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高校圖書館信息檢索課程教學(xué)的改革
第1篇：高校圖書館信息檢索課程教學(xué)改革
一、高校信息檢索課程教學(xué)現(xiàn)狀
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及信息的快速更新，信息檢索課在提高學(xué)生的信息情報意識，培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力方面的作用更加顯著，同時有利于全面提升大學(xué)生綜合解決問題的能力。掌握信息檢索方法、技能和技巧已成為當(dāng)代大學(xué)生更新知識的重要手段，所以，各大高校應(yīng)將提高大學(xué)生的信息檢索能力放在重要位置，開設(shè)專業(yè)的信息檢索課程。圖書館信息檢索課程具有很強(qiáng)的實用性，首先表現(xiàn)在拓寬了大學(xué)生獲取知識和信息的渠道；其次表現(xiàn)在為學(xué)生提供了獲得專業(yè)最新動態(tài)的途徑；最后表現(xiàn)在為學(xué)生的畢業(yè)論文寫作提供了全面的素材基礎(chǔ)。所以，高校應(yīng)該積極開展信息檢索課程，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力。
目前，手工信息檢索已經(jīng)逐漸淡出了高校信息檢索教學(xué)，計算機(jī)借助Internet網(wǎng)進(jìn)行信息檢索的技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用。但是，部分高校教師和學(xué)生的觀念還沒有轉(zhuǎn)變，沒有與時俱進(jìn)，教學(xué)手段相對比較落后，教師的專業(yè)素養(yǎng)還有待提高，學(xué)校整體對信息檢索課程的重視程度不夠。信息檢索課程中存在的問題也逐漸顯露出來，大學(xué)生的信息敏感度和知識收集能力有待提高，迫切需要掌握最新的信息檢索技術(shù)。
二、信息檢索教學(xué)存在的問題
1.信息檢索課程授課范圍有限，大部分學(xué)生不能掌握信息檢索技術(shù)。從目前高校開設(shè)的信息檢索課程來看，多數(shù)高校開設(shè)的信息檢索課程范圍還比較有限，經(jīng)常出現(xiàn)圖書館老師無課可講的狀態(tài)。同時，真正學(xué)習(xí)和掌握信息檢索知識的學(xué)生也非常有限。作為現(xiàn)代化信息教育的主要途徑，信息檢索課在提高大學(xué)生綜合素質(zhì)方面具有重要作用，但是大多數(shù)學(xué)生沒有熟練掌握信息檢索技術(shù)，對信息檢索工具的掌握和運(yùn)用了解不夠深入，不具備準(zhǔn)確獲取信息資源的能力，對信息的重要性缺乏認(rèn)識。部分高校領(lǐng)導(dǎo)、教師以及學(xué)生對信息檢索課重視程度不夠，使得開課范圍十分有限，這也導(dǎo)致信息檢索課程陷入一種無足輕重的地位。因此，高校應(yīng)該根據(jù)自己學(xué)校的實際情況，逐漸擴(kuò)大授課范圍，將信息檢索課程定位為必修課程，進(jìn)一步普及信息檢索知識，讓更多的學(xué)生可以通過信息檢索課程獲取專業(yè)知識和專業(yè)動態(tài)。所以，如何擴(kuò)大課程的普及范圍就成為高校亟待解決的問題。
2.信息檢索課程在高校中的受重視程度比較低。信息檢索課在大多數(shù)高校被設(shè)為選修課的原因有：一方面，信息檢索課程不受學(xué)生重視，選擇這門課程的學(xué)生比較少。另一方面，高校對信息檢索課程的軟硬件投入非常低，專業(yè)教師更是少之又少。大多數(shù)信息檢索課教師由圖書館工作人員兼任，他們?nèi)狈I(yè)的教學(xué)方法。以上因素嚴(yán)重制約了大學(xué)信息檢索課程的發(fā)展。
3.學(xué)生忽視信息檢索課程，導(dǎo)致教學(xué)達(dá)不到預(yù)期效果。高校信息檢索課程涉及的知識范圍比較廣，這對教師的專業(yè)素質(zhì)要求比較高，同時由于課程的專業(yè)術(shù)語較多，學(xué)生很難理解和接受，導(dǎo)致課程教學(xué)達(dá)不到預(yù)期效果。在大多數(shù)高校內(nèi)，信息檢索課往往采用傳統(tǒng)課堂講授和上機(jī)教學(xué)兩種方式，而且上機(jī)教學(xué)模式單一，主要以教師的講解為核心，學(xué)生只能被動接受。這不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。由于沒有統(tǒng)一教材，學(xué)生無法預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，也使得學(xué)生在潛意識中忽視信息檢索課程。因此，使得整個檢索課程的教學(xué)效果較低。
4.信息檢索課程在教學(xué)計劃中得不到重視。在高校的教學(xué)安排中，信息檢索通常安排的課時較少，大多數(shù)是合班課，沒有精細(xì)的小班授課，再加上學(xué)生的課程實習(xí)場地有限，使得學(xué)生對信息檢索課程的興趣也逐漸淡化，課程開展的根本目的得不到實現(xiàn)。
5.信息檢索課程教學(xué)效果的評價方式比較單一。學(xué)校開設(shè)信息檢索課程是為了培養(yǎng)大學(xué)生對信息檢索技能的掌握能力，提高大學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力和自主解決問題的能力。但是在實際的教學(xué)實踐過程中，教師和學(xué)生都以考試過關(guān)為最終目的，教學(xué)僅僅達(dá)到了理論層面，而忽略了對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和考核，課程的實用價值也在不斷降低。
三、信息檢索課程教學(xué)的改進(jìn)與創(chuàng)新
1.配備專業(yè)師資隊伍，提高教學(xué)質(zhì)量。對于開展信息檢索課程的圖書館來說，在開設(shè)課程之前，要統(tǒng)一對講授信息檢索課程的教師進(jìn)行嚴(yán)格培訓(xùn)和考核；定期組織召開信息檢索課的教學(xué)研討會，教師之間相互學(xué)習(xí)和交流教學(xué)經(jīng)驗；鼓勵教師積極申報和參與學(xué)校的教學(xué)和科研立項，用教師自己掌握的信息檢索技術(shù)來解決教學(xué)和科研立項中的實際問題；通過舉辦講座、論壇和走訪的形式，加強(qiáng)與學(xué)校各學(xué)院系老師的溝通，普及和宣傳信息檢索課程的重要意義。提高學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)以及教師對信息檢索課程的重視程度，尤其是硬件和軟件配置的提高。硬件配置可以在短時間內(nèi)獲得改善，但是軟件配置，尤其是師資力量的配備和能力培養(yǎng)是一個長期的過程。團(tuán)隊教師的個人素養(yǎng)關(guān)系著課程教學(xué)的質(zhì)量，要積極引進(jìn)專業(yè)團(tuán)隊，開發(fā)專業(yè)教師的個人潛力，最終打造出高能力的專業(yè)授課團(tuán)隊。
2.提高學(xué)生獲取科學(xué)信息的實踐能力。在教學(xué)過程中，教師不能局限于教學(xué)大綱，而是必須在教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，結(jié)合教師的計劃和學(xué)生的接受能力，提升教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)不能以完成教學(xué)大綱為最終目標(biāo)，而是必須以提高學(xué)生的實踐能力為最終目標(biāo)，要讓學(xué)生學(xué)以致用，切實提高學(xué)生的信息獲取能力。
3.靈活運(yùn)用教材，實現(xiàn)課程教學(xué)的創(chuàng)新。信息檢索課程是非常實用的一門學(xué)科，檢索技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。教學(xué)是以教材為基礎(chǔ)的，但不能局限于教材。為實現(xiàn)信息檢索課程教學(xué)的創(chuàng)新，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，將教材靈活運(yùn)用起來，結(jié)合自己的教研和科研立項實例講解知識點(diǎn)，整合教學(xué)資源，力爭實現(xiàn)教學(xué)水平的提高，為學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息提供途徑。
4.為不同層次的學(xué)生設(shè)定不同的課程內(nèi)容。學(xué)校要針對不同層次的學(xué)生設(shè)定不同的課程內(nèi)容，教師應(yīng)該重視學(xué)生檢索技能的培訓(xùn)，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高。教師在安排課程的過程中，要結(jié)合不同層次學(xué)生的水平以及學(xué)習(xí)能力，積極調(diào)整教學(xué)計劃，不同年級學(xué)生的教學(xué)內(nèi)容要有不同的重點(diǎn)。例如，在本科低年級可以重點(diǎn)安排理論性課程以及一些操作容易的內(nèi)容，因為低年級學(xué)生對文獻(xiàn)檢索的需求比較少，檢索的內(nèi)容是比較簡單的。針對高年級學(xué)生安排課程時，要多涉及一些專業(yè)知識的教授，因為高年級學(xué)生的專業(yè)課程已經(jīng)學(xué)習(xí)到了一定程度，大部分學(xué)生的外語能力以及專業(yè)知識素養(yǎng)都有了很大提高，可以檢索一些專業(yè)的內(nèi)容或者國外文獻(xiàn)，檢索需求比較大。
5.不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法，提高學(xué)生對知識的運(yùn)用能力。教師在信息檢索課程的教授過程中，要結(jié)合實際情況，不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法，不僅要傳授基礎(chǔ)知識，而且要提高學(xué)生對知識的運(yùn)用能力，重視對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。例如，教師在教學(xué)過程中，要加強(qiáng)演示環(huán)節(jié)力度，應(yīng)該通過對論文或者課題的信息收集的示范來教授學(xué)生實際應(yīng)用技能。同時可以布置一個課題，讓學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)到的知識進(jìn)行查詢，并通過集體匯報的方式進(jìn)行成果檢驗，為學(xué)生創(chuàng)造交流的機(jī)會。
四、結(jié)語
高校開展信息教育，必須重視信息檢索課程。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了文獻(xiàn)檢索的發(fā)展，同時也對文獻(xiàn)檢索提出了新的要求，信息檢索課程的教學(xué)必須與時俱進(jìn)，教學(xué)方法和手段以及教學(xué)內(nèi)容都要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展接軌，這樣學(xué)校才能培養(yǎng)出具備現(xiàn)代信息應(yīng)用技能的綜合型人才。
第2篇：對語義網(wǎng)格及其在數(shù)字圖書館信息檢索中應(yīng)用的探討
數(shù)字圖書館在快速發(fā)展的同時，其種種缺陷也逐漸暴露，如檢索服務(wù)器智能化程度低、返回大量無關(guān)結(jié)果，不同系統(tǒng)之間互操作困難、資源難于共享、形成一個個信息孤島等問題。這是因為，大部分網(wǎng)頁上的內(nèi)容設(shè)計是供人閱讀的，并不能使機(jī)器理解。利用HTML語言，計算機(jī)雖能熟練地解析網(wǎng)頁的版面，知道哪里是標(biāo)題，哪里有與其他頁面的鏈接，但卻無法理解網(wǎng)頁內(nèi)容，如無法區(qū)別人名和地名等，因為沒有可靠的方法來處理其中的語義。于是出現(xiàn)了把語義網(wǎng)和網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字圖書館建設(shè)的動向。語義網(wǎng)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用，可對信息資源進(jìn)行語義標(biāo)注，提供基于語義的資源瀏覽與檢索。而在數(shù)字圖書館中應(yīng)用網(wǎng)格技術(shù)，則為整合分布、異構(gòu)、自治的數(shù)字資源，實現(xiàn)對資源的透明調(diào)用提供了可能。但從數(shù)字圖書館要求基于語義的資源整合來看，上述兩種技術(shù)各有其局限性[1]。
網(wǎng)格雖為我們描繪了一幅誘人的藍(lán)圖，即遍布世界各地的資源都可“即插即用”。但現(xiàn)實情況與目標(biāo)存在較大差距，實現(xiàn)網(wǎng)格的目標(biāo)并不容易，網(wǎng)格還面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。當(dāng)前網(wǎng)格缺乏機(jī)器可讀可理解的數(shù)據(jù)語義，缺乏人和機(jī)器很好地合作的支撐，機(jī)器難以處理異構(gòu)資源，難以聯(lián)合、再利用信息，難以靈活協(xié)作、高度易用和無縫自動化，難以根據(jù)用戶的需求自動地生產(chǎn)知識。而語義網(wǎng)雖然實現(xiàn)了計算機(jī)可理解的數(shù)據(jù)語義問題，但難以實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上各種資源(包括硬件和軟件資源)的共享，難以滿足日益增長的計算需求[2]。
數(shù)字圖書館需要一個新型的技術(shù)基礎(chǔ)，這個基礎(chǔ)應(yīng)充分支持虛擬資源體系在語義層面上的集成，充分支持語義描述，為實現(xiàn)虛擬資源體系的語義導(dǎo)航、語義查詢以及推理機(jī)提供可行性，于是語義網(wǎng)格的概念被提出。
1語義網(wǎng)的基本概念
1.1語義網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)
2001年，TimBerners-Lee提出語義網(wǎng)的概念[3]，其出發(fā)點(diǎn)是通過改變現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)依靠文字信息來共享資源的模式，利用本體來描述語義信息，達(dá)到語義級的共享。語義網(wǎng)構(gòu)建于自定義標(biāo)記的XML和數(shù)據(jù)表示靈活的RDF之上。
�、賃nicode和URI層，是整個語義Web的基礎(chǔ)。Unicode處理資源的編碼，保證所使用的是國際通用字符集。URI負(fù)責(zé)標(biāo)識語義網(wǎng)上所有的對象和資源，為精確的信息檢索提供基礎(chǔ)。
�、赬ML+NameSpace+XmlSchema，XML層具有名稱空間(NameSpace)和XMLSchema，XML置標(biāo)語言將網(wǎng)上資源信息的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容與表現(xiàn)形式相分離，可確保語義網(wǎng)的定義，并支持與其他基于XML的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行無縫集成。XML讓每個人都能通過自己創(chuàng)建的標(biāo)簽，來對網(wǎng)頁或頁面的部分文字進(jìn)行注釋。腳本，或者說是程序，可以將這些標(biāo)簽運(yùn)用到復(fù)雜的應(yīng)用中。
�、跼DF+RDFSchema，該層用于描述Web上的資源及其類型，為網(wǎng)上資源描述提供了一種通用框架，也為實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成提供了一個元數(shù)據(jù)解決方案。
RDF是W3C提出的一個基于XML的數(shù)據(jù)模型，采用獨(dú)特的“資源——屬性——值”的三元組結(jié)構(gòu)來描述互聯(lián)網(wǎng)資源特性及其關(guān)系。通過這個抽象的數(shù)據(jù)模型，RDF為定義和使用元數(shù)據(jù)建立了一個框架，元數(shù)據(jù)的元素可看成元數(shù)據(jù)所描述的資源的屬性，由此人們就可以利用RDF來解讀所引用的元數(shù)據(jù)。通過這種通用的框架，RDF可以描述Web上的各種資源，真正做到了以不變應(yīng)萬變。
由于對不同資源的描述需要采取不同的詞匯表，RDF并沒有定義描述資源所用的詞匯表，而是定義了一些規(guī)則，這些規(guī)則是各領(lǐng)域和應(yīng)用定義用于描述資源的詞匯表時必須遵循的。RDF也提供了描述資源時具有基礎(chǔ)性的詞匯表，這就是RDFS，RDF可以依據(jù)這些詞匯來描述資源[5]。如果最底層的URI標(biāo)識了網(wǎng)上的對象，那么RDF和RDFS層則可對URI標(biāo)識的對象進(jìn)行陳述，支持有類型的資源與鏈接的類型。
�、躉ntology(即本體)，是語義網(wǎng)的核心層，用于揭示資源本身以及資源之間更為復(fù)雜和豐富的語義信息，避免“一詞多意”或“多詞一意”，使網(wǎng)上的信息具有計算機(jī)可理解的語義。本體的目標(biāo)是獲取、描述和表示相關(guān)領(lǐng)域的知識，提供對該領(lǐng)域知識的共同理解，確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可的詞匯，并從不同層次的形式化模式上，給出這些詞匯與詞匯間相互關(guān)系的明確定義。
�、葸壿媽�，在上述4層的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理操作。
�、掾炞C層，根據(jù)邏輯陳述進(jìn)行驗證以得出結(jié)論。
�、咝湃螌�，用于在用戶間建立信任關(guān)系。
其中，第②、③、④層是語義網(wǎng)的關(guān)鍵層，用于表示W(wǎng)eb信息的語義，也是現(xiàn)在語義Web研究的熱點(diǎn)所在。
1.2語義網(wǎng)的形式化描述語言
語義網(wǎng)需要專門的描述語言對Web文檔中的術(shù)語含義進(jìn)行形式化描述，大量的研究工作者活躍在該領(lǐng)域，因此誕生了許多種本體描述語言，如RDF、DAML、OIL、OWL等，它們的演進(jìn)關(guān)系。
W3C提出的本體語言棧如3所示，OWL處于最上層，它是在總結(jié)幾種語言開發(fā)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上由W3C于2004年2月正式推出，是語義網(wǎng)發(fā)展過程中的一個重要里程碑，經(jīng)過廣泛的討論并已得到一致認(rèn)可。
在此語言棧中，XML是結(jié)構(gòu)化文檔的表層語法，它對文檔沒有任何語義約束，XMLSchema是定義XML文檔的結(jié)構(gòu)約束的語言；RDF是描述對象以及它們之間關(guān)系的數(shù)據(jù)模型，并為數(shù)據(jù)模型提供了簡單的語義，這些數(shù)據(jù)模型能夠用XML進(jìn)行表達(dá)，RDFSchema是描述資源的屬性和類型的詞匯表，并提供對這些屬性和類型的普遍層次的語義。RDFS在RDF的基礎(chǔ)上提供了更多建模原語用于元數(shù)據(jù)定義，這些原語對進(jìn)一步構(gòu)造本體有一定作用。事實上，RDFS所構(gòu)造的元數(shù)據(jù)已經(jīng)是一種輕型的本體知識，不過RDFS的功能仍然很有限。為了構(gòu)造更加完備的本體信息以支持自動推理，就需要更加完備的本體描述語言。OWL就是在這種需求下出現(xiàn)的，它在RDF和RDFS的基礎(chǔ)上通過增加更多建模原語來描述特性、類，以及它們之間的關(guān)系，并針對特性提供了更加豐富的類型定義和屬性描述[6]。
總而言之，在語義網(wǎng)中，XML、RDF和本體將網(wǎng)絡(luò)的作用發(fā)揮到極至，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)、軟件均是資源，它們將自動被計算機(jī)理解，自動化處理、集成、共享和重用，并由機(jī)器根據(jù)用戶需求確定連接方式，從而支持智能軟件代理Agent對WWW上異構(gòu)、分布信息的有效檢索和訪問，實現(xiàn)網(wǎng)上信息資源在語義層上的全方位互聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)更高層的基于知識的智能應(yīng)用。
2網(wǎng)格技術(shù)概況
眾所周知，利用網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、路由器和光纖、電纜等基礎(chǔ)設(shè)施，傳統(tǒng)因特網(wǎng)實現(xiàn)了計算機(jī)硬件的連通；利用HTTP、URI等協(xié)議，因特網(wǎng)進(jìn)一步升級，實現(xiàn)了網(wǎng)頁的連通。而網(wǎng)格不僅可以連通計算機(jī)和網(wǎng)頁，還將各種信息資源，如數(shù)據(jù)庫、軟件以及各種信息獲取設(shè)備都連接成一個整體，整個網(wǎng)絡(luò)如同一臺巨大無比的計算機(jī)，向每個用戶提供包括計算能力、數(shù)據(jù)存儲能力以及各種應(yīng)用工具等一體化的透明服務(wù)。它強(qiáng)調(diào)的是全面地共享資源、全面地應(yīng)用服務(wù)。那么，究竟什么是網(wǎng)格呢？
簡單的講，網(wǎng)格就是利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置上的多個資源全面連通，建立邏輯關(guān)系，并進(jìn)行統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)分配，組成一臺“虛擬的超級計算機(jī)”。這臺機(jī)器把每臺參與其中的計算機(jī)都作為自己的一個“節(jié)點(diǎn)”，成千上萬個這樣的“節(jié)點(diǎn)”并聯(lián)起來，就組成了“一張有超級計算能力的網(wǎng)格”。網(wǎng)格計算模式首先把要計算的數(shù)據(jù)分割，然后，不同節(jié)點(diǎn)的計算機(jī)依自己的處理能力下載一個或多個數(shù)據(jù)片斷。當(dāng)用戶不使用本節(jié)點(diǎn)的計算機(jī)時，其閑置的計算能力就會被調(diào)用。這樣，每一位將自己的計算機(jī)連接到網(wǎng)格上的用戶，都可隨時隨地調(diào)用其中的計算和信息資源，在獲得一體化信息服務(wù)的同時，最大程度地實現(xiàn)資源共享[7]。
作為一種新興的技術(shù)，網(wǎng)格的優(yōu)勢不僅在于超強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，而且還在于利用網(wǎng)上的閑置處理能力來節(jié)約計算成本，實現(xiàn)資源的共享，消除資源孤島。網(wǎng)格的研究開發(fā)工作已受到許多國家的重視，然而遺憾的是，到目前為止，國際上還沒對其確切含義及外延達(dá)成共識，也沒有什么約定的標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，其關(guān)注的問題卻很明確，即如何有效安全地管理和共享連接到Internet上的各種資源，并提供相應(yīng)的服務(wù)[8]。
3語義網(wǎng)格及其在數(shù)字圖書館信息檢索中的應(yīng)用
語義網(wǎng)格是語義Web和網(wǎng)格相結(jié)合產(chǎn)生的新研究領(lǐng)域，最初的提出是為了加速e-Science的發(fā)展。e-Science最大的要求是知識共享，需要跨越不同機(jī)構(gòu)、國家和學(xué)科來進(jìn)行聯(lián)合的實驗、使用遠(yuǎn)程昂貴的科學(xué)設(shè)備、交換信息和思想。網(wǎng)格本身致力于資源共享，但卻因信息格式異構(gòu)，語義的多重性以及關(guān)系的匱乏等問題無法滿足要求。要達(dá)到e-Science所設(shè)想的高度易用性和無縫自動化，必須實現(xiàn)盡量多的機(jī)器可處理性和盡量少的人類介入，這卻和語義Web的目標(biāo)有一些相似，于是DavidDeRoure等學(xué)者2001年在《ResearchAgendafortheSemanticGrid：AFuturee-ScienceInfrastructure》中第一次提出了語義網(wǎng)格(SemanticGrid)概念，并把語義網(wǎng)格作為未來e-Science的基礎(chǔ)架構(gòu)[9]。此后，OGSA的提出，給語義網(wǎng)格的發(fā)展注入了新的活力，使語義網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)格變得更為簡單。語義網(wǎng)格研究小組(GlobalGridForumSemanticGridResearchGroup，簡稱SEM-GRG)的成立，也為語義網(wǎng)格的發(fā)展提供大力支持，該研究組仿照語義網(wǎng)的定義，提出：語義網(wǎng)格是當(dāng)前網(wǎng)格的延伸，因為信息和服務(wù)有了清晰明了的含義，人與計算機(jī)能夠更好地合作[10]。在這個定義里，有清晰含義的是信息和服務(wù)，表明語義網(wǎng)格研究的語義的對象包括信息和服務(wù)。它把所有的資源，包括服務(wù)，都用一種機(jī)器可理解、可處理的方式來描述，實現(xiàn)語義的互操作性[11]。其本質(zhì)就是通過更好的形式化描述網(wǎng)格上的信息來解決語義問題，以使計算機(jī)盡可能取代人在網(wǎng)格上進(jìn)行信息處理，通俗講就是讓傳統(tǒng)網(wǎng)格更智能化，從而讓其他的深層次應(yīng)用，如數(shù)字圖書館等智能化服務(wù)在網(wǎng)格上開展成為可能。
語義網(wǎng)格主要解決3個方面的問題[12]：規(guī)范組織，即提出資源空間模型及規(guī)范化組織管理的理論、方法、技術(shù)和工具，使各種無序資源(信息、知識和服務(wù))規(guī)范化組織，從而使用戶能正確有效地操作各種資源，提高使用效率；語義互聯(lián)，即通過多層語義互聯(lián)和單一語義映像，使分布在全球的各種網(wǎng)絡(luò)資源在語義層上互聯(lián)，消除資源孤島；智能聚合，主要通過軟設(shè)備來解決資源間的互操作，使各種資源能根據(jù)用戶的需求有效、動態(tài)、智能地聚合。
總而言之，網(wǎng)格是Web在計算能力上的提升，而語義網(wǎng)格是網(wǎng)格在語義能力上的擴(kuò)展；從另一個角度說，語義Web是在現(xiàn)有Web上增強(qiáng)了語義能力，而語義網(wǎng)格是語義Web對計算能力的擴(kuò)展。語義網(wǎng)格集成了語義Web的機(jī)器可閱讀能力和網(wǎng)格強(qiáng)大的計算能力，能更好的幫助數(shù)字圖書館為用戶提供優(yōu)質(zhì)信息檢索服務(wù)。
語義網(wǎng)格的研究在國內(nèi)外已陸續(xù)開展起來，特別是英國的e-Science計劃，已建立了100余個試驗型項目，是語義網(wǎng)格的典型代表。美國、歐盟一些國家也相繼開展了語義網(wǎng)格項目研究工作，并取得了階段性進(jìn)展。我國也很重視這方面的研究工作，2004年9月科技部批準(zhǔn)了國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計劃(簡稱973計劃)：“語義網(wǎng)格的基礎(chǔ)理論、模型與方法研究”。
3.1基于語義網(wǎng)格的數(shù)字圖書館的結(jié)構(gòu)模型
基于Web的數(shù)字圖書館屬于技術(shù)主導(dǎo)型，凸顯各種關(guān)鍵技術(shù)；基于網(wǎng)格的數(shù)字圖書館屬于資源主導(dǎo)型，凸顯分布式異構(gòu)資源的整合；基于語義Web的數(shù)字圖書館屬于服務(wù)主導(dǎo)型，凸顯服務(wù)的集成與共享，并在一定程度上使服務(wù)增值[13]；基于語義網(wǎng)格的數(shù)字圖書館則融合了語義Web功能與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系，在實現(xiàn)資源集成的同時，也凸顯數(shù)據(jù)計算能力。語義網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用可以為數(shù)字圖書館構(gòu)建一個良好的中間環(huán)境，一方面能形式化地描述知識，使機(jī)器理解語義，另一方面使知識實現(xiàn)負(fù)載平衡與松散耦合，進(jìn)而有效地與服務(wù)和用戶整合。
分布式資源是數(shù)字圖書館的最底層，也是數(shù)字圖書館得以展開各種智能化服務(wù)的生命之源，涵蓋了數(shù)字圖書館中類型、內(nèi)容各異的館藏資源，這些資源通過網(wǎng)格服務(wù)層虛擬地整合在一起。
網(wǎng)格服務(wù)層負(fù)責(zé)資源的整合、管理、調(diào)度和計算，采用開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)(OpenGridServicesArchitecture，OGSA)實現(xiàn)計算服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、信息服務(wù)的共享，并為上層提供應(yīng)用接口，具體包含計算服務(wù)層(如資源發(fā)現(xiàn)與分配、資源監(jiān)控、用戶認(rèn)證、任務(wù)調(diào)度或合作調(diào)度、容錯處理等)、數(shù)據(jù)服務(wù)層(如數(shù)據(jù)存儲管理、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)回復(fù)和傳遞管理等)和信息服務(wù)層(為用戶提供一個統(tǒng)一的服務(wù)接口，使各種異構(gòu)數(shù)據(jù)資源能夠相互訪問)。具體來說，其構(gòu)成如圖5。各種資源分布在資源層中，采集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對描述資源內(nèi)容的元數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，元數(shù)據(jù)收集和傳輸服務(wù)機(jī)制把所采集的全部元數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并按照一定的規(guī)則和機(jī)制，將這些元數(shù)據(jù)分別存儲在各個檢索服務(wù)器節(jié)點(diǎn)中，索引器負(fù)責(zé)對服務(wù)器上的元數(shù)據(jù)進(jìn)行索引管理，并定期對新增的元數(shù)據(jù)進(jìn)行索引更新。檢索節(jié)點(diǎn)為用戶檢索提供接口，將收到檢索請求分發(fā)到服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并執(zhí)行檢索，經(jīng)調(diào)度服務(wù)排序后，再將檢索結(jié)果返回。調(diào)度服務(wù)存儲有包含數(shù)據(jù)提供者列表的配置文件，依照此配置文件，系統(tǒng)向任務(wù)節(jié)點(diǎn)分配任務(wù)，任務(wù)完成后還要記錄節(jié)點(diǎn)和信息資源的參數(shù)，以便為新的任務(wù)分配提供參考[14]。
語義服務(wù)層則是根據(jù)領(lǐng)域本體中的知識，從語義層面對這些虛擬的資源進(jìn)行整合。作為語義網(wǎng)格的核心層，該層使用本體和元數(shù)據(jù)描述信息，按照計算機(jī)理解的格式表示知識，可提供多種服務(wù)，如數(shù)據(jù)/計算服務(wù)，處理計算資源的分配、調(diào)度并選擇執(zhí)行的方式，可快速傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；信息服務(wù)，處理被描述、存儲、接收、共享及保留的信息；知識服務(wù)，處理知識獲得、使用、檢索、發(fā)布以及維護(hù)的方式。這里的知識是指應(yīng)用于實現(xiàn)目標(biāo)、解決問題或做出決定的信息[15]。值得注意的是，本體作為一種能在語義上描述信息系統(tǒng)的概念模型，可以把各類元數(shù)據(jù)方案聯(lián)系成一個立體的知識網(wǎng)絡(luò)，并能使資源按照知識網(wǎng)絡(luò)中的不同屬性，或同一種屬性的不同編碼體系，呈現(xiàn)出規(guī)范有序的知識地圖。它還可以通過某些標(biāo)準(zhǔn)的開放的元數(shù)據(jù)接口，或提供某些可供格式轉(zhuǎn)換的映射表，向某些登記系統(tǒng)(如UDDI)進(jìn)行注冊，來達(dá)到更大范圍的互操作。
知識服務(wù)層則通過文本挖掘、數(shù)據(jù)挖掘等方法，實現(xiàn)知識服務(wù)，并通過接口與高級網(wǎng)格應(yīng)用互聯(lián)，為用戶提供各種服務(wù)。通過知識服務(wù)層，用戶的查詢請求可到達(dá)模型的本體部分，本體利用元數(shù)據(jù)和語義視圖組件對其進(jìn)行解析，形成具有語義的表達(dá)式后，再與語義空間內(nèi)的數(shù)字資源進(jìn)行匹配，然后依據(jù)系統(tǒng)所提供的計算資源、存儲資源等參數(shù)信息，將最終結(jié)果返回給用戶[16]。
3.2語義網(wǎng)格環(huán)境下用戶獲取信息的基本過程
在語義網(wǎng)格環(huán)境下，數(shù)字圖書館的各個節(jié)點(diǎn)上有類型、內(nèi)容各異的信息資源，其發(fā)布過程可簡單概括為以下幾步：
3.2.1通過信息資源發(fā)現(xiàn)機(jī)制尋找到數(shù)字圖書館所需的信息資源
發(fā)現(xiàn)機(jī)制分主動發(fā)現(xiàn)和被動發(fā)現(xiàn)，主動發(fā)現(xiàn)是基于用戶的需求進(jìn)行，被動發(fā)現(xiàn)是基于系統(tǒng)默認(rèn)的規(guī)則進(jìn)行，即根據(jù)數(shù)據(jù)提供者所描述信息資源的屬性狀態(tài)值，選擇合適的資源。系統(tǒng)所管理的是可擴(kuò)展的有限多個數(shù)據(jù)庫和節(jié)點(diǎn)，除了特定的情況下需要工作人員的參與，其增加和擴(kuò)充一般是通過被動發(fā)現(xiàn)信息資源機(jī)制完成的。
3.2.2通過索引機(jī)制對所選信息進(jìn)行描述、索引和命名，然后將索引信息匯總到索引中心
在各節(jié)點(diǎn)中，構(gòu)成網(wǎng)格系統(tǒng)的計算機(jī)因在體系結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及元數(shù)據(jù)模式等多個方面均存在異構(gòu)，所以，必須對新加入的信息資源重新命名，這樣，用戶在不知道資源所屬數(shù)據(jù)庫或節(jié)點(diǎn)的情況下，也可以下載使用信息。
3.2.3通過信息資源發(fā)布機(jī)制把檢索結(jié)果呈現(xiàn)給用戶
檢索時，當(dāng)用戶發(fā)出檢索請求后，系統(tǒng)將根據(jù)用戶請求在索引中心內(nèi)查找匹配的索引，然后追根溯源，找到信息資源所在的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。找到節(jié)點(diǎn)后，系統(tǒng)便根據(jù)節(jié)點(diǎn)和資源的狀態(tài)信息參數(shù)進(jìn)行信息資源預(yù)置(信息資源預(yù)置通常用來保證對多個信息資源的并發(fā)存取，其作用類似于一個記錄器，記錄所需信息目前的狀態(tài)，以確保被順利傳輸)。接著進(jìn)行狀態(tài)估計，即依據(jù)信息資源當(dāng)前狀態(tài)和傳送時間等參數(shù)為任務(wù)調(diào)度提供參考信息。最后通過任務(wù)調(diào)度環(huán)節(jié)，確定任務(wù)執(zhí)行的相關(guān)順序，以確保把檢索結(jié)果提交給用戶[17]。
4結(jié)語
基于語義網(wǎng)格的數(shù)字圖書館平臺，以不同領(lǐng)域本體互操作組成的知識空間、分布式的網(wǎng)絡(luò)和計算環(huán)境作為技術(shù)支持和應(yīng)用基礎(chǔ)，可對海量的、多媒體的信息資源在語義層面上進(jìn)行組織、存儲和發(fā)布，可提供分布式數(shù)字資源松散耦合與集中管理，能解決數(shù)字圖書館中某些復(fù)雜的和計算密集型的服務(wù)，能提高機(jī)器的閱讀能力、實現(xiàn)人機(jī)之間良好溝通，能實現(xiàn)用戶基于語義的資源利用、推動用戶之間的協(xié)作和數(shù)據(jù)共享，還可以針對不同需求的用戶群體提供主動的、個性化的信息服務(wù)。因此，語義網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用將是數(shù)字圖書館信息檢索的發(fā)展方向。隨著語義網(wǎng)格的概念和相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，語義網(wǎng)格技術(shù)將更加全面的應(yīng)用于數(shù)字圖書館。
盡管如此，到目前為止，語義網(wǎng)、網(wǎng)格和Web服務(wù)都還不夠成熟，還處在不斷發(fā)展中。語義網(wǎng)格作為全新的概念，既要良好融合、兼容三者的最新技術(shù)，還要注意自身各方面的進(jìn)一步發(fā)展，前進(jìn)的道路將充滿挑戰(zhàn)。
今后主要的研究內(nèi)容包括：①語義網(wǎng)基礎(chǔ)理論的研究，如本體描述語言、本體自學(xué)習(xí)技術(shù)、本體互操作等。在語義網(wǎng)中，本體起著非常重要的作用。但目前許多本體仍處在非形式化階段，只提供了領(lǐng)域術(shù)語的自然語言描述。這種本體只能用于幫助人與人之間的交互和相互理解，不能被計算機(jī)所處理。此外，大多數(shù)領(lǐng)域本體都是由手工開發(fā)的，缺乏有效的本體管理工具和評價工具。所創(chuàng)建的領(lǐng)域本體是否完全反映出特定領(lǐng)域的概念、領(lǐng)域本體中各種概念是否一致、在本體重用時是否會產(chǎn)生沖突、不同本體之間如何互操作等等，都需要進(jìn)一步的研究。②網(wǎng)格基礎(chǔ)理論研究，如自動化虛擬組織的創(chuàng)建和管理，需要發(fā)展怎樣的通用模型和機(jī)制以適合虛擬組織的運(yùn)作；如服務(wù)的協(xié)商和協(xié)議，研究適合網(wǎng)格系統(tǒng)的協(xié)議類型，可利用智能代理進(jìn)行協(xié)商，以互操作方式達(dá)成協(xié)議；如普適計算，怎么使一切能聯(lián)上互聯(lián)網(wǎng)的計算裝置都可無縫鏈接并透明地訪問網(wǎng)格；如內(nèi)容的處理和長期保存，網(wǎng)格系統(tǒng)如何處理各種各樣的媒體內(nèi)容，并使內(nèi)容能自動化長期保存等等。③語義Web與網(wǎng)格的融合研究，如在OGSA基礎(chǔ)上融合了語義網(wǎng)技術(shù)的語義網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)是否要變化，怎樣變化等等。
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