達州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張彬

隨著智能圖書館和數(shù)字圖書館的出現(xiàn)，傳統(tǒng)功能圖書館的傳播社會文化和提供文獻信息等相關(guān)功能也發(fā)生了改變。在此背景下，本文通過運用新一代信息技術(shù)，在圖書館中有效運用Android平臺，實現(xiàn)移動圖書館功能設(shè)計與實現(xiàn)，為用戶提供更加方便快捷的服務(wù)。

隨著網(wǎng)絡(luò)時代的到來，移動通信用戶數(shù)量穩(wěn)步增長，各種各樣的移動通信工具成為人們生活中的必需品，將無線通信技術(shù)運用到人們?nèi)粘Ｉ钪惺谴髣菟匸1]。以手機為代表的移動終端的廣泛使用、互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，帶來了信息的快速整合與傳播，這已經(jīng)徹底改變了人們傳統(tǒng)的社交、通信、娛樂和信息獲取的方式，進入了一個新媒體時代[2]。Android操作系統(tǒng)憑借著自身完整、可靠、開放等優(yōu)勢，在智能移動通信終端的操作系統(tǒng)平臺中脫穎而出，占有著大量的市場份額，并隨著使用者數(shù)量的持續(xù)增多和基于此平臺應(yīng)用程序種類的日漸豐富，平臺技術(shù)逐漸走向成熟[3]。目前，Android系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成為全球第一大智能操作系統(tǒng)。作為輕量級Web應(yīng)用服務(wù)器的Tomcat由于其先進的技術(shù)、卓越的穩(wěn)定性及可擴展性，而且是免費的，在中小型系統(tǒng)開發(fā)和并發(fā)訪問該系統(tǒng)的用戶不會很多的情況下被普遍使用。Tomcat深受廣大Java愛好者的喜愛以及部分應(yīng)用開發(fā)商的認(rèn)可，已經(jīng)成為當(dāng)下比較流行的Web應(yīng)用服務(wù)器?；贏ndroid+Tomcat的系統(tǒng)架構(gòu)可同時滿足客戶端的用戶體驗與服務(wù)器端系統(tǒng)的復(fù)雜信息處理功能，是移動應(yīng)用的一種較完善的開發(fā)模式。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，圖書館作用也發(fā)生了很大改變。智能圖書館和數(shù)字圖書館已經(jīng)將傳統(tǒng)功能圖書館逐漸替代，隨著新技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)功能圖書館的傳播社會文化和提供文獻信息等相關(guān)功能性也發(fā)生了改變。開發(fā)和研究移動圖書管理系統(tǒng)，不但使圖書管理員工作的地點會更加靈活，學(xué)生也能夠隨時地預(yù)約和查詢以及掛失圖書[4]。手機客戶端形式的圖書管理系統(tǒng)，能夠促使學(xué)生接觸更多的圖書館信息。為此，本文開展基于Android的移動圖書館系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計、功能設(shè)計以及實現(xiàn)方法研究，相對于傳統(tǒng)Web應(yīng)用，該系統(tǒng)與生活更加貼近，使圖書館信息更加具有實時性。

一、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

移動圖書管理系統(tǒng)采用B/S+C/S架構(gòu)構(gòu)成，見圖1所示。

圖1為系統(tǒng)展示端，分成移動設(shè)備端和PC機端。移動設(shè)備采用的是C/S結(jié)構(gòu)，C/S即客戶端/服務(wù)器的方式，C為客戶端，由用戶自行安裝客戶端定制的應(yīng)用軟件，進行數(shù)據(jù)的錄入和展示，S為服務(wù)器端，則提供數(shù)據(jù)的處理與存儲。PC端采用的是B/S結(jié)構(gòu)，B/S的S端和C/S的S端類似，都是提供數(shù)據(jù)，不同的是展示端由B瀏覽器進行顯示。C/S結(jié)構(gòu)下的展示端可以自行設(shè)計更簡單易用的界面，提升用戶的使用體驗。移動校友錄的C/S架構(gòu)設(shè)計成讓移動用戶自行安裝系統(tǒng)對應(yīng)的Android系統(tǒng)的apk文件，主要用于學(xué)生或老師登錄系統(tǒng)進行移動查閱圖書刊物，進行電子雜志的閱讀，并實現(xiàn)移動聊天功能。B/S架構(gòu)設(shè)計主要用于系統(tǒng)管理員進行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護，不需要華麗的操作界面，只需要一臺能連入互聯(lián)網(wǎng)的PC機，打開瀏覽器就可以進行系統(tǒng)的維護操作。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖書館是一個需要進行海量信息存儲的平臺，因此系統(tǒng)服務(wù)器端采用了云存儲的方式。云存儲的數(shù)據(jù)服務(wù)器除了能對海量數(shù)據(jù)保存，并能提供安全高效的數(shù)據(jù)并發(fā)處理和保護功能。云存儲能保證傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正常訪問，同時也能對大量傳統(tǒng)文件進行快速高效的讀取服務(wù)，這些特點印證了云存儲是移動圖書館數(shù)據(jù)服務(wù)端的首選技術(shù)。圖2為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

二、系統(tǒng)運行平臺設(shè)計

構(gòu)建基于云存儲結(jié)構(gòu)的存儲平臺，自然而然就會想到去運用處理海量數(shù)據(jù)的云結(jié)構(gòu)Hadoop。用Hadoop的HDFS進行分布式數(shù)據(jù)存儲，運用MapReduce進行并行編程模型，把其與最經(jīng)典的系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)MVC進行結(jié)合。

基礎(chǔ)層主要采取的是Hadoop和mysql數(shù)據(jù)庫結(jié)合的方式進行處理。Hadoop主要用來對非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化（HBase）數(shù)據(jù)進行存儲和分析，而結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)則一般使用數(shù)據(jù)庫來進行存儲和訪問。因此，基于Hadoop集群實現(xiàn)結(jié)構(gòu)化的海量圖書館數(shù)據(jù)存儲，比如館藏查詢、電子書籍、視頻等大文件系統(tǒng)。而對于系統(tǒng)個人信息模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，暫時采取的是對云技術(shù)支持的開源mysql數(shù)據(jù)庫進行存儲。

平臺層主要考慮的是如何將云計算存儲的信息系統(tǒng)進行部署，并采用并行方式調(diào)度云存儲數(shù)據(jù)。Apache Hadoop是一款支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型分布式應(yīng)用并以Apache 2.0許可協(xié)議發(fā)布的開源軟件框架。它支持在商品硬件構(gòu)建的大型集群上運行的應(yīng)用程序，并實現(xiàn)了MapReduce的編程范式：應(yīng)用程序被分割成許多小部分，而每個部分都能在集群中的任意節(jié)點上執(zhí)行或重新執(zhí)行。Apache Hadoop成為大數(shù)據(jù)處理的標(biāo)準(zhǔn)，但由于它對負(fù)載平衡性要求比較高，就決定了它對硬件需求比較高和部署、運行的復(fù)雜性，因此運行在此平臺上就不得不讓人有安全上的顧慮，并且系統(tǒng)出故障的話會難于下手等，這些難題讓其無法充分發(fā)揮Hadoop的威力。通過把Apache Hadoop節(jié)點從底層物理基礎(chǔ)架構(gòu)剝離，VMware可以將云基礎(chǔ)架構(gòu)的優(yōu)勢帶給Hadoop，包括快速部署、高可用性、最佳資源利用率、安全多用戶。

業(yè)務(wù)層的核心功能在于讓用戶快速查詢到想要的館藏資源，進行在線閱讀，并能預(yù)約圖書，下載電子資料到手機進行離線閱讀。這一層考慮用Android和Hadoop都能支持的Java語言進行編碼實現(xiàn)。

用戶層是直接面向用戶，采取的是面向用戶的Web2.0設(shè)計模式，在移動設(shè)備上的應(yīng)用和在電腦上的應(yīng)用給用戶的體驗必然不一樣，因此需要遵循移動設(shè)計的準(zhǔn)則。由于本系統(tǒng)采用以B/S和C/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，移動端和PC端都進行設(shè)計，都要遵循Web2.0的準(zhǔn)則，以用戶體驗為上。

系統(tǒng)整體代碼組織模式為MVC方式，即模型-控制器-視圖（Model、Controller、View）模式。

Model（模型）主要用一系列的方法提供應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)來源，在移動圖書管理系統(tǒng)中系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源于用Jdbc獲取Mysql的數(shù)據(jù)和Hadoop的HDFS獲取的文件映射。從Hadoop處獲取的資源性能是高于直接運用jdbc獲取的資源，這里為了提高性能，改成用Hadoop的Hbase技術(shù)將Mysql數(shù)據(jù)庫進一步封裝，提高性能。

Controller（控制器）是對數(shù)據(jù)進行處理，銜接數(shù)據(jù)層和視圖層，起到承上啟下的關(guān)鍵作用。因為圖書館是具有大數(shù)據(jù)量的系統(tǒng)，并且本系統(tǒng)涉及的圖書館有三個子館，決定了數(shù)據(jù)只能通過云存儲的數(shù)據(jù)集方式進行存儲。多臺服務(wù)器同時運行時，就需要用并行處理性能高的MapReduce。本系統(tǒng)中的控制層主要是用MapReduce處理并行查詢，并行下載期刊資源，對數(shù)據(jù)進行挖掘推送顯示。

三、基于Android的移動圖書館功能設(shè)計

Android平臺主要包括五個部分，即應(yīng)用程序框架、關(guān)鍵應(yīng)用程序、Android運行庫、C/C++函數(shù)庫以及優(yōu)化了的Linux。根據(jù)Android平臺，設(shè)計移動圖書館管理系統(tǒng)功能的模塊，見圖3所示。

圖3 移動圖書館管理系統(tǒng)功能模塊圖

（一）管理員客戶端

管理員將用戶名及密碼輸入，進入到軟件主頁面，圖書管理、學(xué)生用戶管理、借閱預(yù)約圖書、罰款繳費、掛失歸還圖書以及幫助和注銷等操作便可以進行。（1）圖書管理功能：書號輸入，進入詳細(xì)的圖書信息頁面，對圖書有關(guān)信息可以查詢；新書入庫，并且將新書的有關(guān)信息錄入；（2）學(xué)生管理功能：學(xué)生學(xué)號輸入，查看和刪除以及修改的操作都可以進行；（3）借閱預(yù)約圖書功能：學(xué)生學(xué)號輸入，對學(xué)生預(yù)約和借閱圖書情況進行查看；（4）罰款繳費功能：學(xué)生學(xué)號輸入，對學(xué)生欠費的信息進行查看；（5）掛失歸還圖書：學(xué)生學(xué)號輸入，該學(xué)生借閱的全部圖書顯示出來，進行歸還和掛失的操作；（6）管理員的管理功能：該功能主要是為超級管理員設(shè)計的，刪除和修改管理員的操作。

（二）學(xué)生客戶端

學(xué)生將用戶名及密碼輸入，進入軟件主頁面，查詢、預(yù)約、掛失、幫助、注銷以及退出等相關(guān)操作便可以進行。（1）查詢功能：查詢個人借書和查詢館內(nèi)圖書。查詢還分為高級查詢和簡單查詢，并且對模糊查詢也給予支持。（2）預(yù)約功能：預(yù)約圖書號輸入，若未被借閱，便能夠進行預(yù)約；否則不可以被借閱。預(yù)約管理主要對預(yù)約圖書信息以及預(yù)約取消進行查詢。（3）掛失功能：學(xué)生學(xué)號和密碼輸入，該學(xué)生借的全部圖書顯示出來，再將需要掛失的圖書進行選擇。（4）幫助功能：介紹基于Android的移動圖書館的系統(tǒng)功能的使用方法。（5）注銷功能：用其他用戶登錄，或者用戶退出移動圖書館管理系統(tǒng)。

四、基于Android的移動圖書館功能的實現(xiàn)

（一）設(shè)計數(shù)據(jù)庫

該系統(tǒng)主要運用了Mysql數(shù)據(jù)庫，由許多不同客戶程序、數(shù)據(jù)庫以及1個服務(wù)器守護程序構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，設(shè)計的過程中，合理性必須要保證。合理科學(xué)地設(shè)計數(shù)據(jù)庫，無論是數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，還是后期維護數(shù)據(jù)，都會比較方便。根據(jù)需要，構(gòu)建了管理員基本信息表、用戶基本信息表、借閱圖書信息表、圖書基本信息表、超期圖書信息表、借閱圖書信息表、圖書基本信息表以及掛失圖書信息表等數(shù)據(jù)表。

（二）實現(xiàn)移動圖書館管理系統(tǒng)的模塊功能

根據(jù)需要，對要求功能進行分析，使各模塊功能得以實現(xiàn)。為了使移動圖書館管理系統(tǒng)安全性能夠有效地提升，無論是管理員客戶端，還是學(xué)生客戶端都要單獨開發(fā)。這樣能夠避免學(xué)生得到管理員密碼以后，登錄系統(tǒng)并且將數(shù)據(jù)庫信息改動。

例如，學(xué)生登錄，先進入歡迎頁面，學(xué)生將用戶名及密碼輸入，進入操作主頁面。主頁面按鈕主要有查詢、掛失、預(yù)約、注銷、關(guān)于、幫助以及退出。

點擊學(xué)生主界面上的查詢按鈕，進入到查詢圖書的界面，該界面主要包括查詢個人節(jié)約和查詢館內(nèi)圖書以及返回到上一界面的功能，兩個查詢按鈕左側(cè)的圖標(biāo)，提示用戶進行單擊。對圖書信息查詢的按鈕進行單擊，進入到查詢圖書信息的界面，該界面又分為高級查詢和簡單查詢，單擊高級查詢按鈕和簡單查詢按鈕，不同界面就會顯示出來，界面下方為動畫控件，既可以點綴圖像，又可以添加廣告。

（三）測試

測試機器運用實體機與虛擬機集合測試，測試不同用戶登錄。其一，管理員用戶的登錄軟件，對圖書管理、用戶管理、借閱管理、查詢圖書、預(yù)約管理、繳費管理、掛失歸還管理以及管理員管理等操作進行測試；其二，學(xué)生用戶登錄軟件，對預(yù)約和查詢以及掛失圖書等操作進行測試。經(jīng)過測試，軟件能夠正常地運行，實現(xiàn)基于Android的移動圖書館功能與分析需求相符合。

五、結(jié)束語

分析和研究基于Android的移動圖書館的主要目的，就是將當(dāng)前應(yīng)用圖書館擴展到手機終端，廣大的教師和學(xué)生不用親自到圖書館，運用手機就能夠操作查詢和預(yù)約以及續(xù)借圖書等，并且新書到圖書館以后，系統(tǒng)會用短信的形式將提醒信息發(fā)送。既給師生書刊借閱和文獻提供了方便，又能夠協(xié)助圖書館管理藏書的借出、整理、歸還、催還以及歸類等。