高校圖書(shū)館信息檢索課程教學(xué)的改革

　　第1篇：高校圖書(shū)館信息檢索課程教學(xué)改革

　　一、高校信息檢索課程教學(xué)現狀

　　隨著(zhù)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，培養大學(xué)生自主學(xué)習能力方面的作用更加顯著(zhù)，同時(shí)有利于全面提升大學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力。掌握信息檢索方法、技能和技巧已成為當代大學(xué)生更新知識的重要手段，所以，各大高校應將提高大學(xué)生的信息檢索能力放在重要位置，開(kāi)設專(zhuān)業(yè)的信息檢索課程。圖書(shū)館信息檢索課程具有很強的實(shí)用性，首先表現在拓寬了大學(xué)生獲取知識和信息的渠道；其次表現在為學(xué)生提供了獲得專(zhuān)業(yè)最新動(dòng)態(tài)的途徑；最后表現在為學(xué)生的畢業(yè)論文寫(xiě)作提供了全面的素材基礎。所以，高校應該積極開(kāi)展信息檢索課程，培養學(xué)生終身學(xué)習的能力。

　　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)，計算機借助Internet網(wǎng)進(jìn)行信息檢索的技術(shù)已經(jīng)普遍應用。但是，部分高校教師和學(xué)生的觀(guān)念還沒(méi)有轉變，沒(méi)有與時(shí)俱進(jìn)，教學(xué)手段相對比較落后，教師的專(zhuān)業(yè)素養還有待提高，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(wèn)題也逐漸顯露出來(lái)，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(wèn)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(kāi)設的信息檢索課程來(lái)看，多數高校開(kāi)設的信息檢索課程范圍還比較有限，經(jīng)常出現圖書(shū)館老師無(wú)課可講的狀態(tài)。同時(shí)，真正學(xué)習和掌握信息檢索知識的學(xué)生也非常有限。作為現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，但是大多數學(xué)生沒(méi)有熟練掌握信息檢索技術(shù)，對信息檢索工具的掌握和運用了解不夠深入，不具備準確獲取信息資源的能力，對信息的重要性缺乏認識。部分高校領(lǐng)導、教師以及學(xué)生對信息檢索課重視程度不夠，使得開(kāi)課范圍十分有限，這也導致信息檢索課程陷入一種無(wú)足輕重的地位。因此，高校應該根據自己學(xué)校的實(shí)際情況，逐漸擴大授課范圍，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(guò)信息檢索課程獲取專(zhuān)業(yè)知識和專(zhuān)業(yè)動(dòng)態(tài)。所以，如何擴大課程的普及范圍就成為高校亟待解決的問(wèn)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高校被設為選修課的原因有：一方面，信息檢索課程不受學(xué)生重視，選擇這門(mén)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(zhuān)業(yè)教師更是少之又少。大多數信息檢索課教師由圖書(shū)館工作人員兼任，他們缺乏專(zhuān)業(yè)的教學(xué)方法。以上因素嚴重制約了大學(xué)信息檢索課程的發(fā)展。

　　3.學(xué)生忽視信息檢索課程，導致教學(xué)達不到預期效果。高校信息檢索課程涉及的知識范圍比較廣，這對教師的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)要求比較高，同時(shí)由于課程的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較多，學(xué)生很難理解和接受，導致課程教學(xué)達不到預期效果。在大多數高校內，信息檢索課往往采用傳統課堂講授和上機教學(xué)兩種方式，而且上機教學(xué)模式單一，主要以教師的講解為核心，學(xué)生只能被動(dòng)接受。這不利于學(xué)生的自主學(xué)習，使得學(xué)生的學(xué)習積極性不高。由于沒(méi)有統一教材，學(xué)生無(wú)法預習和復習，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(gè)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(shí)較少，大多數是合班課，沒(méi)有精細的小班授課，再加上學(xué)生的課程實(shí)習場(chǎng)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(kāi)展的根本目的得不到實(shí)現。

　　5.信息檢索課程教學(xué)效果的評價(jià)方式比較單一。學(xué)校開(kāi)設信息檢索課程是為了培養大學(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)習能力和自主解決問(wèn)題的能力。但是在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，教師和學(xué)生都以考試過(guò)關(guān)為最終目的，教學(xué)僅僅達到了理論層面，而忽略了對學(xué)生實(shí)踐能力的培養和考核，課程的實(shí)用價(jià)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(zhuān)業(yè)師資隊伍，提高教學(xué)質(zhì)量。對于開(kāi)展信息檢索課程的圖書(shū)館來(lái)說(shuō)，在開(kāi)設課程之前，要統一對講授信息檢索課程的教師進(jìn)行嚴格培訓和考核；定期組織召開(kāi)信息檢索課的教學(xué)研討會(huì )，教師之間相互學(xué)習和交流教學(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(lái)解決教學(xué)和科研立項中的實(shí)際問(wèn)題；通過(guò)舉辦講座、論壇和走訪(fǎng)的形式，加強與學(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(shí)間內獲得改善，但是軟件配置，尤其是師資力量的配備和能力培養是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程。團隊教師的個(gè)人素養關(guān)系著(zhù)課程教學(xué)的質(zhì)量，要積極引進(jìn)專(zhuān)業(yè)團隊，開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)教師的個(gè)人潛力，最終打造出高能力的專(zhuān)業(yè)授課團隊。

　　2.提高學(xué)生獲取科學(xué)信息的實(shí)踐能力。在教學(xué)過(guò)程中，教師不能局限于教學(xué)大綱，而是必須在教學(xué)大綱的基礎上，結合教師的計劃和學(xué)生的接受能力，提升教學(xué)標準。教學(xué)不能以完成教學(xué)大綱為最終目標，而是必須以提高學(xué)生的實(shí)踐能力為最終目標，要讓學(xué)生學(xué)以致用，切實(shí)提高學(xué)生的信息獲取能力。

　　3.靈活運用教材，實(shí)現課程教學(xué)的創(chuàng )新。信息檢索課程是非常實(shí)用的一門(mén)學(xué)科，檢索技術(shù)隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。教學(xué)是以教材為基礎的，但不能局限于教材。為實(shí)現信息檢索課程教學(xué)的創(chuàng )新，教師應根據學(xué)科特點(diǎn)，將教材靈活運用起來(lái)，結合自己的教研和科研立項實(shí)例講解知識點(diǎn)，整合教學(xué)資源，力爭實(shí)現教學(xué)水平的提高，為學(xué)生適應現代網(wǎng)絡(luò )信息提供途徑。

　　4.為不同層次的學(xué)生設定不同的課程內容。學(xué)校要針對不同層次的學(xué)生設定不同的課程內容，教師應該重視學(xué)生檢索技能的培訓，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提高。教師在安排課程的過(guò)程中，要結合不同層次學(xué)生的水平以及學(xué)習能力，積極調整教學(xué)計劃，不同年級學(xué)生的教學(xué)內容要有不同的重點(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容，因為低年級學(xué)生對文獻檢索的需求比較少，檢索的內容是比較簡(jiǎn)單的。針對高年級學(xué)生安排課程時(shí)，要多涉及一些專(zhuān)業(yè)知識的教授，因為高年級學(xué)生的專(zhuān)業(yè)課程已經(jīng)學(xué)習到了一定程度，大部分學(xué)生的外語(yǔ)能力以及專(zhuān)業(yè)知識素養都有了很大提高，可以檢索一些專(zhuān)業(yè)的內容或者國外文獻，檢索需求比較大。

　　5.不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法，提高學(xué)生對知識的運用能力。教師在信息檢索課程的教授過(guò)程中，要結合實(shí)際情況，不斷改進(jìn)教學(xué)方式方法，不僅要傳授基礎知識，而且要提高學(xué)生對知識的運用能力，重視對學(xué)生實(shí)踐能力的培養。例如，教師在教學(xué)過(guò)程中，要加強演示環(huán)節力度，應該通過(guò)對論文或者課題的信息收集的示范來(lái)教授學(xué)生實(shí)際應用技能。同時(shí)可以布置一個(gè)課題，讓學(xué)生根據自己所學(xué)到的知識進(jìn)行查詢(xún)，并通過(guò)集體匯報的方式進(jìn)行成果檢驗，為學(xué)生創(chuàng )造交流的機會(huì )。

　　四、結語(yǔ)

　　高校開(kāi)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)了文獻檢索的發(fā)展，同時(shí)也對文獻檢索提出了新的要求，信息檢索課程的教學(xué)必須與時(shí)俱進(jìn)，教學(xué)方法和手段以及教學(xué)內容都要與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展接軌，這樣學(xué)校才能培養出具備現代信息應用技能的綜合型人才。

　　第2篇：對語(yǔ)義網(wǎng)格及其在數字圖書(shū)館信息檢索中應用的探討

　　數字圖書(shū)館在快速發(fā)展的同時(shí)，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(wú)關(guān)結果，不同系統之間互操作困難、資源難于共享、形成一個(gè)個(gè)信息孤島等問(wèn)題。這是因為，大部分網(wǎng)頁(yè)上的內容設計是供人閱讀的，并不能使機器理解。利用HTML語(yǔ)言，計算機雖能熟練地解析網(wǎng)頁(yè)的版面，知道哪里是標題，哪里有與其他頁(yè)面的鏈接，但卻無(wú)法理解網(wǎng)頁(yè)內容，如無(wú)法區別人名和地名等，因為沒(méi)有可靠的方法來(lái)處理其中的語(yǔ)義。于是出現了把語(yǔ)義網(wǎng)和網(wǎng)格技術(shù)應用到數字圖書(shū)館建設的動(dòng)向。語(yǔ)義網(wǎng)在數字圖書(shū)館中的應用，可對信息資源進(jìn)行語(yǔ)義標注，提供基于語(yǔ)義的資源瀏覽與檢索。而在數字圖書(shū)館中應用網(wǎng)格技術(shù)，則為整合分布、異構、自治的數字資源，實(shí)現對資源的透明調用提供了可能。但從數字圖書(shū)館要求基于語(yǔ)義的資源整合來(lái)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圖，即遍布世界各地的資源都可“即插即用”。但現實(shí)情況與目標存在較大差距，實(shí)現網(wǎng)格的目標并不容易，網(wǎng)格還面臨著(zhù)許多問(wèn)題和挑戰。當前網(wǎng)格缺乏機器可讀可理解的數據語(yǔ)義，缺乏人和機器很好地合作的支撐，機器難以處理異構資源，難以聯(lián)合、再利用信息，難以靈活協(xié)作、高度易用和無(wú)縫自動(dòng)化，難以根據用戶(hù)的需求自動(dòng)地生產(chǎn)知識。而語(yǔ)義網(wǎng)雖然實(shí)現了計算機可理解的數據語(yǔ)義問(wèn)題，但難以實(shí)現互聯(lián)網(wǎng)上各種資源(包括硬件和軟件資源)的共享，難以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的計算需求[2]。

　　數字圖書(shū)館需要一個(gè)新型的技術(shù)基礎，這個(gè)基礎應充分支持虛擬資源體系在語(yǔ)義層面上的集成，充分支持語(yǔ)義描述，為實(shí)現虛擬資源體系的語(yǔ)義導航、語(yǔ)義查詢(xún)以及推理機提供可行性，于是語(yǔ)義網(wǎng)格的概念被提出。

　　1語(yǔ)義網(wǎng)的基本概念

　　1.1語(yǔ)義網(wǎng)的體系結構

　　2001年，TimBerners-Lee提出語(yǔ)義網(wǎng)的概念[3]，其出發(fā)點(diǎn)是通過(guò)改變現有互聯(lián)網(wǎng)依靠文字信息來(lái)共享資源的模式，利用本體來(lái)描述語(yǔ)義信息，達到語(yǔ)義級的共享。語(yǔ)義網(wǎng)構建于自定義標記的XML和數據表示靈活的RDF之上。

　�、賃nicode和URI層，是整個(gè)語(yǔ)義Web的基礎。Unicode處理資源的編碼，保證所使用的是國際通用字符集。URI負責標識語(yǔ)義網(wǎng)上所有的對象和資源，為精確的信息檢索提供基礎。

　�、赬ML+NameSpace+XmlSchema，XML層具有名稱(chēng)空間(NameSpace)和XMLSchema，XML置標語(yǔ)言將網(wǎng)上資源信息的結構、內容與表現形式相分離，可確保語(yǔ)義網(wǎng)的定義，并支持與其他基于XML的標準進(jìn)行無(wú)縫集成。XML讓每個(gè)人都能通過(guò)自己創(chuàng )建的標簽，來(lái)對網(wǎng)頁(yè)或頁(yè)面的部分文字進(jìn)行注釋。腳本，或者說(shuō)是程序，可以將這些標簽運用到復雜的應用中。

　�、跼DF+RDFSchema，該層用于描述Web上的資源及其類(lèi)型，為網(wǎng)上資源描述提供了一種通用框架，也為實(shí)現數據集成提供了一個(gè)元數據解決方案。

　　RDF是W3C提出的一個(gè)基于XML的數據模型，采用獨特的“資源——屬性——值”的三元組結構來(lái)描述互聯(lián)網(wǎng)資源特性及其關(guān)系。通過(guò)這個(gè)抽象的數據模型，RDF為定義和使用元數據建立了一個(gè)框架，元數據的元素可看成元數據所描述的資源的屬性，由此人們就可以利用RDF來(lái)解讀所引用的元數據。通過(guò)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萬(wàn)變。

　　由于對不同資源的描述需要采取不同的詞匯表，RDF并沒(méi)有定義描述資源所用的詞匯表，而是定義了一些規則，這些規則是各領(lǐng)域和應用定義用于描述資源的詞匯表時(shí)必須遵循的。RDF也提供了描述資源時(shí)具有基礎性的詞匯表，這就是RDFS，RDF可以依據這些詞匯來(lái)描述資源[5]。如果最底層的URI標識了網(wǎng)上的對象，那么RDF和RDFS層則可對URI標識的對象進(jìn)行陳述，支持有類(lèi)型的資源與鏈接的類(lèi)型。

　�、躉ntology(即本體)，是語(yǔ)義網(wǎng)的核心層，用于揭示資源本身以及資源之間更為復雜和豐富的語(yǔ)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可理解的語(yǔ)義。本體的目標是獲取、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)域內共同認可的詞匯，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層的基礎上進(jìn)行邏輯推理操作。

　�、掾炞C層，根據邏輯陳述進(jìn)行驗證以得出結論。

　�、咝湃螌�，用于在用戶(hù)間建立信任關(guān)系。

　　其中，第②、③、④層是語(yǔ)義網(wǎng)的關(guān)鍵層，用于表示W(wǎng)eb信息的語(yǔ)義，也是現在語(yǔ)義Web研究的熱點(diǎn)所在。

　　1.2語(yǔ)義網(wǎng)的形式化描述語(yǔ)言

　　語(yǔ)義網(wǎng)需要專(zhuān)門(mén)的描述語(yǔ)言對Web文檔中的術(shù)語(yǔ)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(yǔ)言，如RDF、DAML、OIL、OWL等，它們的演進(jìn)關(guān)系。

　　W3C提出的本體語(yǔ)言棧如3所示，OWL處于最上層，它是在總結幾種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的基礎上由W3C于2004年2月正式推出，是語(yǔ)義網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑，經(jīng)過(guò)廣泛的討論并已得到一致認可。

　　在此語(yǔ)言棧中，XML是結構化文檔的表層語(yǔ)法，它對文檔沒(méi)有任何語(yǔ)義約束，XMLSchema是定義XML文檔的結構約束的語(yǔ)言；RDF是描述對象以及它們之間關(guān)系的數據模型，并為數據模型提供了簡(jiǎn)單的語(yǔ)義，這些數據模型能夠用XML進(jìn)行表達，RDFSchema是描述資源的屬性和類(lèi)型的詞匯表，并提供對這些屬性和類(lèi)型的普遍層次的語(yǔ)義。RDFS在RDF的基礎上提供了更多建模原語(yǔ)用于元數據定義，這些原語(yǔ)對進(jìn)一步構造本體有一定作用。事實(shí)上，RDFS所構造的元數據已經(jīng)是一種輕型的本體知識，不過(guò)RDFS的功能仍然很有限。為了構造更加完備的本體信息以支持自動(dòng)推理，就需要更加完備的本體描述語(yǔ)言。OWL就是在這種需求下出現的，它在RDF和RDFS的基礎上通過(guò)增加更多建模原語(yǔ)來(lái)描述特性、類(lèi)，以及它們之間的關(guān)系，并針對特性提供了更加豐富的類(lèi)型定義和屬性描述[6]。

　　總而言之，在語(yǔ)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 )中的數據、軟件均是資源，它們將自動(dòng)被計算機理解，自動(dòng)化處理、集成、共享和重用，并由機器根據用戶(hù)需求確定連接方式，從而支持智能軟件代理Agent對WWW上異構、分布信息的有效檢索和訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現網(wǎng)上信息資源在語(yǔ)義層上的全方位互聯(lián)，并在此基礎上，實(shí)現更高層的基于知識的智能應用。

　　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、電纜等基礎設施，傳統因特網(wǎng)實(shí)現了計算機硬件的連通；利用HTTP、URI等協(xié)議，因特網(wǎng)進(jìn)一步升級，實(shí)現了網(wǎng)頁(yè)的連通。而網(wǎng)格不僅可以連通計算機和網(wǎng)頁(yè)，還將各種信息資源，如數據庫、軟件以及各種信息獲取設備都連接成一個(gè)整體，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )如同一臺巨大無(wú)比的計算機，向每個(gè)用戶(hù)提供包括計算能力、數據存儲能力以及各種應用工具等一體化的透明服務(wù)。它強調的是全面地共享資源、全面地應用服務(wù)。那么，究竟什么是網(wǎng)格呢？

　　簡(jiǎn)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(gè)資源全面連通，建立邏輯關(guān)系，并進(jìn)行統一管理、協(xié)調分配，組成一臺“虛擬的超級計算機”。這臺機器把每臺參與其中的計算機都作為自己的一個(gè)“節點(diǎn)”，成千上萬(wàn)個(gè)這樣的“節點(diǎn)”并聯(lián)起來(lái)，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據分割，然后，不同節點(diǎn)的計算機依自己的處理能力下載一個(gè)或多個(gè)數據片斷。當用戶(hù)不使用本節點(diǎn)的計算機時(shí)，其閑置的計算能力就會(huì )被調用。這樣，每一位將自己的計算機連接到網(wǎng)格上的用戶(hù)，都可隨時(shí)隨地調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(shí)，最大程度地實(shí)現資源共享[7]。

　　作為一種新興的技術(shù)，網(wǎng)格的優(yōu)勢不僅在于超強的數據處理能力，而且還在于利用網(wǎng)上的閑置處理能力來(lái)節約計算成本，實(shí)現資源的共享，消除資源孤島。網(wǎng)格的研究開(kāi)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(méi)對其確切含義及外延達成共識，也沒(méi)有什么約定的標準。盡管如此，其關(guān)注的問(wèn)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，并提供相應的服務(wù)[8]。

　　3語(yǔ)義網(wǎng)格及其在數字圖書(shū)館信息檢索中的應用

　　語(yǔ)義網(wǎng)格是語(yǔ)義Web和網(wǎng)格相結合產(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，需要跨越不同機構、國家和學(xué)科來(lái)進(jìn)行聯(lián)合的實(shí)驗、使用遠程昂貴的科學(xué)設備、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，語(yǔ)義的多重性以及關(guān)系的匱乏等問(wèn)題無(wú)法滿(mǎn)足要求。要達到e-Science所設想的高度易用性和無(wú)縫自動(dòng)化，必須實(shí)現盡量多的機器可處理性和盡量少的人類(lèi)介入，這卻和語(yǔ)義Web的目標有一些相似，于是DavidDeRoure等學(xué)者2001年在《ResearchAgendafortheSemanticGrid：AFuturee-ScienceInfrastructure》中第一次提出了語(yǔ)義網(wǎng)格(SemanticGrid)概念，并把語(yǔ)義網(wǎng)格作為未來(lái)e-Science的基礎架構[9]。此后，OGSA的提出，給語(yǔ)義網(wǎng)格的發(fā)展注入了新的活力，使語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)應用于網(wǎng)格變得更為簡(jiǎn)單。語(yǔ)義網(wǎng)格研究小組(GlobalGridForumSemanticGridResearchGroup，簡(jiǎn)稱(chēng)SEM-GRG)的成立，也為語(yǔ)義網(wǎng)格的發(fā)展提供大力支持，該研究組仿照語(yǔ)義網(wǎng)的定義，提出：語(yǔ)義網(wǎng)格是當前網(wǎng)格的延伸，因為信息和服務(wù)有了清晰明了的含義，人與計算機能夠更好地合作[10]。在這個(gè)定義里，有清晰含義的是信息和服務(wù)，表明語(yǔ)義網(wǎng)格研究的語(yǔ)義的對象包括信息和服務(wù)。它把所有的資源，包括服務(wù)，都用一種機器可理解、可處理的方式來(lái)描述，實(shí)現語(yǔ)義的互操作性[11]。其本質(zhì)就是通過(guò)更好的形式化描述網(wǎng)格上的信息來(lái)解決語(yǔ)義問(wèn)題，以使計算機盡可能取代人在網(wǎng)格上進(jìn)行信息處理，通俗講就是讓傳統網(wǎng)格更智能化，從而讓其他的深層次應用，如數字圖書(shū)館等智能化服務(wù)在網(wǎng)格上開(kāi)展成為可能。

　　語(yǔ)義網(wǎng)格主要解決3個(gè)方面的問(wèn)題[12]：規范組織，即提出資源空間模型及規范化組織管理的理論、方法、技術(shù)和工具，使各種無(wú)序資源(信息、知識和服務(wù))規范化組織，從而使用戶(hù)能正確有效地操作各種資源，提高使用效率；語(yǔ)義互聯(lián)，即通過(guò)多層語(yǔ)義互聯(lián)和單一語(yǔ)義映像，使分布在全球的各種網(wǎng)絡(luò )資源在語(yǔ)義層上互聯(lián)，消除資源孤島；智能聚合，主要通過(guò)軟設備來(lái)解決資源間的互操作，使各種資源能根據用戶(hù)的需求有效、動(dòng)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(yǔ)義網(wǎng)格是網(wǎng)格在語(yǔ)義能力上的擴展；從另一個(gè)角度說(shuō)，語(yǔ)義Web是在現有Web上增強了語(yǔ)義能力，而語(yǔ)義網(wǎng)格是語(yǔ)義Web對計算能力的擴展。語(yǔ)義網(wǎng)格集成了語(yǔ)義Web的機器可閱讀能力和網(wǎng)格強大的計算能力，能更好的幫助數字圖書(shū)館為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)信息檢索服務(wù)。

　　語(yǔ)義網(wǎng)格的研究在國內外已陸續開(kāi)展起來(lái)，特別是英國的e-Science計劃，已建立了100余個(gè)試驗型項目，是語(yǔ)義網(wǎng)格的典型代表。美國、歐盟一些國家也相繼開(kāi)展了語(yǔ)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月科技部批準了國家重點(diǎn)基礎研究計劃(簡(jiǎn)稱(chēng)973計劃)：“語(yǔ)義網(wǎng)格的基礎理論、模型與方法研究”。

　　3.1基于語(yǔ)義網(wǎng)格的數字圖書(shū)館的結構模型

　　基于Web的數字圖書(shū)館屬于技術(shù)主導型，凸顯各種關(guān)鍵技術(shù)；基于網(wǎng)格的數字圖書(shū)館屬于資源主導型，凸顯分布式異構資源的整合；基于語(yǔ)義Web的數字圖書(shū)館屬于服務(wù)主導型，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(yǔ)義網(wǎng)格的數字圖書(shū)館則融合了語(yǔ)義Web功能與網(wǎng)格結構體系，在實(shí)現資源集成的同時(shí)，也凸顯數據計算能力。語(yǔ)義網(wǎng)格技術(shù)的應用可以為數字圖書(shū)館構建一個(gè)良好的中間環(huán)境，一方面能形式化地描述知識，使機器理解語(yǔ)義，另一方面使知識實(shí)現負載平衡與松散耦合，進(jìn)而有效地與服務(wù)和用戶(hù)整合。

　　分布式資源是數字圖書(shū)館的最底層，也是數字圖書(shū)館得以展開(kāi)各種智能化服務(wù)的生命之源，涵蓋了數字圖書(shū)館中類(lèi)型、內容各異的館藏資源，這些資源通過(guò)網(wǎng)格服務(wù)層虛擬地整合在一起。

　　網(wǎng)格服務(wù)層負責資源的整合、管理、調度和計算，采用開(kāi)放網(wǎng)格服務(wù)結構(OpenGridServicesArchitecture，OGSA)實(shí)現計算服務(wù)、數據服務(wù)、信息服務(wù)的共享，并為上層提供應用接口，具體包含計算服務(wù)層(如資源發(fā)現與分配、資源監控、用戶(hù)認證、任務(wù)調度或合作調度、容錯處理等)、數據服務(wù)層(如數據存儲管理、元數據管理、數據回復和傳遞管理等)和信息服務(wù)層(為用戶(hù)提供一個(gè)統一的服務(wù)接口，使各種異構數據資源能夠相互訪(fǎng)問(wèn))。具體來(lái)說(shuō)，其構成如圖5。各種資源分布在資源層中，采集節點(diǎn)負責對描述資源內容的元數據進(jìn)行采集，元數據收集和傳輸服務(wù)機制把所采集的全部元數據進(jìn)行整合，并按照一定的規則和機制，將這些元數據分別存儲在各個(gè)檢索服務(wù)器節點(diǎn)中，索引器負責對服務(wù)器上的元數據進(jìn)行索引管理，并定期對新增的元數據進(jìn)行索引更新。檢索節點(diǎn)為用戶(hù)檢索提供接口，將收到檢索請求分發(fā)到服務(wù)器節點(diǎn)，并執行檢索，經(jīng)調度服務(wù)排序后，再將檢索結果返回。調度服務(wù)存儲有包含數據提供者列表的配置文件，依照此配置文件，系統向任務(wù)節點(diǎn)分配任務(wù)，任務(wù)完成后還要記錄節點(diǎn)和信息資源的參數，以便為新的任務(wù)分配提供參考[14]。

　　語(yǔ)義服務(wù)層則是根據領(lǐng)域本體中的知識，從語(yǔ)義層面對這些虛擬的資源進(jìn)行整合。作為語(yǔ)義網(wǎng)格的核心層，該層使用本體和元數據描述信息，按照計算機理解的格式表示知識，可提供多種服務(wù)，如數據/計算服務(wù)，處理計算資源的分配、調度并選擇執行的方式，可快速傳送網(wǎng)絡(luò )數據；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)布以及維護的方式。這里的知識是指應用于實(shí)現目標、解決問(wèn)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(yǔ)義上描述信息系統的概念模型，可以把各類(lèi)元數據方案聯(lián)系成一個(gè)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，呈現出規范有序的知識地圖。它還可以通過(guò)某些標準的開(kāi)放的元數據接口，或提供某些可供格式轉換的映射表，向某些登記系統(如UDDI)進(jìn)行注冊，來(lái)達到更大范圍的互操作。

　　知識服務(wù)層則通過(guò)文本挖掘、數據挖掘等方法，實(shí)現知識服務(wù)，并通過(guò)接口與高級網(wǎng)格應用互聯(lián)，為用戶(hù)提供各種服務(wù)。通過(guò)知識服務(wù)層，用戶(hù)的查詢(xún)請求可到達模型的本體部分，本體利用元數據和語(yǔ)義視圖組件對其進(jìn)行解析，形成具有語(yǔ)義的表達式后，再與語(yǔ)義空間內的數字資源進(jìn)行匹配，然后依據系統所提供的計算資源、存儲資源等參數信息，將最終結果返回給用戶(hù)[16]。

　　3.2語(yǔ)義網(wǎng)格環(huán)境下用戶(hù)獲取信息的基本過(guò)程

　　在語(yǔ)義網(wǎng)格環(huán)境下，數字圖書(shū)館的各個(gè)節點(diǎn)上有類(lèi)型、內容各異的信息資源，其發(fā)布過(guò)程可簡(jiǎn)單概括為以下幾步：

　　3.2.1通過(guò)信息資源發(fā)現機制尋找到數字圖書(shū)館所需的信息資源

　　發(fā)現機制分主動(dòng)發(fā)現和被動(dòng)發(fā)現，主動(dòng)發(fā)現是基于用戶(hù)的需求進(jìn)行，被動(dòng)發(fā)現是基于系統默認的規則進(jìn)行，即根據數據提供者所描述信息資源的屬性狀態(tài)值，選擇合適的資源。系統所管理的是可擴展的有限多個(gè)數據庫和節點(diǎn)，除了特定的情況下需要工作人員的參與，其增加和擴充一般是通過(guò)被動(dòng)發(fā)現信息資源機制完成的。

　　3.2.2通過(guò)索引機制對所選信息進(jìn)行描述、索引和命名，然后將索引信息匯總到索引中心

　　在各節點(diǎn)中，構成網(wǎng)格系統的計算機因在體系結構，操作系統、數據庫管理系統及元數據模式等多個(gè)方面均存在異構，所以，必須對新加入的信息資源重新命名，這樣，用戶(hù)在不知道資源所屬數據庫或節點(diǎn)的情況下，也可以下載使用信息。

　　3.2.3通過(guò)信息資源發(fā)布機制把檢索結果呈現給用戶(hù)

　　檢索時(shí)，當用戶(hù)發(fā)出檢索請求后，系統將根據用戶(hù)請求在索引中心內查找匹配的索引，然后追根溯源，找到信息資源所在的網(wǎng)格節點(diǎn)。找到節點(diǎn)后，系統便根據節點(diǎn)和資源的狀態(tài)信息參數進(jìn)行信息資源預置(信息資源預置通常用來(lái)保證對多個(gè)信息資源的并發(fā)存取，其作用類(lèi)似于一個(gè)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(zhù)進(jìn)行狀態(tài)估計，即依據信息資源當前狀態(tài)和傳送時(shí)間等參數為任務(wù)調度提供參考信息。最后通過(guò)任務(wù)調度環(huán)節，確定任務(wù)執行的相關(guān)順序，以確保把檢索結果提交給用戶(hù)[17]。

　　4結語(yǔ)

　　基于語(yǔ)義網(wǎng)格的數字圖書(shū)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)支持和應用基礎，可對海量的、多媒體的信息資源在語(yǔ)義層面上進(jìn)行組織、存儲和發(fā)布，可提供分布式數字資源松散耦合與集中管理，能解決數字圖書(shū)館中某些復雜的和計算密集型的服務(wù)，能提高機器的閱讀能力、實(shí)現人機之間良好溝通，能實(shí)現用戶(hù)基于語(yǔ)義的資源利用、推動(dòng)用戶(hù)之間的協(xié)作和數據共享，還可以針對不同需求的用戶(hù)群體提供主動(dòng)的、個(gè)性化的信息服務(wù)。因此，語(yǔ)義網(wǎng)格技術(shù)的應用將是數字圖書(shū)館信息檢索的發(fā)展方向。隨著(zhù)語(yǔ)義網(wǎng)格的概念和相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，語(yǔ)義網(wǎng)格技術(shù)將更加全面的應用于數字圖書(shū)館。

　　盡管如此，到目前為止，語(yǔ)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(yǔ)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(mǎn)挑戰。

　　今后主要的研究?jì)热莅�括：①語(yǔ)義網(wǎng)基礎理論的研究，如本體描述語(yǔ)言、本體自學(xué)習技術(shù)、本體互操作等。在語(yǔ)義網(wǎng)中，本體起著(zhù)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(yǔ)的自然語(yǔ)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，不能被計算機所處理。此外，大多數領(lǐng)域本體都是由手工開(kāi)發(fā)的，缺乏有效的本體管理工具和評價(jià)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(shí)是否會(huì )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)格基礎理論研究，如自動(dòng)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制以適合虛擬組織的運作；如服務(wù)的協(xié)商和協(xié)議，研究適合網(wǎng)格系統的協(xié)議類(lèi)型，可利用智能代理進(jìn)行協(xié)商，以互操作方式達成協(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(wú)縫鏈接并透明地訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)格；如內容的處理和長(cháng)期保存，網(wǎng)格系統如何處理各種各樣的媒體內容，并使內容能自動(dòng)化長(cháng)期保存等等。③語(yǔ)義Web與網(wǎng)格的融合研究，如在OGSA基礎上融合了語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)的語(yǔ)義網(wǎng)格體系結構是否要變化，怎樣變化等等。

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