基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)

顧志芹

（華中科技大學(xué) 圖書館，湖北武漢 430074）

用戶可以在手機(jī)終端、計(jì)算機(jī)終端快速檢索自己需要的電子文獻(xiàn)，并進(jìn)行瀏覽和下載，如今，數(shù)字圖書館用戶可以通過多種渠道檢索到各類信息，對數(shù)字圖書館的信息質(zhì)量與推送服務(wù)要求較高，如何精準(zhǔn)地向數(shù)字圖書館用戶推送他們需要的信息成為國內(nèi)學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)[1]。通過調(diào)研、查閱數(shù)字圖書館用戶的檢索記錄、瀏覽頁面，預(yù)測用戶的興趣、愛好，從而了解他們的需求，收集與用戶需求有關(guān)的信息[2]，根據(jù)關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行針對性地篩選、過濾，通過互聯(lián)網(wǎng)、電子郵件、編輯短信息的方式發(fā)送給數(shù)字圖書館用戶，用戶不需要打開網(wǎng)絡(luò)中各種搜索類軟件，只需要查看自己的手機(jī)或者電腦就能瀏覽自己所需要的信息內(nèi)容[3]。

然而，數(shù)字圖書館用戶可在較短時(shí)間內(nèi)接收到各種各樣的信息，而傳統(tǒng)數(shù)字圖書館推送系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間較長，系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)推送，導(dǎo)致數(shù)字圖書館用戶對系統(tǒng)推送的信息內(nèi)容滿意度較低[4]。

因此，基于傳統(tǒng)數(shù)字圖書館推送系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，該文設(shè)計(jì)了基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬軟件環(huán)境，在軟件環(huán)境中采用了Struts 框架技術(shù)，提升了編程軟件的效率，最后，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了文中系統(tǒng)的有效性。

1 數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送硬件系統(tǒng)

基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送硬件系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)模塊、存儲(chǔ)模塊、傳輸模塊和控制模塊四部分組成，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 基于Struts框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 網(wǎng)絡(luò)模塊

數(shù)字圖書館推送系統(tǒng)需要將信息內(nèi)容通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)字圖書館用戶的手機(jī)端或者計(jì)算機(jī)終端上，因此，數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送硬件系統(tǒng)中需要使用網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)，將篩選、過濾出來的用戶信息數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，硬件系統(tǒng)的網(wǎng)卡選擇三星公司生產(chǎn)的DM9000CEP，該款網(wǎng)卡是一種以太網(wǎng)MAC 控制器，可將信息數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)接脩艚K端上，傳輸速度較快，其內(nèi)部含有一個(gè)10/100 MB 的以太網(wǎng)物理接口收發(fā)器，以及一個(gè)存儲(chǔ)容量為32 kB 的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，可在1.8 V 高電平的I/O 端口以及4.2 V 低電平的USB 端口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸[5]。網(wǎng)絡(luò)模塊如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)模塊

該網(wǎng)絡(luò)模塊還可在不同內(nèi)存的處理器中進(jìn)行工作，網(wǎng)絡(luò)模塊中的網(wǎng)卡芯片可以擴(kuò)展功能調(diào)節(jié)線路帶寬[6]，網(wǎng)卡中的顯示芯片可以縮短信息數(shù)據(jù)的響應(yīng)時(shí)間，以提升DM9000CEP 的響應(yīng)效率，完成配置。

1.2 傳輸模塊

數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)將篩選、過濾完的數(shù)據(jù)以網(wǎng)絡(luò)模塊為傳輸媒介，采用傳輸模塊將數(shù)據(jù)傳輸出去，系統(tǒng)的傳輸模塊采用GSM 無線網(wǎng)絡(luò)為信息數(shù)據(jù)的主要傳輸信道，傳輸模塊內(nèi)置TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過該協(xié)議，傳輸模塊可以與數(shù)字圖書館用戶的手機(jī)終端與計(jì)算機(jī)終端建立連接，傳輸用戶需要的信息數(shù)據(jù)。在對傳輸模塊進(jìn)行調(diào)試時(shí)，通常使用18針RS485 串口對用戶所需要的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，RS485 串口含有MAX8585 電平轉(zhuǎn)換芯片，可對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和預(yù)控制，并且該串口傳輸信息數(shù)據(jù)的速率較高，最高可達(dá)到180.6 kbit/s，GSM 的理論最高速率為210 kbit/s，因此，該傳輸模塊的數(shù)據(jù)傳輸速度完全滿足該文網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆鬏斈K結(jié)構(gòu)圖如圖3 所示。

圖3 傳輸模塊結(jié)構(gòu)圖

1.3 存儲(chǔ)模塊

系統(tǒng)存儲(chǔ)模塊的核心為NAND Flash 陣列，其他器件還包括微處理器和連接器，NAND Flash 陣列由48 片閃存芯片排列而成，每片存儲(chǔ)芯片上含有128頁，每頁含有8 kB 的主存儲(chǔ)區(qū)以及64 Byte 的空閑存儲(chǔ)區(qū)，主存儲(chǔ)區(qū)用來存儲(chǔ)數(shù)字圖書館用戶需要的信息數(shù)據(jù)，空閑存儲(chǔ)區(qū)用來存儲(chǔ)少量未經(jīng)篩選的用戶信息數(shù)據(jù)。對48 片閃存芯片從物理結(jié)構(gòu)上進(jìn)行劃分，以6 片為基準(zhǔn)單位組合成一組，因此48 片閃存芯片可分為8 個(gè)閃存芯片組，每4 組共同使用一套數(shù)據(jù)存儲(chǔ)總線，可形成兩路串行存儲(chǔ)總線結(jié)構(gòu)[7]。存儲(chǔ)模塊電路圖如圖4 所示。

圖4 存儲(chǔ)模塊電路圖

存儲(chǔ)模塊中配置的微處理器選用TD 公司生產(chǎn)的處理器，可對8 個(gè)閃存芯片組進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并控制閃存數(shù)據(jù)的擦除，其外部設(shè)有豐富的接口，包括串行通信接口、I/O 端口、USB 接口、UART 接口以及并行通信接口，其中UART 接口為存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)接口，處理器的工作頻率最高可達(dá)1.5 GHz，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖書館用戶信息數(shù)據(jù)的緩存和轉(zhuǎn)發(fā)，存儲(chǔ)模塊可工作在波特率為3.5 Gb/s、4.45 Gb/s 的模式下，串行通信接口和I/O 端口可傳輸推送系統(tǒng)向存儲(chǔ)模塊發(fā)送的控制指令。為了盡可能的提升存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)的速率和存儲(chǔ)帶寬，采用空間以及時(shí)間并行的方式，并聯(lián)排列閃存芯片，提升存儲(chǔ)帶寬，而時(shí)間并行主要采用流水線技術(shù)將信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過程分為兩個(gè)階段，兩個(gè)階段分別進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的緩存和編程[8]。存儲(chǔ)模塊的所有結(jié)構(gòu)協(xié)同合作，完成信息數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)。

1.4 控制模塊

存儲(chǔ)完信息數(shù)據(jù)后，由推送系統(tǒng)的控制模塊實(shí)現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的控制[9]。控制模塊的核心單元為S6C4220 微控制器，該微控制器由三星公司生產(chǎn)，可支持16 位ARM 架構(gòu)，其功耗較低、數(shù)據(jù)控制能力較強(qiáng)，外部晶振的頻率為24 MHz。控制模塊的CPU 內(nèi)核的額定電壓為3.3 V，工作頻率為450 MHz，內(nèi)部配置的數(shù)據(jù)Cache 為32 k，可以存儲(chǔ)和控制數(shù)字圖書館用戶的信息數(shù)據(jù)，控制模塊外接128 MB 的SDRAM，內(nèi)存容量較大，極大地提升了存儲(chǔ)空間，除了外接SDRAM 外，還配置了功耗較低的以太網(wǎng)芯片，可以通過以太網(wǎng)接口將控制模塊接入網(wǎng)絡(luò)模塊中，可以實(shí)現(xiàn)與推送系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信，與控制模塊中的各個(gè)器件共同完成了對信息數(shù)據(jù)的控制[10]。傳輸模塊電路圖如圖5 所示。

2 基于Struts框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送軟件系統(tǒng)

在該文設(shè)計(jì)的基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)中，采用了Struts 框架技術(shù)，該技術(shù)采用了Java Servlet 技術(shù)，組裝響應(yīng)數(shù)據(jù)[11]，提供大量的標(biāo)簽庫。在文中應(yīng)用Struts 框架，主要可以采用編程技術(shù)將數(shù)字圖書館用戶需要的信息數(shù)據(jù)集中起來，形成一個(gè)信息數(shù)據(jù)標(biāo)簽庫，方便推送系統(tǒng)對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和過濾[12]。

該文設(shè)計(jì)的基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)的軟件流程如圖6 所示。

圖6 基于Struts框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)的軟件流程

首先，檢索數(shù)字圖書館用戶的需求信息。數(shù)字圖書館用戶的需求信息由系統(tǒng)進(jìn)行集中歸類、存儲(chǔ)后，按照用戶的需求定期檢索需要的信息資源，實(shí)現(xiàn)跨庫檢索，減少數(shù)字圖書館用戶檢索的環(huán)節(jié)[13]。同時(shí)，消除用戶需求信息資源中存在的孤島，開放多樣化電子資源文獻(xiàn)的鏈接，實(shí)現(xiàn)各異構(gòu)需求信息庫的跨庫檢索，通過采用分布式集群檢索方式實(shí)現(xiàn)對數(shù)字圖書館各類信息資源庫的檢索[14]。

然后，對檢索完的用戶需求信息進(jìn)行過濾并保存。檢索完數(shù)字圖書館用戶的需求信息后，根據(jù)用戶搜索的關(guān)鍵詞預(yù)測用戶的個(gè)性化需求，并找出所有的與關(guān)鍵詞相匹配的信息[15]。這些信息不一定屬于數(shù)字圖書館用戶所需要的信息，所以需要將用戶其他的需求信息結(jié)合起來，對結(jié)合之后的需求信息進(jìn)行過濾，刪掉用戶失去興趣的或者與用戶需求信息吻合度較低的信息，也可根據(jù)用戶頻繁檢索的信息內(nèi)容添加與之關(guān)聯(lián)度較高的信息，綜合過濾完成后進(jìn)行保存，將保存的用戶需求信息按照用戶組織進(jìn)行存放，方便后期進(jìn)行精準(zhǔn)推送，以提升數(shù)字圖書館用戶對推送結(jié)果的滿意度。

最后，按照用戶的需求將檢索、過濾完的信息推送給用戶。向用戶推送已經(jīng)檢索、過濾完成的需求信息，這是軟件流程中最關(guān)鍵的一步，可采用網(wǎng)頁推送、郵件推送、信息推送方式向用戶推送信息，網(wǎng)頁推送中的個(gè)性化網(wǎng)頁推送要根據(jù)用戶的登錄次數(shù)、時(shí)間信息向用戶推送需求信息，網(wǎng)頁推送方式由于會(huì)受到服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間的限制，因此，網(wǎng)頁推送適合推送題錄信息。用戶也可以根據(jù)自己的需求在網(wǎng)頁的商品分類欄中選擇自己需要的內(nèi)容，郵件推送指的是，采用發(fā)送電子郵件的方式向用戶推送需求信息，郵件推送方式不受服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間的限制，所以適合推送關(guān)聯(lián)主體信息，信息推送主要指的是向用戶的手機(jī)終端APP 內(nèi)推送需求信息，用戶手機(jī)終端的APP 包括微信、抖音、QQ、淘寶、拼多多等，人們對這些手機(jī)軟件的使用率較高，因此容易推送成功[16]。

3 實(shí)驗(yàn)研究

為了驗(yàn)證該文設(shè)計(jì)的基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)的有效性，通過與傳統(tǒng)推送系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比，傳統(tǒng)推送系統(tǒng)對于用戶不斷變化的需求信息無法進(jìn)行精準(zhǔn)推送，頁面響應(yīng)時(shí)間較長，因此，該文針對兩種系統(tǒng)的頁面響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 響應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1 的結(jié)果可知，推送系統(tǒng)在進(jìn)行網(wǎng)頁推送時(shí)，在不同的界面擁有不同的響應(yīng)時(shí)間，傳統(tǒng)數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)在進(jìn)行登錄時(shí)，響應(yīng)時(shí)間最短，在推送界面響應(yīng)時(shí)間最長，在向數(shù)字圖書館用戶推送需求信息的整個(gè)過程中，平均響應(yīng)時(shí)間為3.56 s；該文設(shè)計(jì)的基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)在推送界面的響應(yīng)時(shí)間最短，可以加快系統(tǒng)向數(shù)字圖書館用戶推送需求信息，該文設(shè)計(jì)的數(shù)字圖書館推送系統(tǒng)在向用戶推送需求信息的整個(gè)過程中，平均響應(yīng)時(shí)間為0.5 s，因此，該文系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比傳統(tǒng)系統(tǒng)更少，響應(yīng)速度更快。

推送結(jié)果用戶滿意度如表2 所示。

表2 推送結(jié)果用戶滿意度

傳統(tǒng)推送系統(tǒng)在向用戶推送需求信息時(shí)，對收集的用戶需求信息無法做到有效地篩選和過濾，推送需求信息的種類較多，范圍較廣，因此用戶對推送的需求信息，滿意度較低，而文中設(shè)計(jì)的基于Struts框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)采用智能檢索、智能過濾與智能推送技術(shù)，減小查詢的范圍，實(shí)現(xiàn)檢索的快速響應(yīng)，極大地提升了檢索的質(zhì)量并有效減少了匹配的次數(shù)，過濾出與用戶需求信息匹配度較高的信息，刪掉不需要的或者匹配度較低的需求信息，采用的智能推送技術(shù)，使用戶能夠及時(shí)查看推送信息，推送效率較高，用戶對推送的需求信息滿意度更高。

4 結(jié)束語

該文設(shè)計(jì)的基于Struts 框架的數(shù)字圖書館精準(zhǔn)推送系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)推送系統(tǒng)，響應(yīng)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)系統(tǒng)，提升了影響的速度和效率，同時(shí)，用戶對推送的需求信息的滿意度高于傳統(tǒng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)推送，系統(tǒng)具有更好的有效性和應(yīng)用價(jià)值。