基于Agent技術(shù)的數(shù)字圖書館互操作方案

虞俊杰

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖書館，江蘇 常州 213164）

目前的數(shù)字圖書館在發(fā)展過程中不可避免地存在分布性和異構(gòu)性的特征，這既是因?yàn)椴煌膱D書館信息資源的側(cè)重點(diǎn)和信息組織模式不盡相同，也是因?yàn)椴煌瑪?shù)字圖書館在數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)的平臺(tái)、協(xié)議和技術(shù)結(jié)構(gòu)有很大差異。數(shù)字鴻溝的存在使得用戶訪問不同類型的數(shù)字圖書館時(shí)往往需要不同的模式，且圖書館之間數(shù)據(jù)的交流與整合也存在困難，這給用戶的使用和數(shù)字圖書館的進(jìn)一步發(fā)展制造了技術(shù)上的瓶頸。在這樣的背景下，互操作技術(shù)開始在數(shù)字圖書館的實(shí)現(xiàn)方案中受到廣泛重視。

關(guān)于互操作技術(shù)，目前業(yè)界并沒有一個(gè)統(tǒng)一的定義，但是大致上可以將其認(rèn)定為：交換和共享文檔、查詢及服務(wù)的能力，由技術(shù)、組織和內(nèi)容3方面組成。[1]就目前的數(shù)字圖書館發(fā)展情況而言，信息的查詢、資源的共享、信息搜索管理以及圖書館的付費(fèi)服務(wù)管理等，都和互操作技術(shù)緊密相關(guān)。

在現(xiàn)有的數(shù)字圖書館互操作實(shí)現(xiàn)方法中，基本上都沒有考慮網(wǎng)絡(luò)因素（如網(wǎng)絡(luò)低帶寬、高延遲、負(fù)載重和不可靠網(wǎng)絡(luò)連接等）對(duì)數(shù)字圖書館互操作服務(wù)質(zhì)量的影響。而基于移動(dòng)Agent技術(shù)的互操作方案，在這些方面卻有較為突出的優(yōu)勢(shì)，具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義，關(guān)于其系統(tǒng)框架的構(gòu)建，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析。

1 傳統(tǒng)互操作模式的缺陷

分布式搜索和OAI元數(shù)據(jù)Harvesting是兩種常用的數(shù)字圖書館互操作實(shí)現(xiàn)方法。利用分布式搜索方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館互操作的基本思想是：將用戶提交的查詢實(shí)時(shí)地送往參與互操作的所有數(shù)字圖書館站點(diǎn)，收集每個(gè)數(shù)字圖書館返回的查詢結(jié)果，綜合整理后交給用戶。在這種互操作方法中，由于查詢被實(shí)時(shí)地送往遠(yuǎn)程數(shù)字圖書館站點(diǎn)，所以查詢響應(yīng)時(shí)間往往難以得到保證，其服務(wù)質(zhì)量通常由參與互操作的數(shù)字圖書館中最差者決定。

利用OAI元數(shù)據(jù)Harvesting方法實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館互操作的基本思想是：從參與互操作的各數(shù)字圖書館站點(diǎn)收集并提取元數(shù)據(jù)，經(jīng)過合并處理后集中保存在數(shù)字圖書館門戶（portal）站點(diǎn)的一個(gè)元數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)中，用戶對(duì)保存在門戶站點(diǎn)倉儲(chǔ)中的元數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。這種方法在門戶站點(diǎn)維護(hù)了一個(gè)所有參與互操作的數(shù)字圖書館館藏元數(shù)據(jù)的副本，因此能夠保證有較好的查詢響應(yīng)時(shí)間，并且具有較好的可擴(kuò)充性。基于OAI元數(shù)據(jù)Harvesting的數(shù)字圖書館互操作服務(wù)的質(zhì)量主要取決于從各數(shù)字圖書館站點(diǎn)采集到的元數(shù)據(jù)，而元數(shù)據(jù)的采集在很大程度上受到網(wǎng)絡(luò)方面因素的影響，因此需要在數(shù)字圖書館的門戶站點(diǎn)與各數(shù)字圖書館站點(diǎn)的服務(wù)器之間保持可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。顯然，這在網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或不可靠的環(huán)境下是很難得到保證的。

將移動(dòng)Agent引入數(shù)字圖書館領(lǐng)域，則可以利用移動(dòng)Agent技術(shù)解決上述數(shù)字圖書館互操作方法中存在的一些問題，以提高低帶寬、負(fù)載重、高延遲和不可靠網(wǎng)絡(luò)連接等環(huán)境下數(shù)字圖書館互操作服務(wù)的質(zhì)量。

2 移動(dòng)Agent技術(shù)

Agent（包括智能Agent、多Agent系統(tǒng)和移動(dòng)Agent）的技術(shù)、理論和方法為建立大規(guī)模異構(gòu)、分布式應(yīng)用提供了一種典型的范例，已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的廣泛關(guān)注。而A－gent技術(shù)之所以受到如此重視和快速發(fā)展，其中一個(gè)主要原因是它能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)管理、Internet信息服務(wù)以及電子商務(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域提供關(guān)鍵的支撐技術(shù)。移動(dòng)Agent技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)資源的互換與交流，然后移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)中的其他地方繼續(xù)其執(zhí)行，最后以異步方式返回結(jié)果和消息。移動(dòng)Agent技術(shù)是A－gent技術(shù)與分布式計(jì)算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)不僅為分布式計(jì)算技術(shù)增加了智能性和動(dòng)態(tài)性，而且進(jìn)一步擴(kuò)展了Agent處理事務(wù)的功能。

傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程過程調(diào)用（RPC）客戶與服務(wù)器之間的交互需要保持連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)通信連接，直到客戶得到所需要的結(jié)果。而移動(dòng)Agent可以遷移到服務(wù)器端直接與服務(wù)器上的程序進(jìn)行本地通信，這種本地通信不再占用網(wǎng)絡(luò)資源。位于主機(jī)A上的移動(dòng)Agent在執(zhí)行期間可以根據(jù)需要，分別遷移到主機(jī)B和主機(jī)C上執(zhí)行，分別與主機(jī)B上的數(shù)據(jù)源和主機(jī)C上的Agent交互，完成所需要的操作任務(wù)。

3 移動(dòng)Agent技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3.1 節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬

移動(dòng)Agent技術(shù)將計(jì)算移向數(shù)據(jù)，而不是像傳統(tǒng)的客戶——服務(wù)器方法那樣將數(shù)據(jù)移向計(jì)算，從而避免了大量數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸，降低了系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的依賴。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，移動(dòng)Agent可以派到數(shù)據(jù)源端執(zhí)行，并且直接與數(shù)據(jù)源交互，可以有效減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

3.2 減少網(wǎng)絡(luò)延遲

由于移動(dòng)Agent能夠遷移到服務(wù)器端訪問資源，直接帶（傳）回最終結(jié)果，所以避免了中間數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。

3.3 異步、自主地執(zhí)行

一旦移動(dòng)Agent從客戶端遷移到服務(wù)器端，它可以自主地執(zhí)行，此期間不需要在客戶機(jī)與服務(wù)器之間保持持續(xù)的網(wǎng)絡(luò)連接，甚至可以斷開網(wǎng)絡(luò)連接，直到想回收Agent或再次傳送Agent。這一特性非常適合于應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接斷續(xù)或不可靠環(huán)境（如無線網(wǎng)環(huán)境）。

由于移動(dòng)Agent所具有的這些優(yōu)越性，使其在數(shù)字圖書館的分布式信息檢索、并行處理、個(gè)人助理、安全服務(wù)中介以及網(wǎng)絡(luò)管理等方面有著廣泛的應(yīng)用。

4 基于移動(dòng)Agent的數(shù)字圖書館互操作方案

4．1 分布式搜索技術(shù)與移動(dòng)Agent技術(shù)的集成

將傳統(tǒng)的分布式搜索技術(shù)與移動(dòng)Agent技術(shù)進(jìn)行集成，通過移動(dòng)Agent將用戶提交的查詢動(dòng)態(tài)地送往參與互操作的數(shù)字圖書館服務(wù)器端執(zhí)行，不僅可以大大減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，消除網(wǎng)絡(luò)延遲，而且可以不受網(wǎng)絡(luò)連接的限制。

在分布式搜索技術(shù)與移動(dòng)Agent技術(shù)集成的互操作系統(tǒng)中，數(shù)字圖書館元搜索引擎是其核心部分，它集成了移動(dòng)A－gent的基本設(shè)施（如創(chuàng)建和發(fā)送Agent等）。此外還必須增添以下功能：①根據(jù)用戶提交的查詢創(chuàng)建移動(dòng)Agent；②將攜帶用戶查詢的移動(dòng)Agent派往到參與互操作的遠(yuǎn)程數(shù)字圖書館服務(wù)器端執(zhí)行；③接收移動(dòng)Agent發(fā)送的查詢結(jié)果。

移動(dòng)Agent執(zhí)行環(huán)境是支持Agent運(yùn)行的關(guān)鍵部分，移動(dòng)Agent與靜態(tài)Agent的交互以及靜態(tài)Agen對(duì)本地?cái)?shù)字圖書館的訪問均由它來控制并提供支持。靜態(tài)Agent負(fù)責(zé)接收移動(dòng)Agent送來的查詢請(qǐng)求，執(zhí)行數(shù)字圖書館的查詢操作，并將查詢結(jié)果交給相應(yīng)的移動(dòng)Agent。被派往遠(yuǎn)程數(shù)字圖書館服務(wù)器端的移動(dòng)Agent成功地發(fā)送查詢結(jié)果后，自行銷毀。具體工作過程如表1所示。

表1 集成移動(dòng)Agent和分布式搜索的數(shù)字圖書館互操作流程

4.2 OAI技術(shù)與移動(dòng)Agent技術(shù)的集成

OAI技術(shù)實(shí)際上是通過在數(shù)據(jù)提供者和服務(wù)提供者之間定義一個(gè)簡單的協(xié)議（OAI-PMH）來實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館的互操作，主要通過OAI元數(shù)據(jù)Harvester程序定期地向參與互操作的數(shù)字圖書館站點(diǎn)發(fā)送協(xié)議請(qǐng)求（如選擇性Harvesting）來采集元數(shù)據(jù)。然而，這種獲取元數(shù)據(jù)的方式往往受到網(wǎng)絡(luò)方面因素（如網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過重和不可靠網(wǎng)絡(luò)連接等）的影響。

將OAI技術(shù)與移動(dòng)Agent技術(shù)集成，通過將移動(dòng)Agent派往參與互操作的數(shù)字圖書館站點(diǎn)采集元數(shù)據(jù)，可以彌補(bǔ)這一缺陷。基于移動(dòng)Agent的OAIHarvester程序負(fù)責(zé)從參與操作的數(shù)字圖書館站點(diǎn)采集元數(shù)據(jù)，它主要完成以下工作：①定期為要發(fā)送的協(xié)議請(qǐng)求創(chuàng)建相應(yīng)的移動(dòng)Agent，并填寫好遷移計(jì)劃表，然后將其派往到指定的數(shù)字圖書館站點(diǎn)（如DL1）；②接收移動(dòng)Agent發(fā)送的元數(shù)據(jù)記錄；③將接收到的元數(shù)據(jù)存入元數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)（如MySQL數(shù)據(jù)庫）中，供高層搜索服務(wù)訪問。

靜態(tài)Agent負(fù)責(zé)接收移動(dòng)Agent送來的協(xié)議請(qǐng)求，并根據(jù)該協(xié)議請(qǐng)求采集相應(yīng)的元數(shù)據(jù)交給移動(dòng)Agent。移動(dòng)Agent再將采集到的元數(shù)據(jù)發(fā)送給OAIHarvester程序，然后遷移到下一個(gè)數(shù)字圖書館站點(diǎn)（如DL2）執(zhí)行同樣的操作，直到全部數(shù)字圖書館站點(diǎn)訪問完成后自行銷毀。具體工作過程如表2所示。為了支持移動(dòng)Agent的運(yùn)行，要求參與互操作的所有數(shù)字圖書館站點(diǎn)必須安裝移動(dòng)Agent執(zhí)行環(huán)境。

表2 集成移動(dòng)Agent和OAI技術(shù)的數(shù)字圖書館互操作過程

操作的交互性和資源信息的流動(dòng)性與共享性是未來數(shù)字圖書館發(fā)展的重要方向，互操作技術(shù)作為這一發(fā)展的重要技術(shù)支撐，應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視。Agent技術(shù)目前日趨成熟，憑借其良好的交互性和自主異步性，以及對(duì)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化必將成為未來數(shù)字圖書館互操作技術(shù)的研究熱點(diǎn)。雖然目前我國在Agent技術(shù)研究方面還處于起步階段，但只要能積極學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，一定可以在數(shù)字圖書館互操作技術(shù)層面有更大的突破。

[1] 耿廣利.關(guān)于現(xiàn)代數(shù)字圖書館建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].鄭州工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2008（1）.

[2] 胡玫艷.論互操作技術(shù)的建設(shè)與發(fā)展[J].現(xiàn)代管理，2009（9）.

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