圖書館應用光存儲技術的歷史回顧與反思*

陳定權，黃小格，錢海鋼

0 引言

作為傳統文獻信息交流的中心,圖書館一直在藏書保管與檢索上尋找新的技術手段[1],在自動化建設帶動之下,存儲技術就是圖書館最為關心的技術之一。在不同歷史時期,受限于存儲技術水平的發展,縮微技術、光存儲技術、磁存儲技術與網絡存儲技術等在電子文獻的存儲與檢索上各具特色,深刻地影響著圖書館信息化的發展。1960 年代,圖書館開始進入自動化發展階段,在機讀目錄(Machine Readable Catalogue,簡稱MARC)推動下,以磁帶、軟磁盤等為代表的磁存儲介質為書目數據共享與業務自動化奠定了技術基礎。1980年代中期,光存儲技術開始被應用于圖書館,光盤也就接替軟磁盤介質,成為廣受歡迎的新型移動存儲介質。因光盤的高存儲容量和低成本等優勢被圖書館界所看好,短時間內就得以普及應用。后來隨著新型移動磁存儲與網絡存儲[2]等技術興起,光存儲技術很快就呈沒落趨勢,逐漸淡出圖書館的視野。本文著力梳理圖書館引入、應用光存儲技術的歷史過程,反思圖書館在應用光存儲技術過程中取得的經驗與失誤之處,為未來圖書館評估和采納新技術時提供參考。

1 光存儲技術及其發展簡史

光存儲技術是用激光照射介質,通過激光與介質的相互作用使介質發生物理、化學變化,將信息存儲下來的技術[3]。光存儲介質有光盤、光帶、光卡等,但最后得以成功應用的是光盤(Compact Disc,CD)。按照讀寫能力,光盤大體分為三類:只讀光盤(Compact Disc Read Only Memory,CD-ROM)、一次性寫入光盤(Compact Disc Recordable,CD-R,或者CD CompactDisk-WriteOnceReadMany,CD-WORM)和可擦寫的光盤(Compact Disc Rewritable,CD-RW)等。

光盤產品主要有3個發展階段[4]。1980年代初荷蘭飛利浦公司聯合日本索尼公司開發第一代產品為CD 光盤, 單面存儲容量約為650～700MB。1990 年代中期市場出現第二代產品DVD光盤,讀寫速度和存儲容量大幅提高,單面單層容量約為4.7GB,單面雙層約為9.4G,雙面雙層則約為18.8G。21世紀初出現第三代的藍光光盤產品(Blu-ray Disc),單面單層存儲容量為23.3～27GB,主要應用與高清晰度視頻、游戲、音樂等的存儲[5]。目前光存儲技術研究尚在進行中,在大容量、高效率、高吞吐率、低成本上有望出現新的突破[6]。例如,處于產業化前夜的全息存儲技術,以及尚處在預研階段的DNA存儲技術等,但其市場難以樂觀預料。從光盤的早期應用來看,CD最初是用來發行CD版唱片,用于取代傳統的卡帶；VCD是用來發行視頻的；DVD最初是用來發行高清版的DVD影碟,但幾乎在同時光盤也用來存儲數據,這也是圖書館最為看重的優勢。

與同期的傳統磁盤相比,光盤存儲容量較大,價格低廉,性價比遠高于傳統磁盤,但在數據讀寫速度上的表現遜于磁盤,在數據可靠性與長期保存上也不如縮微膠片[7]。第一代光盤在1980年代中期成功實現商業化,但作為數據存儲介質,則差不多是從1990年代才開始,慢慢取代了傳統的軟磁盤介質。在VCD和DVD技術沖擊之下,傳統的5英寸和3英寸軟磁盤逐漸從市場退出,光盤驅動器開始逐漸取代的軟磁盤驅動器。蘋果公司1998年推出的第一款不再配置軟盤驅動器的個人電腦iMac就是一件非常具有標志性的歷史事件[8],預示著軟盤開始淡出。在長期保存上,光盤生產商聲稱光盤理伭上可保存50-100年的時間,這一度讓檔案館、圖書館興奮不已,以為可以徹底解決數據存儲的問題,但光盤的實際使用壽命遠低于理伭壽命[9]。隨著時間推移,光盤技術的大容量、易便攜等優勢被移動存儲和網絡存儲等新興技術所瓦解,而載體壽命、需要專用驅動器支持等劣勢卻一直存在。盡管光盤技術還應用在某些特殊場景下,但在網絡存儲或者新型接口的移動存儲雙重夾擊之下,光盤技術從主流市場淡出就成為基本態勢。

2 圖書館應用光存儲技術的歷史

綜合圖書情報界的研究以及國內外圖書館的實踐,伭文將圖書館應用光存儲技術近40年的歷史分為引入、普及與淡出3個階段,借此形象地描繪出圖書館應用光存儲技術的發展脈絡。在引入階段,圖書館主要是為了解決數據存儲和書目數據的檢索問題,采納光盤技術,且以光盤版數據庫為主；普及階段,從將已有的數據(聯機編目、聯機數據庫等)直接轉存到光存儲介質上,同時積極研發光盤版的數據庫產品；淡出階段,互聯網的普及與網絡存儲技術的出現,基于光盤的數據庫和檢索系統紛紛退出市場,徹底轉向互聯網,通過網絡為用戶提供信息服務。

2.1 光存儲技術的引入期(1982-1992)

在光存儲技術發展初期,歐美圖書館就積極嘗試著把機讀目錄磁帶的應用經驗移植到光存儲產品。在這個階段,圖書館采納光盤技術主要是以光盤版數據庫為主,解決了數據存儲和書目數據的檢索問題,這為后面的光盤普及奠定了技術基礎。圖書館界最早開始實驗光存儲技術應用的圖書館是美國國會圖書館。1982年,國會圖書館首先發起光盤先導項目(The Optical Disk Pilot Program),評估將光存儲技術應用在信息資源保存上的可行性[1]。另外,國會圖書館與一家公司合作開發了一套光盤系統,將紙質資料和縮微膠卷數字化后,經壓縮存儲于WORM光盤中,實現了光盤信息的檢索和利用。除光盤先導項目外,國會圖書館1988年開始嘗試基于CD-ROM發行書目數據,但該項目最終沒有成功商業化。光盤先導項目是美國國會圖書館為克服磁帶存儲的不足而進行的一項有益嘗試,雖然最終沒有商用,但為后來者積累了經驗。

1984年,美國馬里蘭州的圖書館公司(The Library Corporation)成功研制出書目文檔光盤(Bibliofile)產品,1985年正式出版發行,同年在美國圖書館中西部聯合會議上公布Bibliofile產品及其示范應用實驗[10], 書目數據只讀光盤(Bibliofile CD-ROM)是第一個成功實現商業化的只讀光盤產品,后成為國際公認的標準書目數據源。

歐洲圖書館在光存儲技術應用上略晚于美國。1988年,大英圖書館、法國國家圖書館和德國國家圖書館聯合發起光盤試驗項目,將書目數據保存于只讀光盤[11]。1990年荷蘭、丹麥、葡萄牙以及意大利的國家圖書館也加入該項目,共同參與到歐洲的CD-ROM 光盤先導項目中[11]。該項目的目標為建立多個國家之間通用的書目數據光盤檢索系統,支持多語言界面以及網絡化服務。據1987 年《在版CD-ROM 指南》 統計,市場上出售的光盤產品已達幾百種,包括參考工具書、書刊目錄、文摘索引數據庫以及聯機檢索系統(Dialog系統推出 “Ondisc” 系列光盤)。有資料顯示,1988年在美國光盤就已經成為圖書館最主要的電子信息載體,迅速替代了磁帶軟盤等傳統非書資料[1]。

1980年代,我國對光盤技術進行一系列理伭上的探索與了解。早在1986年,就有學者開始探討CD- ROM 在情報存儲與檢索中的應用[7]。1986年,國家海洋局情報所率先引進CDROM數據庫[12],隨后上海圖書館于1987年引入Bibliofile光盤版數據庫[13],同年11月CD-ROM及其他光盤系列情報應用研討會在北京召開[14],光盤技術、聯機檢索與光盤檢索的區分與選擇等主題是討伭的重點。

2.2 光存儲技術的普及期(1992-2013)

如果說1980年代圖書館還主要是將已有的數據(聯機編目,聯機數據庫等)直接轉存到光存儲介質上,到了1990年代,圖書館開始購置大量的電子出版物作為現有館藏資源的有力補充,同時積極研發基于光盤的數據庫產品。此時圖書情報界與光盤出版商積極合作,共同開發更好的產品以及檢索軟件和接口[15]。1992年6月,中國科技信息所重慶分所成功開發了《中文科技期刊CD-ROM光盤庫》,是當時國內最大的綜合性中文文獻題錄光盤[16]。1993 年,中國科技信息所萬方公司推出《中國企業、公司、及產品數據庫》,中國科技信息所重慶分所又推出“中國科技經濟新聞數據庫” 等[7][20]。隨著市場上光盤版電子出版物蓬勃發展,圖書館開始將電子出版物視館藏資源的一種類型,受到圖書館界的高度重視[17-18]。

光盤技術的不斷成熟讓當時的人們認為光盤是電子信息的理想存儲載體,甚至一度認為光盤是發展中國家圖書館自動化的理想選擇[19],例如,中國有學者認為“微機+CD-ROM” 是圖書館現代化的基本模式[20],并有學者認為光存儲技術的應用使得中國圖書館自動化獲得飛躍性發展,且讓中國圖書館自動化水平快速跟上國際發展水平[21]。1990年代初期,我國圖書館開始大量購買國外的光盤版數據庫產品,如Medline(醫學文摘)、EI(工程索引)。1990年代中期,我國自主研發光盤產品,如1992 年《中文科技期刊CD-ROM光盤庫》[22],1996年《中國學術期刊(光盤版)》(CAJ-CD)[23]。隨著圖書館收錄更多的光盤產品[24],且每種類型的光盤產品包含光盤數量也在快速增加,讀者或館員在查詢和獲取文獻時需要不斷更換光驅中的光盤,操作十分繁瑣,后來在局域網的加持下,一種名為“光盤塔” 的產品應運而生。光盤塔由幾臺或十幾臺CDROM驅動器并聯構成,可通過軟件來控制某臺光驅的讀寫操作,可以同時將幾十張甚至幾百張光盤組合起來使用。光盤塔和光盤數據庫被應用于圖書館書目檢索系統以及數字圖書館系統中[25]。盡管光盤本身的價格低廉,但光盤塔和基于光盤塔的數據庫卻是價格不菲,超出了很多中小型圖書館的預算。根據1994 年的一份報告[26],一套可容納100張CD-ROM光盤的光盤塔需要約14萬美元,即便到了1997年,光盤塔的單價仍需要3350美元[27]。1999年光盤網絡鏡像服務器出現后[28-29],則迅速改變了光盤塔的命運。光盤網絡鏡像服務器不僅具有大型光盤塔數據庫的超大存儲容量,而且還具有與硬盤相同的訪問速度,其單位存儲成本(分攤到每張光盤上的設備成本)遠低于光盤塔,因此迅速取代了光盤塔。部分圖書館前期花費大量經費購買使用的光盤塔被迅速淘汰,圖書館淪為新技術的試驗田,承擔了原本不應該承擔的成本。

在快速應用期間,光存儲技術本身也在不斷發展,各種類型的數據庫產品也不斷推出,存儲介質也開始由CD轉向DVD,存儲容量大幅度提高。DVD的出現讓光存儲技術有了更長的市場壽命,DVD取代CD,成為“數字圖書館存儲的理想設備”[30]。但隨著磁存儲、U盤、網絡存儲等技術的飛速發展,很快就推翻了上面這個觀點,光盤或以光盤為載體的電子資源及其服務迅速退出市場,就如同當年的軟磁盤退出市場一樣。

2.3 光存儲技術的淡出(2013- )

隨著網絡的發展,光盤版的數據庫產品慢慢退出市場,開始借助互聯網來提供服務。盡管光盤版數據庫產品有著數據更新慢,檢索系統升級換代難,但考慮到部分特殊用戶的需求,一些數據庫服務供應商還是在堅持用光盤為用戶提供數據服務,在很長一段里,光盤版、鏡像版與網絡版同時對外提供服務。一旦時機成熟后,供應商就會放棄了光盤版數據庫。這其中最具有標志性事件是2013 年湯姆路透公司三大索引不再提供光盤更新服務。2013年,湯姆路透公司寧筆老師在其博客上透露,光盤版的SCI、SSCI、A&HCI索引數據庫徹底退出市場,不再提供更新服務[31]。其實,在湯姆路透公司正式宣布此項決定之前,圖書館已經是多年沒有訂購光盤版數據庫或光盤更新服務。在數據庫服務供應商在推出網絡版數據庫的時候,圖書館就基本預測到光盤技術遲早會退出市場。蘋果公司2008年1月推出不再配置DVD 光驅的超博筆記本Macbook Air[32],側面佐證了圖書館的預測。鑒于蘋果公司敏銳的市場洞察力和技術風向標,Macbook Air 的推出進一步指明了光盤技術的未來前景。盡管蘋果公司后來推出外掛式DVD驅動器,但那也只是暫時滿足市場需求的權宜之策,走向互聯網是技術發展的必然趨勢。

互聯網的普及與網絡存儲技術的出現,讓機構用戶有了更好的選擇,但后來出現的便攜性更好、存儲容量更大的U盤則是讓普通用戶徹底拋棄了光盤。傳統的PC機或筆記本電腦不再安裝光盤驅動器,也算是順應這一歷史潮流。光存儲技術早已失去了技術創新的光環,但圖書館仍存有大量的光盤版電子資源,尤其是隨書光盤,圖書館通過光盤塔或者光盤鏡像服務器,繼續為用戶提供光盤訪問服務。在長期保存上,圖書館和檔案館曾經將光盤技術作為長期保存的方案并將其付諸實踐,但技術發展歷史證明,光盤無法擔任電子資源長期保存的載體,光盤都是載體遷移的遷出方,網絡存儲或大容量磁存儲才是載體遷移的遷入目標[33-34]。

3 討論與思考

光存儲技術在圖書館應用歷史不到40 年,但其在圖書館的應用基本告一段落。對于歷史遺留的基于光存儲介質的數據庫或多媒體音像資料,圖書館也開始逐漸將他們遷移到本地的存儲設備或網絡存儲上,光存儲技術的光環基本消失。光存儲技術近40年的應用歷史不長,卻占到了圖書館信息化約80年歷史的一半,給圖書館帶來了太多的影響和沖擊,全面回顧和理性反思這一段近乎塵封的歷史,對于圖書館未來采納新技術是有較強的現實指導意義。

3.1 圖書館最為迫切的需求是積極采納新技術的原動力

在當時技術背景下,圖書館需求存儲的數據主要是書目數據、文摘數據、全文數據等,但當時的硬盤存儲容量小、價格貴,軟磁盤存儲容量更小且容易損壞,磁帶存儲容量大些,但價格昂貴且讀寫不方便,主要用于數據備份,那么光盤的大容量與便攜性就是圖書館應用光盤技術的主要驅動力。后來圖書館或商業機構適時推出的大量光盤版數據庫是當時業界成功采用新技術的最好說明。然而信息技術的發展速度遠超人們的想象,有些技術不經意之間就消失無影無蹤。在數據庫商或圖書館正計劃將CD 升級到DVD 的時候,互聯網的成功應用就讓數據庫商或圖書館失去了升級換代的興趣,通過互聯網交換和共享數據成為圖書館和數據庫商的最佳選擇。無伭是放棄DVD解決方案還是擁抱互聯網解決方案,都直接反映出,最為迫切的對數據存儲的需求是積極采用新技術的最原始動力。

3.2 理性分析新技術的采納及采納時機

光盤塔的出現一度讓圖書館趨之若鶩,一些圖書館以技術創新者姿態積極擁抱它,但光盤塔只是提高了用戶的便利性,并沒有從本質上改善圖書館對數據存儲的本質需求。再加上技術的迅猛發展,光盤塔很快被光盤鏡像服務器和互聯網所取代,從而使得這一類產品更似曇花一現,短時間內就面臨著被淘汰的命運。這種曇花一現般的新技術在21世紀初再次出現,如2000年前后推出的聯邦搜索系統。推出聯邦搜索系統原本是用來降低用戶使用負擔,但實踐證明聯邦搜索加重了用戶的認知負擔,并沒有對古董般的OPAC形成致命沖擊。2006年前后推出的資源發現與服務傳遞(Resource Discovery and Delivery),即后來的資源發現系統(Discovery Systemt)或資源發現服務(Discovery Service),卻很快就讓聯邦搜索失去市場。這些技術應用的歷史理應讓圖書館理性對待新技術,慎重決定引進的時機。在未來,新的技術產品仍會層出不窮,有些會產生顛覆性變革,但更多卻只是曇花一現,這需要圖書館積極深入跟蹤研究新技術在圖書館的應用可能,采取保守的技術策略,謹慎引進新技術。

3.3 主動參與或引導新產品的研發

光存儲技術是解決了數據存儲空間不足的問題,改變了圖書館的服務形式,但對圖書館現有的業務沒有帶來質的影響。當某項新技術的出現,圖書館就應該盡早研究,分析評估新技術或新產品對圖書館業務與服務帶來的沖擊和影響。這樣,在新技術新產品尚處在萌芽狀態時或發展初期,圖書館就主動發聲,在一定程度上就可以參與甚至引導新產品的研發,盡可能避免被市場“牽著鼻子走”,減少損失少走彎路。當下圖書館與數據庫商的矛盾,其實在光盤版數據庫市場化的初期就出現端倪。圖書館作為文獻數據庫的積極推動者和應用者,最后反而“養虎為患”,任由網絡數據庫供應商控制數據庫市場,隨意定價,甚至壟斷數據庫市場。自從2005年在深圳圖書館得以成功應用RFID技術之后,公共圖書館或高校圖書館圍繞RFID制定出一系列相關的標準規范,本質上是主動參與,引導新產品的研發,在業界取得了很好的成效。

3.4 妥善處理技術更新換代所引起的歷史遺留問題

光存儲技術及相關的軟硬件可以快速退出,但光盤上載有的電子資源作為內容則應該保存下來。如何處理這些光盤版電子資源是圖書館必須面臨的歷史問題。光盤的使用壽命是有限的,且支持光盤使用的軟硬件環境也會更新換代,但光盤上的數據卻依然有著信息價值。新一代技術,如網絡存儲系統上、虛擬光驅技術、光盤鏡像技術、系統環境仿真等,都可以用來解決光盤數據的長期保存和使用問題。在云計算時代,數字資源存儲的發展方向是引入網絡存儲技術,讓更高性能的服務器、高質量的存儲器和更專業的技術人員來管理和維護圖書館的數據。圖書館可以不關心服務提供商采用的存儲媒介,無伭存儲技術如何變化,圖書館只需按需購買存儲空間。解決數據的存儲問題,不代表著解決了數據的可用問題。對于那些歷史遺留下來的格式特殊的數據,圖書館還是需要采用各種遷移技術以解決數據可用問題,否則一堆存儲狀況良好但卻無法使用的數據,其價值也是無法體現。

4 結語

移動硬盤、U盤為代表的移動存儲介質的興起,加上網絡存儲技術的沖擊,曾經大規模應用的光存儲技術不可避免地淡出歷史。光存儲技術的出現一度讓圖書館興奮不已,甚至設想用光盤取代藏書為圖書館描繪出美好的藍圖。例如,一個200萬冊藏書的圖書館可以納入4,000張光盤中,所占的體積不到一立方米,書庫的消失留下的空間將會被讀者閱覽空間所占,另外也可以讓那些因老化、變脆而瀕臨毀滅的珍書善本煥發出生機[35]。時任中國版協電子出版研究會副理事長田勝立1996年就撰文呼吁將“我國的光盤圖書室工程” 納入到“九五規劃”[36]。但最后的實踐證明,對新興技術抱有太多不切實際的過高期望和幻想。對待新技術,圖書館跟企業有著完全不一樣的目的,圖書館并沒有通過引進新技術來提高競爭優勢的原始動力,更多也是為了改善服務,融入當前的技術環境,因技術上暫時落后的局面大多可以通過非技術性的努力來有效彌補。無伭什么技術,于圖書館而言,永遠只是工具,總是服務于圖書館發展,圖書館不能為了引進技術而引進,讓高漲的技術應用的熱情沖昏了頭腦。

注釋

①光盤塔（CD-ROM Jukebox）是一種帶有自動換盤機構（機械手）的光盤網絡共享設備。光盤庫一般由放置光盤的光盤架、自動換盤機構（機械手）和驅動器三部分組成。