網格技術與數字圖書館建設

網格（Grid）是互聯網信息技術發展的新趨勢，是高性能計算機、數據資源、因特網三種技術的有機組合和發展，它把分布在各地的各種計算機連接起來，進行資源共享。它的思想來源于電力網格，目的是將計算能力和信息資源像電力網一樣通過網絡形式方便地傳送到用戶中。因此，網格它是一個一致、開放、標準的計算環境的信息基礎設施；是一個支持聚合地理上廣泛分布的高性能計算資源、大容量數據和信息存儲資源；是一個軟件和應用系統、高速測試和獲取系統；是一個以人力等各種資源合作求解構造的系統。

一、網格技術的特點

網格的核心是“資源”以及對“資源的使用”，這里的“資源”包括計算機、數據庫、儀器設備、信息服務等極其廣泛的內容。網格的特點就是打破傳統的異構“孤島”強加在“資源”上的種種限制，為用戶提供一種前所未有的“高級服務”，主要包括：⑴資源的網格化，即將資源從特定的地理位置的限制束縛中解放出來，使得該資源可以通過網格輸送到任何角落，達到網格資源完全與地理位置無關的共享；⑵網格資源的協調，即對任何網格資源，在一定的標準規則和管理下，都可以實現相互協作，把網絡整合成一臺巨大的超級虛擬計算機，實現各種資源的全面共享，破除不同資源之間在廣泛共享與協作方面的障礙；⑶網格資源的融合，即打破原來加在資源能力和資源類型方面的限制，網格采用廣域緩存技術，能夠自動把用戶最需要的信息放在離用戶最近的服務器上，網格的體系結構將比因特網更能有效地利用網絡信息資源。因此，網格系統提供的資源，是可以進行任意動態組合的資源。

二、網格技術的作用

互聯網的作用是將各種計算機連結起來，而網格是將各種信息資源連結起來。互聯網實現了計算機硬件的連通，Web實現了網頁的連通，而網格則可以實現互聯網上所有資源包括硬軟件資源、計算資源、存儲資源、通信資源、信息資源、知識資源等的全面連通，通過網格系統進行利用，使網絡信息資源能充分利用，從而發揮網絡信息資源的價值。網格這場互聯網的革命，將會給院校及各行各業帶來巨大的效益，那時的高校圖書館就不僅僅一個或幾個高校的信息資源，它已擴展到這些相互聯結的龐大的網格社區，可以便捷的Web實現了網頁的連通獲取各種所需的信息資源。有人認為，美國上世紀70年代對因特網的研究導致了今天網絡經濟的繁榮，而現在對網格的研究可與今天的因特網一樣，將會給院校和社會的各個領域以及國民經濟產生巨大的影響，起到重大的作用。

三、網格技術發展現狀

由于網格是Internet發展的高級形式，可以連接廣域范圍內不同標準的異構“孤島”，形成龐大的全球計算體系，因此受到世界各國和組織的高度重視。其中較有代表性的研究項目及組織包括美國的Globus項目（目前已成為了事實上的標準）、日本的Ninf項目、澳大利亞的Gridsim項目等。網格技術的應用領域包括分布式超級計算、分布式儀器系統、數據密集型計算、遠程沉浸等許多方面。與網格技術研究熱潮相對應的是，眾多IT跨國巨頭紛紛公布自己以研究網格相關商業產品為核心的網格計劃和是已經開發的管理網格計算的硬件和軟件。

我國也非常重視網格技術的研究，863計劃已經啟動了中國網格技術的研究，著手建立我國的國家高性能計算環境和國家信息網格，中科院計算所的“織女星網格”項目與國內外其他網格研究項目相比，最大特點是“服務網格”（Service Grid）的概念。第一，它是一種通用網格，不只是支持科學計算，還支持其它服務，包括通信服務、數據服務、信息服務、計算服務、交易服務等等；第二，服務是基本的應用模式，即客戶端向網絡發出服務請示，網格完成服務，并將結果通知客戶端；第三，網格的主要評價標準不單純是計算速度等傳統指標，而是類似“服務等級協議”（Service Level Agreement）這樣的一套用戶滿意度或服務質量評價標準。中科院計算所目前正聯合國內重點高校開發網格操作系統，已經初步實現將分布在全國的國家高性能計算中心的超級計算機統一

資源目錄管理，不久的將來我國的信息網格將會發揮巨大的作用。

四、網格技術在數字圖書館建設中的應用

數字圖書館是運用多方面高新技術支持的數字信息資源系統，是將分散于不同載體、不同地域的數字化信息資源以網絡化方式互相聯結起來，實現資源共享。數字圖書館是計算機可處理的、有序組織的信息集合，是存儲數字信息的倉儲。而網格是高性能計算機、數據源、因特網三種技術的有機組合，它具有高性能、一體化、知識生產、資源共享、異地協同工作、支持開放標準、功能動態變化等優點，為數字圖書館建設提供了諸多的有利條件，主要以下幾方面。

1.網格有利于數字圖書館構造統一的平臺。網格技術的巨大優勢是比較明顯地降低建立網站和提供網絡服務的成本。網格的許多平臺和資源都是共享的，它將分布在各地的計算機、數據、信息、知識等組織成一個邏輯整體，此基礎上運行各自的應用網格，為數字圖書館提供各種一體化信息服務的信息基礎設施。在信息網格中，資源被統一管理和使用，在任務管理平臺、知識標引與檢索平臺、數據處理平臺、知識服務平臺上，信息處理是分布式、協作和智能化的，用戶可以通過單一入口訪問所有信息，而不是像目前的因特網那樣，需要在眾多網站中去尋找合適的信息。我國的“織女星網格”不同于國外其他網格的是，側重于“服務網格”（Service Grid），其應用軟件可以為圖書館提供高質量的知識服務平臺，該平臺除了能提供各種知識服務外，其形式之簡便、手段之完美及評價指標之完善可能是現時任何信息服務體系都不能達到的。

2.網格有利于實現數字圖書館的資源共享。網格打破了傳統的強加在資源上的限制，將網絡上大量分布與異構的資源進行統一管理。因此，網格系統提供的資源，是增強和放大后的可以動態任意組合的資源。隨著網格技術的逐步成熟，我們可以建立國家地區性的圖書館網格，將多媒體教學軟件、數字信息資源和數據庫資源等通過網格“集中”使用，從而實現文獻信息資源的全面共享，避免資源建設的重復勞動和投資浪費。網格技術的進一步充分應用，能夠極大地提高數字圖書館資源的利用效率。網格計算可以合理而有效地將遠程資源高效地組織起來，形成超強的能力。

3.網格有利于數字圖書館進行知識管理。網格提供廣域的高性能的計算環境在圖書館知識管理中，高速帶寬及數據處理能力，一方面可以為圖書館數據處理人員包括采訪、編目、參考咨詢、技術開發等部門的館員提供更加寬松友好的數據處理界面，另一方面可以改善圖書館網頁的質量，保證用戶的查詢速度，滿足用戶的信息需求。網格為知識組織提供了更為先進的技術圖書館，網格操作系統還可以在客戶提出請求或查詢時，網絡將會自動處理分析，提供自動生成目錄和緩存等技術，可以大大提高網格信息查詢和瀏覽速度，并把有關的結果傳送到客戶登錄的節點上，從而使得數字圖書館的服務更加完善，減少網絡流量。這樣，網絡用戶可以通過網格門戶技術，透明地使用整個網格上的資源，減少盲目瀏覽查詢的時間，提高知識的利用效率。網格又為知識挖掘提供更加成熟的開發工具和軟件，也為圖書館知識管理提供諸多的應用平臺。

（作者單位：北華大學）