基于Android的移動本地個人數(shù)字圖書館系統(tǒng)探究

摘要：隨著移動通信技術的發(fā)展，移動本地個人數(shù)字圖書館成為圖書館發(fā)展的一種新的模式。

本文針對移動圖書館的發(fā)展現(xiàn)狀，提出基于Android 和胖客戶端/服務器模式的移動本地個人數(shù)字圖書館，并詳細分析Android 的工作機制和胖客戶端/服務器模式在移動本地個人數(shù)字圖書館構建的優(yōu)勢。

0 引言

隨著移動通信網(wǎng)絡和移動終端的發(fā)展，移動本地個人數(shù)字圖書館應運而生，利用手機移動平臺拓展圖書館的服務成為圖書館的發(fā)展方向。用手機上網(wǎng)的用戶逐漸增加，基于短息平臺和WAP 網(wǎng)站方式是目前數(shù)字圖書館移動信息服務的主要模式，這兩種模式都存在一定的局限。隨著智能手機的發(fā)展，各種手機系統(tǒng)紛紛涌現(xiàn)：Nokia 的Symbian,Microsoft 的Windows'MC,蘋果的IOS和 Google的Android,為移動終端的應用開發(fā)提供很好的系統(tǒng)平臺。提高了直接訪問網(wǎng)絡能力，可實現(xiàn)斷網(wǎng)后儲存數(shù)據(jù)的操作。

Android 是Google 開發(fā)的一種開放性的移動綜合平臺。它包括Linux 內(nèi)核、Android 運行時庫和其他庫層、應用框架、應用程序。用Android 進行移動本地個人數(shù)字圖書館的開發(fā)研究，可促進系統(tǒng)的創(chuàng)新，降低開發(fā)成本，創(chuàng)造出有特色的數(shù)字圖書館。

1 圖書館移動服務技術應用類型

1.1 手機信息服務

手機信息服務包括傳統(tǒng)的SMS（Short Messaging Service,短信息服務）、MMS（MultimediaMessaging Service,多媒體短信息服務）。圖書館運用手機信息服務，提高了圖書館的工作效率。手機短信服務快捷方便；收短信免費，發(fā)短信費用低廉；可隨時隨地收發(fā)短信，當對方的手機不能接收短信時，發(fā)出的短信可以暫存在服務器中；可實現(xiàn)用戶和管理員的雙向互動。

短信服務雖然方便、經(jīng)濟、有效，但是也存在很多不足，手機短信文字長度限制在140 個字節(jié)，相當于140 個字符，或70 個漢字；只能進行簡單的查詢。

1.2 瘦客戶端/服務器類型

瘦客戶端/服務器類型是指客戶端通過瀏覽器與服務器端建立聯(lián)系，瘦客戶端是指使用瀏覽器來提供應用程序（以HTML 定義的）用戶界面的執(zhí)行環(huán)境的客戶端應用程序。目前流行的技術是基于WAP 和WML（Wireless Markup Language,無線標記語言）的WAP 網(wǎng)站。瀏覽器具有一定的安全性、數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)管理功能，但它只能通過Cookies 存儲少量數(shù)據(jù)，致使與客戶端環(huán)境交互能力低，功能的擴展收到制約，只能實現(xiàn)簡單業(yè)務操作，另外，并須聯(lián)網(wǎng)進行所有的操作，受到網(wǎng)絡連接的限制。

1.3 胖客戶端/服務器類型

胖客戶端是在客戶端機器上安裝應用軟件，與瘦客戶端不同，客戶端同服務器斷開連接后，依靠客戶端存儲的少量數(shù)據(jù)也能夠為應用軟件所用，并獨立完成部分業(yè)務操作。胖客戶端模式將應用程序處理分成了兩部分：由用戶的桌面計算機執(zhí)行的處理和最適合一個集中的服務器執(zhí)行的處理[2].它的優(yōu)點是操作和充分利用本地存儲資源，可離線工作，響應速度快，網(wǎng)絡傳輸量小，安全性高；它的缺點是目前移動終端存在有多種操作系統(tǒng)共存的局面，需要為不同的平臺開發(fā)相應軟件，在客戶端的操作痕跡較多，部署和更新很復雜。

為了解決胖客戶端開發(fā)的困難，目前有兩種常見的解決方案：軟件解決方案，直接開發(fā)智能手機操作系統(tǒng)從底層實現(xiàn)上就實現(xiàn)統(tǒng)一，或者提供運行在不同智能手機操作系統(tǒng)之上的虛擬機，應用開發(fā)在統(tǒng)一的虛擬機上完成，借此來降低跨平臺開發(fā)的難度。

1.4 智能客戶端客戶端/服務器類型

智能客戶端是易于部署管理的應用程序，通過統(tǒng)籌使用本地資源和到分布式數(shù)據(jù)資源的只能連接，提供適應的、快響應的和豐富的交互式體驗。與B/S 或C/S 相比，只能客戶端具有明顯的優(yōu)勢。用戶可以在離線情況下運行程序，可以使用本地數(shù)據(jù)或連接到服務端數(shù)據(jù)庫，不依賴于網(wǎng)絡是否連接。移動通訊設備，由于網(wǎng)絡費用，網(wǎng)絡故障，可能不能保持網(wǎng)絡實時通常，移動本地個人數(shù)字圖書館終端設備采用智能客戶端，網(wǎng)絡在線可以進行在線查詢，在線咨詢，在線閱讀等即時服務，當網(wǎng)絡斷開時，可管理本地個人數(shù)字圖書館，可以對依據(jù)自身需要收集儲存的信息，進行編輯、使用，可根據(jù)各自的愛好、興趣，專長來進行信息資源的選擇和控制，尤其對網(wǎng)上的信息進行去糟粕取精，更方便快捷的對已存儲信息進行查閱等，對收藏的信息反復進行查詢和學習。

2 基于 Android 的移動終端應用優(yōu)勢

隨著移動終端的普及和移動通信技術的發(fā)展，移動本地個人數(shù)字圖書館對移動終端的要求越來越高，而Symbian,Windows Mobile,PalmOS 等手機平臺都比較封閉，滿足不了用戶的需求。市場十分需要一個開放行很強的平臺。隨著3G 技術的發(fā)展，移動終端不再僅是通訊網(wǎng)絡的終端，還將成為互聯(lián)網(wǎng)的終端。因此，移動終端的應用軟件和需要的服務將會有75 很大的發(fā)展空間。Google 為此于2007 年11 月推出了一個專為移動設備設計的軟件平臺--Android.

2.1 Android 的特征

開發(fā)，源代碼完全開放。Android 平臺主要由應用程序、開發(fā)庫、運行環(huán)境和Linux 內(nèi)核等組成[3].其中，應用程序包括用戶界面、地圖、瀏覽器、通訊錄和短信程序等，且都是由Java 語言來進行操作和完成，使用者可進行可視化使用，并掌管所有基本應用功能和數(shù)據(jù)：開發(fā)庫主要包括被用于系統(tǒng)組建中的常見功能，含Media Framework、libc、SGL、Webkit、OpenGLES、FreeType 和SQLite 等。

應用程序框架包括資源、消息、活動管理器和可視化對象；Dalvik 虛擬機經(jīng)Google 修改和優(yōu)化后，效率更高；SQLite 開放關聯(lián)性數(shù)據(jù)庫占用資源少，運行速度快，更適合在手機上運用；Webkit 是Android 開源瀏覽器，開發(fā)時可做搜索引擎使用；Open GL ES 基于OpenGL ES 1.0 規(guī)定的3D 繪圖引擎，可優(yōu)化處理顯示；多媒體框架的核心Open Core 支持多種影像聲音格式，如MP3、AAC、MPEG4、JPG、PNG、GIF 等，可方便的開發(fā)多媒體應用程序；Android 集成地圖模塊，LocatiON 接口和Maps 接口使開發(fā)M-GIS（移動地理信息系統(tǒng)）更加容易。

2.2 Android的架構和工作機制

Android 系統(tǒng)平臺由以下四個層次組成：Linux 內(nèi)核層、開發(fā)庫層、應用框架層、應用程序層：

（1）Linux 內(nèi)核層?；贚inux 2.6 內(nèi)核開發(fā)，提供底層服務，如內(nèi)存管理、進程管理、安全機制、網(wǎng)絡堆棧等驅動模塊，位于軟件層和硬件層之間。

（2）開發(fā)庫層。包括運行時庫和其他庫，Android運行時包含一組核心庫（提供了Java語言核心庫內(nèi)的大部分功能）和Dalvik 虛擬機。它也提供了豐富的類庫支持，并且開源，如數(shù)據(jù)庫SQLite、OpenGL ES 等。

（3）應用框架層。開發(fā)人員可跟核心應用一樣，擁有訪問框架APIs 的全部權限。結構化設計簡化了各組件之間的重用，所有應用都可以分發(fā)自己的組件，也可使用分發(fā)的組件。

（4）應用程序層。Android 包含一套核心應用程序。包括e-mail 客戶端、短信程序、通訊錄、日歷、瀏覽器、地圖等。

Android 上應用程序有活動、服務、接收器和ContentProvider 四種主要類型?；顒樱ˋctivity）是最常用的Android 應用程序形式。一個應用程序可包括一個或多個活動；服務（Service）是在后臺運行著的應用程序，服務是沒有UI 的應用程序；接收器（Receiver）接受請求并處理intent,并且沒有UI元素；ContentProvider 是數(shù)據(jù)儲存抽象機制。

2.3 Android 與其他手機操作系統(tǒng)的比較

從手機操作系統(tǒng)的Portablity、Relisbility、Connectivity、Product Diversity、Open Platform、Kernel Size、STandards、Security 和Special Features 幾個方面進行比較，比較結果如下表：

表1 手機操作系統(tǒng)對照表

3 移動本地個人數(shù)字圖書館手機客戶端功能設計

系統(tǒng)可采用 MVC 設計模式，視圖由res/目錄中XML 文件來實現(xiàn)，很好的將顯示層分離，可增強程序的閱讀行，并有利于系統(tǒng)的后期維護；控制器由Activity與用戶的交互實現(xiàn)；模型層可用ContentProvider 實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部資源共享。

（1）用戶和圖書管理模塊[4].用戶管理主要是讀者和圖書管理員的賬戶信息注冊、查詢、修改等，讀者和管理員都可以通過手機客戶端直接登錄系統(tǒng)，進行賬戶管理；圖書管理是指圖書的檢索、借閱、預約、續(xù)借等，借閱模塊可以使自己避免借閱超期，續(xù)借模塊可以延長開到期的圖書的時間，預約模塊可以預約未歸還的書。
（2）在線閱讀模塊。此模塊要包括在線搜索圖書功能；在線及時閱讀圖書；書簽功能，收藏閱讀資源，記錄閱讀歷史，方便第二次閱讀；預讀下頁功能，使閱讀更流暢；屏幕縮放和滑動翻頁功能，閱讀更人性化。

（3）數(shù)字資源下載模塊。可以將喜歡的數(shù)字資源下載到手機本地，當網(wǎng)絡斷開時可以直接閱讀本地資源，對本地資源分類管理，提供各類資源閱讀器；建立全文索引，便于本地搜索?？捎肧ervice 實現(xiàn)，作為后臺服務，不受其他進程影響。

（4）本地檢索模塊。本地可根據(jù)主題、題目、作者、關鍵字、摘要等進行本地全文檢索。

（5）讀者服務模塊。在此模塊讀者可根據(jù)自己的興趣定制信息和服務，例如熱門書推薦、評論等，根據(jù)定制的服務，服務器端的信息更新及時推送到手機客戶端。

（6）圖書館地理位置導航模塊。用戶可用來方便找到圖書館的位置?？捎肁ndroid 集成地圖模塊實現(xiàn)此功能。

4 結論

目前移動數(shù)字圖書館已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是多數(shù)還是基于短信和WAP 模式，有一定的局限性。本文分析胖客戶端/服務器模式和Android操作系統(tǒng)的優(yōu)勢，構建了基于Android平臺的本地個人數(shù)字圖書館模型。該系統(tǒng)打破了網(wǎng)絡的限制，可隨時訪問圖書館資源，根據(jù)個人愛好建立自己的本地圖書館。手機是目前發(fā)展最快的網(wǎng)絡移動設備，個人移動本地數(shù)字圖書館的模式打破了傳統(tǒng)圖書館的模式，為圖書館服務提升了空間。