬里蘭州洛約拉學院國際技術研究院開展研究的數字圖書館技術體系結構項目課題組發表研究成果。該課題組對日本早期啟動的數字圖書館的技術體系結構、系統和軟件組件等開展深入調研[13]。同年，國內學者鄭巧英等[14]結合上海交通大學數字圖書館的建設，介紹該原型項目的技術體系結構，開創了我國學者圍繞數字圖書館技術體系結構開展研究的歷史先河。

　　2000年3月，加利福尼亞數字圖書館項目組發布《數字圖書館技術體系結構與標準》研究報告[15]。同年，國內學者進一步圍繞數字圖書館技術體系結構開展研究。如歐潔等[16]分析了數字圖書館的數字對象體系結構，張健等[17]研究了開放體系分布式數字圖書館原型設計，王軍等[18]初次較為全面地介紹了數字圖書館技術體系結構的主要類型與支撐技術。

　　2001年，Suleman等指出[19]，需要建立一個開放的數字圖書館技術體系結構，以支持組件的內部封裝。同年，孫一鋼[20]首次提出數字圖書館“技術體系結構”的確切表達。與此同時，鄭彥寧[21]也進一步研究了具有集中索引的數字圖書館系統結構。

　　2002年，美國學者Janée等[22]在研究亞歷山大數字圖書館項目(AlexandriaDigitalLibraryProject)技術體系結構的報告中指出，亞歷山大數字圖書館技術體系結構包括組件、數據模型、服務和用戶界面。同年，我國學者真溱[23]、馬自衛[24]、王軍[25]、盛小平[26]對數字圖書館技術體系結構的研究進一步深入，發表了一系列較有影響力的論文;而陳梅[27]的博士學位論文《數字圖書館體系結構參考模型》，將我國數字圖書館學界對數字圖書館技術體系結構的研究進一步推向成熟。

　　進入2003年，來自印度統計研究院(IndianStatisticalInstitute)的Pandey[28]研究指出，數字圖書館是一個復雜系統，一個數字圖書館可以具有多層的技術體系結構，不同的數字圖書館具有不同的技術體系結構。同年，劉煒等[29]在數字圖書館的體系結構與元數據領域開展了深入研究，孫魁明等[30]發表了《數字圖書館體系結構的研究與實現》，牛振東等[31]梳理了數字圖書館體系結構的發展，葉鷹等[32]進一步構建了數字圖書館的體系結構與理論模型。值得一提的是，我國學者韓毅[33]根據網格技術的特點及其對數字圖書館系統可能帶來的影響，在國內首次發表了在網格技術平臺上如何設計與部署數字圖書館技術體系結構的研究論文。

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　　3.3研究特征

　　總的來說，在數字圖書館技術體系結構研究發展的第二階段(1999—2003年)，相關研究主要呈現出以下特征。

　　(1)在研究方法中更多應用案例分析進行歸納總結�；�于上述分析可知，在數字圖書館技術體系結構研究的第二發展階段，隨著各類新概念、新技術和新工具引入到數字圖書館項目建設實踐中，國內外有關數字圖書館技術體系結構的研究也積極引入數字圖書館項目工程，如開始關注到日本早期啟動的數字圖書館、加利福尼亞數字圖書館項目、亞歷山大數字圖書館等發展前景廣闊的數字圖書館的技術體系結構，從而通過案例分析法從中歸納提煉出數字圖書館技術體系結構的基本構成、設計策略以及功能定位等內容。同時，且與第一階段研究特征類似，以美國為代表的數字圖書館研究與建設主體依然是此領域的世界引領者。

　　(2)國內研究迎來高速發展階段�？傮w而言，相較于第一階段，在數字圖書館技術體系結構第二階段的研究中，我國學者已高度意識到數字圖書館技術體系結構的重要性，并給予充分重視。這主要是因為，隨著我國大規模數字圖書館建設項目的立項與實施，解決數字圖書館技術體系結構的問題，已成為數字圖書館建設的首要環節�？梢园l現，自2001年開始，我國學者對數字圖書館技術體系結構的研究進入一個高速發展時期。這股研究熱潮，一直持續至今。

　　(3)研究內容更加廣泛。與第一階段數字圖書館技術體系結構的研究內容相比，第二階段對于數字圖書館技術體系結構的研究內容更加廣泛，包含數字圖書館技術體系結構的基本概念、核心特點、功能定位、構成要素、突出優勢、建設標準、實施規范、支持技術以及服務形式等多個維度。進一步結合數字圖書館的發展特點來看，在此期間數字圖書館的應用領域、建設規模、服務內容及運作形式等方面都取得了極大拓展，促使不同功能定位和結構層次的數字圖書館技術體系結構不斷出現和衍生，為學術界從不同維度探索數字圖書館技術體系結構提供了基礎資料和參考依據。

　　(4)研究成果更具針對性和實用性。值得注意的是，由于在數字圖書館技術體系結構研究的第二階段期間，各類數字圖書館建設項目也在如火如荼地開展，因此學者對數字圖書館技術體系結構的研究更加注重實踐與應用，研究既有針對正在投入使用的數字圖書館技術體系結構的現狀總結，也有對未來數字圖書館技術體系結構的設計優化，這對后期數字圖書館技術體系結構的多技術融合、多學科交叉的縱深發展奠定了重要基礎�？梢哉f，數字圖書館技術體系結構研究的第二階段產出的研究成果更具實用價值。——論文作者：黃國彬1鄭霞1孫一鋼2劉燕權3