云计算环境下图书馆云阅读终端设计

●马晓亭 ，陈 臣 （兰州商学院.信息工程学院；.网络中心，兰州 730020）

1 引言

云计算（Cloud Computing）是一种新的基础设施共享架构与资源交付方式，是将巨大的云系统IT资源、系统云服务和云应用整合为资源池方式集中管理，以按需和易扩展方式为用户分配所需的云系统资源，为用户提供云计算环境下高效、安全、经济、便捷的IT服务。目前，云计算已成为数字图书馆建设的核心技术与发展方向，使数字图书馆建设摆脱了基础设施资源建设成本昂贵、云专业技术人员匮乏、云安全要求高、建设与运营维护成本效益最优化难度大的束缚。

图书馆开展云个性化服务的效率、质量、安全性、经济性是评价云图书馆建设水平的重要标准，而用户满意度则是决定云图书馆价值与发展方向的核心准则。随着云技术的发展，图书馆云数据中心、云数据传输网络、云系统管理运营策略、云用户个性化服务模式趋于成熟，能够满足不同规模、服务模式、建设标准的云图书馆建设与服务需求。在云计算环境下数字图书馆服务链中，云终端设备是决定读者云阅读满意度的一个重要环节。只有建设高效、智能、多服务功能、经济低碳的用户云阅读终端，才能为读者提供丰富、满意、多模式的云个性化阅读体验。

2 云计算环境下云应用终端现状分析

随着云计算技术的发展与成熟，云服务提供商为客户开展了可购买服务的多客户共享、高效安全、按需分配云资源、云服务与资源动态均衡的云服务。由于用户所处行业不同，云服务对象在购买云服务模式、云系统基础设施资源、云终端特点与性能、安全要求上有较大区别。不同用户云应用终端市场定位、自身特点、已有产品类型及存在的问题如下表所示。

表 云计算环境下云应用终端发展现状

通过对表1分析得出，用户云应用满意度、生产成本、用户普及率是影响云终端系统设计的决定性因素。在设计中，各终端生产商仔细分析了不同云应用客户特点与终端云应用需求，努力确保系统性能、云应用功能、生产成本、体积与集成度、安全要求的完美结合。同时，生产商认真分析了用户云应用特点以及对终端系统性能需求，根据不同用户在云应用终端设计中需求侧重点的差异特性，有针对性地突出了系统性能、用户云应用感受、安全性、可靠性、便携性、经济性等因素，确保终端有较高的用户使用满意度与市场占有率。[1]

3 云计算环境下图书馆云阅读终端性能需求分析

云计算环境下，图书馆云阅读终端是读者云个性化阅读体验的终端设备，体现了云图书馆读者云服务理念与云服务模式。只有将云管理策略、服务理念、云技术与云终端融为一体，实行一体化的终端设计和服务模式，才能为云读者提供完美的云阅读的体验。

3.1 实现云阅读终端的智能化操作模式

智能化管理、操作是云计算环境下提高读者阅读友好性与易用性的关键因素。在云计算环境下，云图书馆数据中心存储信息具有海量、种类繁多、查询复杂、要求云数据传输快速、高安全的特点。在降低云阅读终端软、硬件系统结构规模与复杂度的同时，通过提高云阅读终端阅读与管理的智能化水平，提高阅读终端从云图书馆数据中心获得读者云计算、存储、管理、阅读、软件、信息等基础设施资源信息的能力。同时，在降低云用户阅读成本的前提下实现读者云终端与图书馆云数据中心系统、云服务模式、读者四要素的有效结合。[2]

3.2 提高云阅读终端计算、通信、显示芯片性能

云图书馆数据中心是数据处理、存储、查找、传输的中心，云数据中心在完成所有的数据计算与各种处理任务后，通过Internet网络将数据传输给云阅读终端，为读者提供形式多样的多媒体云个性化阅读服务。在云阅读终端中，虽然大量的数据计算与信号处理任务由图书馆云数据中心承担，但云阅读终端设备的CPU（中央处理器）单元负责终端设备、系统的管理与协调工作，其功能决定了终端性能。其次，阅读终端的通信能力决定了云数据收发的效率与可靠性。第三，云计算环境下，大数据量的高清视频、图片等多媒体数据成为读者开展云阅读的主流信息，显示芯片的性能决定了读者个性化云阅读的质量。因此，提高云阅读终端计算、通信、显示芯片的性能，成为提升云阅读终端性能的决定因素。

3.3 加强云阅读终端应用安全性

云计算环境下，云图书馆不但提供了传统数字图书的数字阅读服务，而且根据云图书馆管理员与读者云个性化阅读服务需求，提供了云系统管理、读者账户与权限操作管理、作者微博、读者论坛、个人数据存储、读者邮箱等云个性化服务。在读者阅读活动中，云图书馆阅读终端成为用户云个性化阅读与云资源管理的重要设备，也成为影响图书馆云阅读安全的重要因素。

在云环境中，黑客采用攻击图书馆云系统中心、云数据通信网络、云阅读终端方式，获得云图书馆核心数据访问、下载、修改的权限与图书馆云应用平台控制权限，或者以非法手段获取用户资料信息与读者隐私数据。因此，只有加强云阅读终端应用安全性，才能保证读者云阅读服务的安全、可靠，减少黑客发动云攻击的途径并降低其成功概率。[3]

3.4 实现云阅读终端的应用虚拟化

为了满足云读者使用传统PC桌面的操作习惯，提高云终端的易用性与友好性，桌面虚拟化云成为目前云图书馆阅读终端服务的主要方式。云图书馆数据中心根据用户阅读习惯，在云数据中心依据主要读者阅读习惯，对所有用户桌面进行统一保存和管理，并根据用户需求交付到读者云阅读终端。相对于读者云阅读需求而言，桌面虚拟化不能依据所有读者阅读特点有针对性地开展云阅读服务，不能满足专业阅读群体的特殊云阅读需求，而且桌面虚拟化的读者广泛交付方式降低了云阅读效率。因此，开展以应用虚拟化为核心的云阅读应用服务，可以根据用户特点与个性化阅读服务要求按需将应用交付读者，不仅提高了应用的针对性与有效性，而且也实现了用户云阅读的“以设备为中心”向“以用户为中心”的应用虚拟化转变。[4]

3.5 移动性成为云阅读终端的重要特征

随着通信技术的发展，消除有线通信对读者移动阅读需求的限制，满足读者在任何地点、任何时间、以任何方式进行云阅读活动的需求，实现通过移动终端访问云图书馆满足读者个性化云服务，成为提高读者云阅读满意度的重要因素。在云阅读移动终端设计中，要在确保较高无线传输带宽的前提下，提高无线阅读终端的抗干扰能力与安全性能，提高云阅读移动终端的智能化、人性化与获得云图书馆计算中心应用服务内容、计算资源、存储资源的能力，满足读者的云个性化移动阅读服务需求。

3.6 降低云阅读终端的制造成本与功耗

云图书馆的建设与维护成本与云读者数量、开展云个性化阅读服务规模呈反比关系，只有加强云图书馆规模建设，增加读者群的数量，不断开发新的云个性化阅读应用，才能提高云图书馆建设及运营成本效益。在决定云阅读终端普及率的众多因素中，终端的购买、使用成本是一个重要的决定因素。由于云阅读终端可以从图书馆云系统中心获得各种云系统资源与所需的用户数据，因此，降低云阅读终端制造的复杂度、提高系统计算与存储性能、减少制造成本，可以在不影响读者云阅读效率与满意度的前提下，大幅降低读者购买、使用成本，有利于云阅读活动的大众化普及。同时，由于云阅读活动的移动性、多应用、便携性、待机时间长等特点，将阅读终端的能耗降低到1W以下，成为开展高性能、低功耗、低成本、低碳云阅读活动的需要。

4 云计算环境下图书馆云阅读终端设计准则

4.1 确保云阅读终端设备的自适应性

云图书馆在开展读者云阅读服务活动中，要面对数量庞大、服务需求不同、阅读能力差异大、具有不同阅读体验标准的读者群体。因此，在终端设计上，要根据读者对云阅读活动的服务、安全、经济、性能要求特点，有针对性地设计具有不同云阅读功能、服务标准、购买价格、安全需求的云阅读终端。

云图书馆数据中心为不同读者与终端设备开展服务时，由于读者的服务要求与终端设备性能特点不同，为保证云阅读服务的高效、安全、灵活、智能及云设备间的互通性，云终端应具备支持云系统通过识别阅读终端，并根据终端设备特点开展特有的云阅读应用、智能化终端系统平台与资源管理、相应的云读者服务。此外，在开展云终端自适应服务中，应综合考虑图书馆云系统资源分配、终端系统与设备负荷平衡、读者云阅读感受、读者阅读费用效率最优化等方面的因素，提高不同读者群的云阅读满意度。[5]

4.2 提高云阅读终端设备的数据传输效率

云图书馆通过租赁云服务商的资源、空间、服务为读者开展云阅读服务。目前，在技术与运营方面比较成熟的云服务提供商有Yahoo、Amazon、Baidu、微软等公司。以Amazon公司为例，亚太地区Amazon仅在东京与新加坡地区建设有云服务节点。假设我国图书馆租赁Amazon新加坡地区节点云空间为读者提供云阅读服务，则各种云管理数据、业务数据、用户信息、控制数据的网络传输效率，成为影响我国读者云阅读体验感受的重要因素。

决定网络传输效率的几个重要因素为网络带宽、信道噪声、误码率与数据传输协议效率。因此，在确保云传输网络具有较高的数据传输带宽和较低的信道噪声的前提下，提高读者云阅读终端数据传输效率的方法，首先必须根据读者云阅读活动特点，提高云阅读终端的数据传输协议效率。此外，还应提高整个云数据传输网络管理与拥塞控制策略，在确保云数据传输速率满足读者云阅读需求的前提下，降低数据传输延迟和丢包率。[6]

4.3 增强云阅读终端智能化水平

随着云图书馆开展读者个性化阅读服务活动的不断深入，读者云阅读活动的内容、形式、效率与安全要求有了新的变化。在云阅读活动中，读者难以高效使用、管理海量的云系统资源与数据信息，读者对云系统资源、云数据、云阅读安全、云效率的管理活动，不但影响了读者的云阅读体验，而且可能降低云阅读终端的维护、管理效率。因此，必须增强云阅读终端的智能化水平，不断提高终端对云应用系统、读者资源、终端安全、阅读效率的智能化自动管理能力，才能平衡配置读者在开展云阅读活动中的各种云应用与云终端设备IT资源，才能确保云读者具有更出色的用户终端体验（较强的云阅读应用响应能力、高效的终端处理能力、在线和离线工作能力）与云阅读终端设备的可管理、可靠性。

4.4 完善云阅读终端的虚拟化应用支持能力

虚拟化技术通过对系统资源按需调度、分配提高了云平台资源的利用效率，提升了云平台服务质量，并降低了云系统运营成本。虚拟化技术在云图书馆应用中，读者将虚拟化程序与客户端桌面集成在一起，通过远程运行图书馆云数据中心上的虚拟程序，在云阅读终端远程分享云数据中心的计算、存储等系统资源，实现对读者数据的集中存储和应用的集中管控。同时，阅读终端不需要安装任何客户端软件，降低了对阅读终端的维护要求。此外，云图书馆数据中心依据读者需求检索、处理、压缩、传输数据。由于大幅度压缩数据而降低了对传输带宽与阅读终端显示设备的性能要求，可满足读者开展云移动阅读活动的高效、安全、稳定、快捷要求。[7]

4.5 打造开放、高效、节能、安全的云阅读终端

随着图书馆云阅读服务活动的开展，云阅读终端设备的开放性、多样性成为发展必然。因此，在云终端设计中，必须符合国际云应用与云设备设计标准，具备统一的设备接口来确保云系统、云应用、云设备、云服务间有较强的融合性与互通性，确保从云数据中心到读者云阅读终端所有的设备、应用与服务融入到统一的云中。此外，应加强在云阅读终端设计中对成本管控、IT管理及安全防范层面的可控性，提高云阅读终端计算、存储、设备管理、安全管理的效率。同时，依据读者开展传统数字阅读习惯设计操作界面和操作方式，并根据读者云阅读习惯的改变及时迁移，保证读者有较高的云阅读友好感受和阅读效率。第三，应将云阅读终端安全纳入到云图书馆系统安全平台体系中，确保云系统、云传输网络、云阅读终端、云应用服务的整体安全。

[1]钟伟彬，等.云计算终端的现状和发展趋势[J].电信科学,2010（3）：22－26.

[2]吴吉义，等.云计算：从概念到平台[J].电信科学，2009，25（12）：23－30.

[3]王文清，陈凌.CALIS数字图书馆云服务平台模型[J].大学图书馆学报，2009（4）：13－16.

[4]金文新.高校图书馆存储系统的构建及其数据安全和备份方案研究[J].情报资料工作，2009（1）：40－43.

[5]汪来富，等.云计算应用安全研究[J].电信科学，2010（6）：67－70.

[6]孙健，贾晓菁.Google云计算平台的技术架构及对其成本的影响研究[J].电信科学，2010（1）：38－44.

[7]王庆波，等.虚拟化与云计算[M].北京:电子工业出版社，2009：181－184.