云計(jì)算環(huán)境下圖書館云閱讀終端設(shè)計(jì)

●馬曉亭 ，陳 臣 （蘭州商學(xué)院.信息工程學(xué)院；.網(wǎng)絡(luò)中心，蘭州 730020）

1 引言

云計(jì)算（Cloud Computing）是一種新的基礎(chǔ)設(shè)施共享架構(gòu)與資源交付方式，是將巨大的云系統(tǒng)IT資源、系統(tǒng)云服務(wù)和云應(yīng)用整合為資源池方式集中管理，以按需和易擴(kuò)展方式為用戶分配所需的云系統(tǒng)資源，為用戶提供云計(jì)算環(huán)境下高效、安全、經(jīng)濟(jì)、便捷的IT服務(wù)。目前，云計(jì)算已成為數(shù)字圖書館建設(shè)的核心技術(shù)與發(fā)展方向，使數(shù)字圖書館建設(shè)擺脫了基礎(chǔ)設(shè)施資源建設(shè)成本昂貴、云專業(yè)技術(shù)人員匱乏、云安全要求高、建設(shè)與運(yùn)營維護(hù)成本效益最優(yōu)化難度大的束縛。

圖書館開展云個(gè)性化服務(wù)的效率、質(zhì)量、安全性、經(jīng)濟(jì)性是評(píng)價(jià)云圖書館建設(shè)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，而用戶滿意度則是決定云圖書館價(jià)值與發(fā)展方向的核心準(zhǔn)則。隨著云技術(shù)的發(fā)展，圖書館云數(shù)據(jù)中心、云數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、云系統(tǒng)管理運(yùn)營策略、云用戶個(gè)性化服務(wù)模式趨于成熟，能夠滿足不同規(guī)模、服務(wù)模式、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的云圖書館建設(shè)與服務(wù)需求。在云計(jì)算環(huán)境下數(shù)字圖書館服務(wù)鏈中，云終端設(shè)備是決定讀者云閱讀滿意度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。只有建設(shè)高效、智能、多服務(wù)功能、經(jīng)濟(jì)低碳的用戶云閱讀終端，才能為讀者提供豐富、滿意、多模式的云個(gè)性化閱讀體驗(yàn)。

2 云計(jì)算環(huán)境下云應(yīng)用終端現(xiàn)狀分析

隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展與成熟，云服務(wù)提供商為客戶開展了可購買服務(wù)的多客戶共享、高效安全、按需分配云資源、云服務(wù)與資源動(dòng)態(tài)均衡的云服務(wù)。由于用戶所處行業(yè)不同，云服務(wù)對(duì)象在購買云服務(wù)模式、云系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施資源、云終端特點(diǎn)與性能、安全要求上有較大區(qū)別。不同用戶云應(yīng)用終端市場(chǎng)定位、自身特點(diǎn)、已有產(chǎn)品類型及存在的問題如下表所示。

表 云計(jì)算環(huán)境下云應(yīng)用終端發(fā)展現(xiàn)狀

通過對(duì)表1分析得出，用戶云應(yīng)用滿意度、生產(chǎn)成本、用戶普及率是影響云終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)的決定性因素。在設(shè)計(jì)中，各終端生產(chǎn)商仔細(xì)分析了不同云應(yīng)用客戶特點(diǎn)與終端云應(yīng)用需求，努力確保系統(tǒng)性能、云應(yīng)用功能、生產(chǎn)成本、體積與集成度、安全要求的完美結(jié)合。同時(shí)，生產(chǎn)商認(rèn)真分析了用戶云應(yīng)用特點(diǎn)以及對(duì)終端系統(tǒng)性能需求，根據(jù)不同用戶在云應(yīng)用終端設(shè)計(jì)中需求側(cè)重點(diǎn)的差異特性，有針對(duì)性地突出了系統(tǒng)性能、用戶云應(yīng)用感受、安全性、可靠性、便攜性、經(jīng)濟(jì)性等因素，確保終端有較高的用戶使用滿意度與市場(chǎng)占有率。[1]

3 云計(jì)算環(huán)境下圖書館云閱讀終端性能需求分析

云計(jì)算環(huán)境下，圖書館云閱讀終端是讀者云個(gè)性化閱讀體驗(yàn)的終端設(shè)備，體現(xiàn)了云圖書館讀者云服務(wù)理念與云服務(wù)模式。只有將云管理策略、服務(wù)理念、云技術(shù)與云終端融為一體，實(shí)行一體化的終端設(shè)計(jì)和服務(wù)模式，才能為云讀者提供完美的云閱讀的體驗(yàn)。

3.1 實(shí)現(xiàn)云閱讀終端的智能化操作模式

智能化管理、操作是云計(jì)算環(huán)境下提高讀者閱讀友好性與易用性的關(guān)鍵因素。在云計(jì)算環(huán)境下，云圖書館數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)信息具有海量、種類繁多、查詢復(fù)雜、要求云數(shù)據(jù)傳輸快速、高安全的特點(diǎn)。在降低云閱讀終端軟、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)模與復(fù)雜度的同時(shí)，通過提高云閱讀終端閱讀與管理的智能化水平，提高閱讀終端從云圖書館數(shù)據(jù)中心獲得讀者云計(jì)算、存儲(chǔ)、管理、閱讀、軟件、信息等基礎(chǔ)設(shè)施資源信息的能力。同時(shí)，在降低云用戶閱讀成本的前提下實(shí)現(xiàn)讀者云終端與圖書館云數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、云服務(wù)模式、讀者四要素的有效結(jié)合。[2]

3.2 提高云閱讀終端計(jì)算、通信、顯示芯片性能

云圖書館數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、查找、傳輸?shù)闹行模茢?shù)據(jù)中心在完成所有的數(shù)據(jù)計(jì)算與各種處理任務(wù)后，通過Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給云閱讀終端，為讀者提供形式多樣的多媒體云個(gè)性化閱讀服務(wù)。在云閱讀終端中，雖然大量的數(shù)據(jù)計(jì)算與信號(hào)處理任務(wù)由圖書館云數(shù)據(jù)中心承擔(dān)，但云閱讀終端設(shè)備的CPU（中央處理器）單元負(fù)責(zé)終端設(shè)備、系統(tǒng)的管理與協(xié)調(diào)工作，其功能決定了終端性能。其次，閱讀終端的通信能力決定了云數(shù)據(jù)收發(fā)的效率與可靠性。第三，云計(jì)算環(huán)境下，大數(shù)據(jù)量的高清視頻、圖片等多媒體數(shù)據(jù)成為讀者開展云閱讀的主流信息，顯示芯片的性能決定了讀者個(gè)性化云閱讀的質(zhì)量。因此，提高云閱讀終端計(jì)算、通信、顯示芯片的性能，成為提升云閱讀終端性能的決定因素。

3.3 加強(qiáng)云閱讀終端應(yīng)用安全性

云計(jì)算環(huán)境下，云圖書館不但提供了傳統(tǒng)數(shù)字圖書的數(shù)字閱讀服務(wù)，而且根據(jù)云圖書館管理員與讀者云個(gè)性化閱讀服務(wù)需求，提供了云系統(tǒng)管理、讀者賬戶與權(quán)限操作管理、作者微博、讀者論壇、個(gè)人數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、讀者郵箱等云個(gè)性化服務(wù)。在讀者閱讀活動(dòng)中，云圖書館閱讀終端成為用戶云個(gè)性化閱讀與云資源管理的重要設(shè)備，也成為影響圖書館云閱讀安全的重要因素。

在云環(huán)境中，黑客采用攻擊圖書館云系統(tǒng)中心、云數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、云閱讀終端方式，獲得云圖書館核心數(shù)據(jù)訪問、下載、修改的權(quán)限與圖書館云應(yīng)用平臺(tái)控制權(quán)限，或者以非法手段獲取用戶資料信息與讀者隱私數(shù)據(jù)。因此，只有加強(qiáng)云閱讀終端應(yīng)用安全性，才能保證讀者云閱讀服務(wù)的安全、可靠，減少黑客發(fā)動(dòng)云攻擊的途徑并降低其成功概率。[3]

3.4 實(shí)現(xiàn)云閱讀終端的應(yīng)用虛擬化

為了滿足云讀者使用傳統(tǒng)PC桌面的操作習(xí)慣，提高云終端的易用性與友好性，桌面虛擬化云成為目前云圖書館閱讀終端服務(wù)的主要方式。云圖書館數(shù)據(jù)中心根據(jù)用戶閱讀習(xí)慣，在云數(shù)據(jù)中心依據(jù)主要讀者閱讀習(xí)慣，對(duì)所有用戶桌面進(jìn)行統(tǒng)一保存和管理，并根據(jù)用戶需求交付到讀者云閱讀終端。相對(duì)于讀者云閱讀需求而言，桌面虛擬化不能依據(jù)所有讀者閱讀特點(diǎn)有針對(duì)性地開展云閱讀服務(wù)，不能滿足專業(yè)閱讀群體的特殊云閱讀需求，而且桌面虛擬化的讀者廣泛交付方式降低了云閱讀效率。因此，開展以應(yīng)用虛擬化為核心的云閱讀應(yīng)用服務(wù)，可以根據(jù)用戶特點(diǎn)與個(gè)性化閱讀服務(wù)要求按需將應(yīng)用交付讀者，不僅提高了應(yīng)用的針對(duì)性與有效性，而且也實(shí)現(xiàn)了用戶云閱讀的“以設(shè)備為中心”向“以用戶為中心”的應(yīng)用虛擬化轉(zhuǎn)變。[4]

3.5 移動(dòng)性成為云閱讀終端的重要特征

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，消除有線通信對(duì)讀者移動(dòng)閱讀需求的限制，滿足讀者在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、以任何方式進(jìn)行云閱讀活動(dòng)的需求，實(shí)現(xiàn)通過移動(dòng)終端訪問云圖書館滿足讀者個(gè)性化云服務(wù)，成為提高讀者云閱讀滿意度的重要因素。在云閱讀移動(dòng)終端設(shè)計(jì)中，要在確保較高無線傳輸帶寬的前提下，提高無線閱讀終端的抗干擾能力與安全性能，提高云閱讀移動(dòng)終端的智能化、人性化與獲得云圖書館計(jì)算中心應(yīng)用服務(wù)內(nèi)容、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源的能力，滿足讀者的云個(gè)性化移動(dòng)閱讀服務(wù)需求。

3.6 降低云閱讀終端的制造成本與功耗

云圖書館的建設(shè)與維護(hù)成本與云讀者數(shù)量、開展云個(gè)性化閱讀服務(wù)規(guī)模呈反比關(guān)系，只有加強(qiáng)云圖書館規(guī)模建設(shè)，增加讀者群的數(shù)量，不斷開發(fā)新的云個(gè)性化閱讀應(yīng)用，才能提高云圖書館建設(shè)及運(yùn)營成本效益。在決定云閱讀終端普及率的眾多因素中，終端的購買、使用成本是一個(gè)重要的決定因素。由于云閱讀終端可以從圖書館云系統(tǒng)中心獲得各種云系統(tǒng)資源與所需的用戶數(shù)據(jù)，因此，降低云閱讀終端制造的復(fù)雜度、提高系統(tǒng)計(jì)算與存儲(chǔ)性能、減少制造成本，可以在不影響讀者云閱讀效率與滿意度的前提下，大幅降低讀者購買、使用成本，有利于云閱讀活動(dòng)的大眾化普及。同時(shí)，由于云閱讀活動(dòng)的移動(dòng)性、多應(yīng)用、便攜性、待機(jī)時(shí)間長等特點(diǎn)，將閱讀終端的能耗降低到1W以下，成為開展高性能、低功耗、低成本、低碳云閱讀活動(dòng)的需要。

4 云計(jì)算環(huán)境下圖書館云閱讀終端設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

4.1 確保云閱讀終端設(shè)備的自適應(yīng)性

云圖書館在開展讀者云閱讀服務(wù)活動(dòng)中，要面對(duì)數(shù)量龐大、服務(wù)需求不同、閱讀能力差異大、具有不同閱讀體驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的讀者群體。因此，在終端設(shè)計(jì)上，要根據(jù)讀者對(duì)云閱讀活動(dòng)的服務(wù)、安全、經(jīng)濟(jì)、性能要求特點(diǎn)，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)具有不同云閱讀功能、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、購買價(jià)格、安全需求的云閱讀終端。

云圖書館數(shù)據(jù)中心為不同讀者與終端設(shè)備開展服務(wù)時(shí)，由于讀者的服務(wù)要求與終端設(shè)備性能特點(diǎn)不同，為保證云閱讀服務(wù)的高效、安全、靈活、智能及云設(shè)備間的互通性，云終端應(yīng)具備支持云系統(tǒng)通過識(shí)別閱讀終端，并根據(jù)終端設(shè)備特點(diǎn)開展特有的云閱讀應(yīng)用、智能化終端系統(tǒng)平臺(tái)與資源管理、相應(yīng)的云讀者服務(wù)。此外，在開展云終端自適應(yīng)服務(wù)中，應(yīng)綜合考慮圖書館云系統(tǒng)資源分配、終端系統(tǒng)與設(shè)備負(fù)荷平衡、讀者云閱讀感受、讀者閱讀費(fèi)用效率最優(yōu)化等方面的因素，提高不同讀者群的云閱讀滿意度。[5]

4.2 提高云閱讀終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸效率

云圖書館通過租賃云服務(wù)商的資源、空間、服務(wù)為讀者開展云閱讀服務(wù)。目前，在技術(shù)與運(yùn)營方面比較成熟的云服務(wù)提供商有Yahoo、Amazon、Baidu、微軟等公司。以Amazon公司為例，亞太地區(qū)Amazon僅在東京與新加坡地區(qū)建設(shè)有云服務(wù)節(jié)點(diǎn)。假設(shè)我國圖書館租賃Amazon新加坡地區(qū)節(jié)點(diǎn)云空間為讀者提供云閱讀服務(wù)，則各種云管理數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶信息、控制數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，成為影響我國讀者云閱讀體驗(yàn)感受的重要因素。

決定網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的幾個(gè)重要因素為網(wǎng)絡(luò)帶寬、信道噪聲、誤碼率與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議效率。因此，在確保云傳輸網(wǎng)絡(luò)具有較高的數(shù)據(jù)傳輸帶寬和較低的信道噪聲的前提下，提高讀者云閱讀終端數(shù)據(jù)傳輸效率的方法，首先必須根據(jù)讀者云閱讀活動(dòng)特點(diǎn)，提高云閱讀終端的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議效率。此外，還應(yīng)提高整個(gè)云數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)管理與擁塞控制策略，在確保云數(shù)據(jù)傳輸速率滿足讀者云閱讀需求的前提下，降低數(shù)據(jù)傳輸延遲和丟包率。[6]

4.3 增強(qiáng)云閱讀終端智能化水平

隨著云圖書館開展讀者個(gè)性化閱讀服務(wù)活動(dòng)的不斷深入，讀者云閱讀活動(dòng)的內(nèi)容、形式、效率與安全要求有了新的變化。在云閱讀活動(dòng)中，讀者難以高效使用、管理海量的云系統(tǒng)資源與數(shù)據(jù)信息，讀者對(duì)云系統(tǒng)資源、云數(shù)據(jù)、云閱讀安全、云效率的管理活動(dòng)，不但影響了讀者的云閱讀體驗(yàn)，而且可能降低云閱讀終端的維護(hù)、管理效率。因此，必須增強(qiáng)云閱讀終端的智能化水平，不斷提高終端對(duì)云應(yīng)用系統(tǒng)、讀者資源、終端安全、閱讀效率的智能化自動(dòng)管理能力，才能平衡配置讀者在開展云閱讀活動(dòng)中的各種云應(yīng)用與云終端設(shè)備IT資源，才能確保云讀者具有更出色的用戶終端體驗(yàn)（較強(qiáng)的云閱讀應(yīng)用響應(yīng)能力、高效的終端處理能力、在線和離線工作能力）與云閱讀終端設(shè)備的可管理、可靠性。

4.4 完善云閱讀終端的虛擬化應(yīng)用支持能力

虛擬化技術(shù)通過對(duì)系統(tǒng)資源按需調(diào)度、分配提高了云平臺(tái)資源的利用效率，提升了云平臺(tái)服務(wù)質(zhì)量，并降低了云系統(tǒng)運(yùn)營成本。虛擬化技術(shù)在云圖書館應(yīng)用中，讀者將虛擬化程序與客戶端桌面集成在一起，通過遠(yuǎn)程運(yùn)行圖書館云數(shù)據(jù)中心上的虛擬程序，在云閱讀終端遠(yuǎn)程分享云數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲(chǔ)等系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)讀者數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和應(yīng)用的集中管控。同時(shí)，閱讀終端不需要安裝任何客戶端軟件，降低了對(duì)閱讀終端的維護(hù)要求。此外，云圖書館數(shù)據(jù)中心依據(jù)讀者需求檢索、處理、壓縮、傳輸數(shù)據(jù)。由于大幅度壓縮數(shù)據(jù)而降低了對(duì)傳輸帶寬與閱讀終端顯示設(shè)備的性能要求，可滿足讀者開展云移動(dòng)閱讀活動(dòng)的高效、安全、穩(wěn)定、快捷要求。[7]

4.5 打造開放、高效、節(jié)能、安全的云閱讀終端

隨著圖書館云閱讀服務(wù)活動(dòng)的開展，云閱讀終端設(shè)備的開放性、多樣性成為發(fā)展必然。因此，在云終端設(shè)計(jì)中，必須符合國際云應(yīng)用與云設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具備統(tǒng)一的設(shè)備接口來確保云系統(tǒng)、云應(yīng)用、云設(shè)備、云服務(wù)間有較強(qiáng)的融合性與互通性，確保從云數(shù)據(jù)中心到讀者云閱讀終端所有的設(shè)備、應(yīng)用與服務(wù)融入到統(tǒng)一的云中。此外，應(yīng)加強(qiáng)在云閱讀終端設(shè)計(jì)中對(duì)成本管控、IT管理及安全防范層面的可控性，提高云閱讀終端計(jì)算、存儲(chǔ)、設(shè)備管理、安全管理的效率。同時(shí)，依據(jù)讀者開展傳統(tǒng)數(shù)字閱讀習(xí)慣設(shè)計(jì)操作界面和操作方式，并根據(jù)讀者云閱讀習(xí)慣的改變及時(shí)遷移，保證讀者有較高的云閱讀友好感受和閱讀效率。第三，應(yīng)將云閱讀終端安全納入到云圖書館系統(tǒng)安全平臺(tái)體系中，確保云系統(tǒng)、云傳輸網(wǎng)絡(luò)、云閱讀終端、云應(yīng)用服務(wù)的整體安全。

[1]鐘偉彬，等.云計(jì)算終端的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].電信科學(xué),2010（3）：22－26.

[2]吳吉義，等.云計(jì)算：從概念到平臺(tái)[J].電信科學(xué)，2009，25（12）：23－30.

[3]王文清，陳凌.CALIS數(shù)字圖書館云服務(wù)平臺(tái)模型[J].大學(xué)圖書館學(xué)報(bào)，2009（4）：13－16.

[4]金文新.高校圖書館存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建及其數(shù)據(jù)安全和備份方案研究[J].情報(bào)資料工作，2009（1）：40－43.

[5]汪來富，等.云計(jì)算應(yīng)用安全研究[J].電信科學(xué)，2010（6）：67－70.

[6]孫健，賈曉菁.Google云計(jì)算平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)及對(duì)其成本的影響研究[J].電信科學(xué)，2010（1）：38－44.

[7]王慶波，等.虛擬化與云計(jì)算[M].北京:電子工業(yè)出版社，2009：181－184.