基于數(shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)設計

張競元

（宿遷市圖書館，江蘇 宿遷 223800）

隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，圖書館信息資源管理已經(jīng)由傳統(tǒng)的手工操作模式轉變?yōu)槁?lián)機事務處理模式，這不僅給圖書管理人員提供了極大的便利，也產(chǎn)生了海量的且需要管理的數(shù)據(jù)，不然很難甚至無法從零散分布的數(shù)據(jù)中獲得有價值的信息[1]。在此背景下，數(shù)據(jù)挖掘技術應運而生，在圖書館信息資源管理系統(tǒng)中發(fā)揮著十分積極的作用，可對原始數(shù)據(jù)進行歸納和整理，使之成為有參考價值的信息，從而為圖書館管理人員的相關決策提供現(xiàn)實依據(jù)。而數(shù)據(jù)挖掘得以開展的前提是建立一個完善的數(shù)據(jù)倉庫。有鑒于此，筆者對基于數(shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)設計進行研究，旨在更好地服務于圖書館。

1 數(shù)據(jù)倉庫概述

1993年，有著“數(shù)據(jù)倉庫之父”之稱的W.H.Inmon在其創(chuàng)作的《Building the Data Warehouse》一書中針對“數(shù)據(jù)倉庫”這一概念進行了如下描述[2]：“一個直接面向主題的，隨時間推移而不斷完善的，具有集成以及非易失性特點的數(shù)據(jù)集合，能夠為管理層相關決策的制訂與實施提供現(xiàn)實依據(jù)?！?/p>

圖書館數(shù)據(jù)倉庫的特點有：①數(shù)據(jù)倉庫屬于一種信息技術方法，以數(shù)據(jù)資源為目標對象，對其進行集成和整理。數(shù)據(jù)倉庫和常規(guī)意義上的數(shù)據(jù)庫有所區(qū)別，其是遵循相關標準，圍繞某具體主題，對既有的呈分散或彼此獨立的操作型數(shù)據(jù)予以高度集成；②對于數(shù)據(jù)倉庫，其存儲的數(shù)據(jù)通常具有理想的穩(wěn)定性；③數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的基礎作用是為管理決策提供參考依據(jù)[3]。

數(shù)據(jù)倉庫的上述特點，為數(shù)據(jù)倉庫技術的進一步發(fā)展和應用提供了理想空間。現(xiàn)階段，越來越多的行業(yè)開始關注數(shù)據(jù)倉庫技術，并采用該技術以實現(xiàn)對信息資源的高效管理，同時為相關決策提供參考依據(jù)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益?；跀?shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)的設計便是該技術實踐應用的一個代表。

2 構建基于數(shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)的意義

構建基于數(shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)具有以下重要意義：①圖書采購是圖書館信息資源管理的核心工作，而該系統(tǒng)的建立，能夠為該項工作的高效開展提供決策支持，也是圖書館邁入現(xiàn)代化管理階段的標志之一；②能夠明顯提高圖書館的服務水平，如對相關信息進行收集，從而總結出圖書的一般借閱規(guī)律，為管理人員的管理工作提供便利；③極大地推動了圖書館的數(shù)字化建設，與此同時，也在某種程度上為圖書館管理模式以及管理理念的創(chuàng)新提供了良好的外部環(huán)境。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的設計

3.1 需求分析

需求分析是系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫設計的基礎。該環(huán)節(jié)需要設定一個合理的、現(xiàn)實的目標，不僅要明確全部需求，同時還需要確定主題以及數(shù)據(jù)源。

對于數(shù)據(jù)倉庫，主題設計是重中之重，基于圖書館信息資源管理系統(tǒng)的客觀需求，可總結出三大主題：一是讀者，二是圖書，三是圖書借閱[4]。在上述主題中，又以圖書借閱這一主題為核心。以圖書借閱數(shù)據(jù)為目標對象，進行相關分析，便能獲得與主題相關的一系列分析結果，進而為決策的制定提供參考。讀者和圖書這兩大主題占次要地位，發(fā)揮輔助決策作用，與此同時，還反映了圖書館目前發(fā)展過程中應當注意的一些問題。

3.2 概念設計

在整個數(shù)據(jù)庫設計工作中，首先應確立一個中心思想，并圍繞該中心思想選出與之配套的一系列數(shù)據(jù)信息。該部分設計工作結束之后，以篩選出來的數(shù)據(jù)為目標對象，對其進行深入分析以及整體匯總，并得到一個具有多元特點的數(shù)據(jù)信息表以為接下來的設計工作提供支持。其次應設立相應分析以及查詢工具，從而為數(shù)據(jù)倉庫的及時有效更新提供技術支持[5]。

3.3 邏輯結構設計

所謂邏輯設計指的是對數(shù)據(jù)倉庫邏輯結構所對應的表現(xiàn)形式進行確定。結合圖書館業(yè)務需求分析，準確確定數(shù)據(jù)倉庫的主題，一方面要確定事實表的粒度以及必要的維，另一方面還應確定維的具體屬性。設計作業(yè)時建議采用星型多維模型，這一模型具有諸多優(yōu)點，如采用的數(shù)據(jù)結構，不僅直觀，而且簡單，能夠在一定程度上提高查詢的效率和質量。在數(shù)據(jù)倉庫中，主題和星型模型結構呈一一對應關系，主要由事實表與一系列維表組成，并根據(jù)粒度差異以完成數(shù)據(jù)的存儲工作，其結構如圖1所示。

圖1 星型模型數(shù)據(jù)結構

3.4 物理結構設計

物理結構設計主要包括兩大內(nèi)容，一個是數(shù)據(jù)倉庫物理模型的構建，另一個是硬件平臺的配置。在物理結構設計工作中，應重視并做好存儲策略的制定以及索引技術的選用，從而最大限度地提升數(shù)據(jù)倉庫的工作性能。在數(shù)據(jù)倉庫的技術條件下，主要借助位圖索引以及聯(lián)合索引以提升和保證查詢速度，與此同時，還可根據(jù)實際需要設計相關的匯總表以及視圖等。

3.5 ETL設計

在數(shù)據(jù)倉庫設計工作中，ETL設計主要包括數(shù)據(jù)抽?。‥xtract）、數(shù)據(jù)轉換（Transformation）以及數(shù)據(jù)加載（Loading）[6]。ETL設計是至關重要的，甚至決定了系統(tǒng)整體設計的成功與否，且具有一定的難度。數(shù)據(jù)抽取方法多種多樣，比較常用的有：①基于存儲過程的數(shù)據(jù)抽??；②基于編程工具以及調(diào)用接口的數(shù)據(jù)抽??；③基于ODBC的數(shù)據(jù)抽取；④基于腳本的數(shù)據(jù)抽?。虎莼谏虡I(yè)工具的數(shù)據(jù)抽取等。不論采用上述哪一種方法，均需要保證如下基本功能：第一，保證數(shù)據(jù)格式的一致性；第二，保證抽取數(shù)據(jù)的高質量；第三，保證數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)具有良好的異構獲取能力；第四，保證數(shù)據(jù)處理（抽取、轉換以及加載）的自動化等。

一般設計步驟及內(nèi)容如下：先是在SQL Server數(shù)據(jù)服務器上創(chuàng)建一個所謂的數(shù)據(jù)準備區(qū)，并將其當作數(shù)據(jù)倉庫的中間存儲區(qū)，接下來將維表以及事實表所對應的一系列數(shù)據(jù)源將會應用到的表均借助該設計工具導入SQL Server的“數(shù)據(jù)準備區(qū)”的數(shù)據(jù)庫中，并對其進行初步清理，將可能存在的NULL值及時且徹底地清除掉。然后，再借助ETL工具提供的數(shù)據(jù)轉換模塊，對上述表予以相應轉換，從而獲得與之對應的事實表以及維度表。

4 系統(tǒng)的總體設計

4.1 系統(tǒng)的功能需求分析

圖書館信息資源管理系統(tǒng)在功能上應滿足3大方面的需求：一是應滿足來自圖書借閱者的需求，主要包括圖書館存書查詢、個人借閱情況以及個人信息修改等；二是應滿足來自圖書館工作人員的需求，主要包括對圖書館借閱者的借閱和還書要求進行相關操作，與此同時，制作關于借書以及還書的報表以供借閱者隨時查看與確認；三是應滿足來自圖書館管理人員的需求。該功能需求最為復雜，不僅包括對上述兩大群體的管理以及維護，還包括對系統(tǒng)狀態(tài)的實時查看以及維護，同時還涉及圖書催還報表的制作等[7]。

4.2 系統(tǒng)的功能模塊設計

基于面向對象的分析方法對圖書館信息資源管理系統(tǒng)的一系列功能需求進行深入分析和具體劃分，最終將其劃分為兩大部分，一個是管理員對功能的需求，另一個是讀者對功能的需求。

管理員對功能的需求：①讀者基本信息的輸入、查詢以及修改；②書籍信息的輸入、查詢以及修改；③借書信息的輸入；④還書信息的輸入；⑤購書決策功能[9]。

讀者對功能的需求：①圖書信息檢索；②個人信息檢索。其系統(tǒng)功能結構詳見圖2。

圖2 圖書館信息資源管理系統(tǒng)功能架構

由圖2可知，系統(tǒng)的功能架構主要包括6大部分，分別是：①圖書管理，主要包括新書入庫以及圖書出庫；②圖書館流通管理，主要包括借書操作以及還書操作；③讀者管理，主要包括添加/刪除讀者以及修改密碼；④查詢，主要包括查詢目標圖書以及查詢借閱情況；⑤系統(tǒng)管理，主要包括添加管理員以及刪除管理員；⑥采購，圖書采購以及藏書剔除。

4.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘設計

以基于數(shù)據(jù)挖掘的圖書館用戶資源管理為例。用戶資源管理是圖書館應用數(shù)據(jù)挖掘技術的主要領域之一，相關應用主要體現(xiàn)在兩個方面[8]：一是圖書館借助數(shù)據(jù)挖掘技術以強化既有的用戶資源管理能力，從而完成對當前用戶資源管理模式的分析及調(diào)整；二是圖書館以數(shù)據(jù)挖掘得到的相關需求為牽引，更加高效地完成用戶資源管理的一系列工作，從最基本的用戶數(shù)據(jù)獲取發(fā)展到數(shù)據(jù)發(fā)掘內(nèi)容的獲取，從而為工作目標及標準的制定提供有益參考。具體設計過程如下：①用戶數(shù)據(jù)搜集以及存儲，主要包括搜集用戶數(shù)據(jù)和構建用戶了數(shù)據(jù)倉庫；②用戶多維特征分析和群體分類；③面向用戶生命周期的數(shù)據(jù)挖掘，主要包括用戶的獲取、用戶的保持和流失。

4.4 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)

借助數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)工具能夠針對圖書館信息資源管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)展開多維分析與匯總，并生成相應的圖表或報表，如此一來，能夠清晰且直觀地表現(xiàn)分析結果。在圖書館信息流通的常規(guī)情況下，基于數(shù)據(jù)倉庫的圖書館信息資源管理系統(tǒng)應具備以下分析以及決策能力。

①對圖書館借閱情況進行分析。對圖書的平均借閱次數(shù)進行分析，從而進行熱門圖書以及冷門圖書的劃分；對讀者常借圖書的出版社、類別以及語種具體分布情況進行統(tǒng)計；確定最受讀者喜歡的圖書以及出版社，從而制定合理的圖書采購方案[9]。

②對圖書館讀者情況進行分析。在分析的基礎上，掌握不同級別、不同類型、不同學科專業(yè)的讀者的具體分布情況以及圖書的具體使用情況。如對不同專業(yè)讀者借閱圖書的種類予以統(tǒng)計和分析，從而了解和掌握讀者的態(tài)度以及興趣等，并向他們推薦相關書籍。這種做法能夠大幅節(jié)省讀者的查詢時間，或者提供非常有用的信息[10]；統(tǒng)計和分析不同讀者對不同圖書的需求以及表現(xiàn)出來的階段性特征，從而實現(xiàn)不同圖書的實際需求量的預測。

③對圖書館藏書進行分析。對圖書館館藏的具體使用情況以及讀者反饋的相關信息進行全面統(tǒng)計和深入分析，能夠比較客觀地對現(xiàn)階段的館藏質量進行評價，從而為圖書館藏書質量的提高提供有益指導；對圖書館藏書的文種及其學科結構進行全面統(tǒng)計和深入分析，能夠讓館員在圖書采購環(huán)節(jié)充分考慮館藏的實際情況，從而持續(xù)調(diào)整圖書館藏書結構，最終有目的且有計劃地形成具有自身特色的藏書體系。

5 結語

數(shù)據(jù)倉庫技術是上世紀90年代發(fā)展起來的一種先進的信息技術，為以圖書館為代表的諸多領域的信息化建設注入了新的活力。對于圖書館數(shù)據(jù)倉庫，它和圖書館數(shù)據(jù)庫是兩個不同的概念，它支持對圖書館各種歷史數(shù)據(jù)的即時訪問，圖書館用戶可利用圖書館數(shù)據(jù)倉庫提供的面向用戶的統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口進行相關訪問及查詢，從而為圖書館的各類決策提供有益支持。現(xiàn)階段，圖書館數(shù)據(jù)倉庫技術尚未完全成熟，未能形成一套通用的、完備的技術及理論體系，在實踐應用之中還有很多問題亟待解決，如異構數(shù)據(jù)庫之間的集成等，但相信在信息技術的不斷發(fā)展推動下，相關問題將會得到有效解決。

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[10]陳利民.論網(wǎng)絡環(huán)境下圖書館信息資源共享[J].圖書情報工作，2008（S1）：170-173.