基于A(yíng)ndroid的移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館系統探究

摘要：隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館成為圖書(shū)館發(fā)展的一種新的模式。

本文針對移動(dòng)圖書(shū)館的發(fā)展現狀，提出基于Android 和胖客戶(hù)端/服務(wù)器模式的移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館，并詳細分析Android 的工作機制和胖客戶(hù)端/服務(wù)器模式在移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館構建的優(yōu)勢。

0 引言

隨著(zhù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)終端的發(fā)展，移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館應運而生，利用手機移動(dòng)平臺拓展圖書(shū)館的服務(wù)成為圖書(shū)館的發(fā)展方向。用手機上網(wǎng)的用戶(hù)逐漸增加，基于短息平臺和WAP 網(wǎng)站方式是目前數字圖書(shū)館移動(dòng)信息服務(wù)的主要模式，這兩種模式都存在一定的局限。隨著(zhù)智能手機的發(fā)展，各種手機系統紛紛涌現：Nokia 的Symbian,Microsoft 的Windows'MC,蘋(píng)果的IOS和 Google的Android,為移動(dòng)終端的應用開(kāi)發(fā)提供很好的系統平臺。提高了直接訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )能力，可實(shí)現斷網(wǎng)后儲存數據的操作。

Android 是Google 開(kāi)發(fā)的一種開(kāi)放性的移動(dòng)綜合平臺。它包括Linux 內核、Android 運行時(shí)庫和其他庫層、應用框架、應用程序。用Android 進(jìn)行移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館的開(kāi)發(fā)研究，可促進(jìn)系統的創(chuàng )新，降低開(kāi)發(fā)成本，創(chuàng )造出有特色的數字圖書(shū)館。

1 圖書(shū)館移動(dòng)服務(wù)技術(shù)應用類(lèi)型

1.1 手機信息服務(wù)

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

短信服務(wù)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(cháng)度限制在140 個(gè)字節，相當于140 個(gè)字符，或70 個(gè)漢字；只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的查詢(xún)。

1.2 瘦客戶(hù)端/服務(wù)器類(lèi)型

瘦客戶(hù)端/服務(wù)器類(lèi)型是指客戶(hù)端通過(guò)瀏覽器與服務(wù)器端建立聯(lián)系，瘦客戶(hù)端是指使用瀏覽器來(lái)提供應用程序（以HTML 定義的）用戶(hù)界面的執行環(huán)境的客戶(hù)端應用程序。目前流行的技術(shù)是基于WAP 和WML（Wireless Markup Language,無(wú)線(xiàn)標記語(yǔ)言）的WAP 網(wǎng)站。瀏覽器具有一定的安全性、數據處理和狀態(tài)管理功能，但它只能通過(guò)Cookies 存儲少量數據，致使與客戶(hù)端環(huán)境交互能力低，功能的擴展收到制約，只能實(shí)現簡(jiǎn)單業(yè)務(wù)操作，另外，并須聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行所有的操作，受到網(wǎng)絡(luò )連接的限制。

1.3 胖客戶(hù)端/服務(wù)器類(lèi)型

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

為了解決胖客戶(hù)端開(kāi)發(fā)的困難，目前有兩種常見(jiàn)的解決方案：軟件解決方案，直接開(kāi)發(fā)智能手機操作系統從底層實(shí)現上就實(shí)現統一，或者提供運行在不同智能手機操作系統之上的虛擬機，應用開(kāi)發(fā)在統一的虛擬機上完成，借此來(lái)降低跨平臺開(kāi)發(fā)的難度。

1.4 智能客戶(hù)端客戶(hù)端/服務(wù)器類(lèi)型

智能客戶(hù)端是易于部署管理的應用程序，通過(guò)統籌使用本地資源和到分布式數據資源的只能連接，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(hù)端具有明顯的優(yōu)勢。用戶(hù)可以在離線(xiàn)情況下運行程序，可以使用本地數據或連接到服務(wù)端數據庫，不依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )是否連接。移動(dòng)通訊設備，由于網(wǎng)絡(luò )費用，網(wǎng)絡(luò )故障，可能不能保持網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)通常，移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館終端設備采用智能客戶(hù)端，網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)可以進(jìn)行在線(xiàn)查詢(xún)，在線(xiàn)咨詢(xún)，在線(xiàn)閱讀等即時(shí)服務(wù)，當網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)時(shí)，可管理本地個(gè)人數字圖書(shū)館，可以對依據自身需要收集儲存的信息，進(jìn)行編輯、使用，可根據各自的愛(ài)好、興趣，專(zhuān)長(cháng)來(lái)進(jìn)行信息資源的選擇和控制，尤其對網(wǎng)上的信息進(jìn)行去糟粕取精，更方便快捷的對已存儲信息進(jìn)行查閱等，對收藏的信息反復進(jìn)行查詢(xún)和學(xué)習。

2 基于 Android 的移動(dòng)終端應用優(yōu)勢

隨著(zhù)移動(dòng)終端的普及和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館對移動(dòng)終端的要求越來(lái)越高，而Symbian,Windows Mobile,PalmOS 等手機平臺都比較封閉，滿(mǎn)足不了用戶(hù)的需求。市場(chǎng)十分需要一個(gè)開(kāi)放行很強的平臺。隨著(zhù)3G 技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)終端不再僅是通訊網(wǎng)絡(luò )的終端，還將成為互聯(lián)網(wǎng)的終端。因此，移動(dòng)終端的應用軟件和需要的服務(wù)將會(huì )有75 很大的發(fā)展空間。Google 為此于2007 年11 月推出了一個(gè)專(zhuān)為移動(dòng)設備設計的軟件平臺--Android.

2.1 Android 的特征

開(kāi)發(fā)，源代碼完全開(kāi)放。Android 平臺主要由應用程序、開(kāi)發(fā)庫、運行環(huán)境和Linux 內核等組成[3].其中，應用程序包括用戶(hù)界面、地圖、瀏覽器、通訊錄和短信程序等，且都是由Java 語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行操作和完成，使用者可進(jìn)行可視化使用，并掌管所有基本應用功能和數據：開(kāi)發(fā)庫主要包括被用于系統組建中的常見(jiàn)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(dòng)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(kāi)放關(guān)聯(lián)性數據庫占用資源少，運行速度快，更適合在手機上運用；Webkit 是Android 開(kāi)源瀏覽器，開(kāi)發(fā)時(shí)可做搜索引擎使用；Open GL ES 基于OpenGL ES 1.0 規定的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(kāi)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(kāi)發(fā)M-GIS（移動(dòng)地理信息系統）更加容易。

2.2 Android的架構和工作機制

Android 系統平臺由以下四個(gè)層次組成：Linux 內核層、開(kāi)發(fā)庫層、應用框架層、應用程序層：

（1）Linux 內核層?；贚inux 2.6 內核開(kāi)發(fā)，提供底層服務(wù)，如內存管理、進(jìn)程管理、安全機制、網(wǎng)絡(luò )堆棧等驅動(dòng)模塊，位于軟件層和硬件層之間。

（2）開(kāi)發(fā)庫層。包括運行時(shí)庫和其他庫，Android運行時(shí)包含一組核心庫（提供了Java語(yǔ)言核心庫內的大部分功能）和Dalvik 虛擬機。它也提供了豐富的類(lèi)庫支持，并且開(kāi)源，如數據庫SQLite、OpenGL ES 等。

（3）應用框架層。開(kāi)發(fā)人員可跟核心應用一樣，擁有訪(fǎng)問(wèn)框架APIs 的全部權限。結構化設計簡(jiǎn)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(hù)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(dòng)、服務(wù)、接收器和ContentProvider 四種主要類(lèi)型?；顒?dòng)（Activity）是最常用的Android 應用程序形式。一個(gè)應用程序可包括一個(gè)或多個(gè)活動(dòng)；服務(wù)（Service）是在后臺運行著(zhù)的應用程序，服務(wù)是沒(méi)有UI 的應用程序；接收器（Receiver）接受請求并處理intent,并且沒(méi)有UI元素；ContentProvider 是數據儲存抽象機制。

2.3 Android 與其他手機操作系統的比較

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

表1 手機操作系統對照表

3 移動(dòng)本地個(gè)人數字圖書(shū)館手機客戶(hù)端功能設計

系統可采用 MVC 設計模式，視圖由res/目錄中XML 文件來(lái)實(shí)現，很好的將顯示層分離，可增強程序的閱讀行，并有利于系統的后期維護；控制器由Activity與用戶(hù)的交互實(shí)現；模型層可用ContentProvider 實(shí)現系統內部資源共享。

（1）用戶(hù)和圖書(shū)管理模塊[4].用戶(hù)管理主要是讀者和圖書(shū)管理員的賬戶(hù)信息注冊、查詢(xún)、修改等，讀者和管理員都可以通過(guò)手機客戶(hù)端直接登錄系統，進(jìn)行賬戶(hù)管理；圖書(shū)管理是指圖書(shū)的檢索、借閱、預約、續借等，借閱模塊可以使自己避免借閱超期，續借模塊可以延長(cháng)開(kāi)到期的圖書(shū)的時(shí)間，預約模塊可以預約未歸還的書(shū)。
（2）在線(xiàn)閱讀模塊。此模塊要包括在線(xiàn)搜索圖書(shū)功能；在線(xiàn)及時(shí)閱讀圖書(shū)；書(shū)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(yè)功能，使閱讀更流暢；屏幕縮放和滑動(dòng)翻頁(yè)功能，閱讀更人性化。

（3）數字資源下載模塊?？梢詫⑾矚g的數字資源下載到手機本地，當網(wǎng)絡(luò )斷開(kāi)時(shí)可以直接閱讀本地資源，對本地資源分類(lèi)管理，提供各類(lèi)資源閱讀器；建立全文索引，便于本地搜索?？捎肧ervice 實(shí)現，作為后臺服務(wù)，不受其他進(jìn)程影響。

（4）本地檢索模塊。本地可根據主題、題目、作者、關(guān)鍵字、摘要等進(jìn)行本地全文檢索。

（5）讀者服務(wù)模塊。在此模塊讀者可根據自己的興趣定制信息和服務(wù)，例如熱門(mén)書(shū)推薦、評論等，根據定制的服務(wù)，服務(wù)器端的信息更新及時(shí)推送到手機客戶(hù)端。

（6）圖書(shū)館地理位置導航模塊。用戶(hù)可用來(lái)方便找到圖書(shū)館的位置?？捎肁ndroid 集成地圖模塊實(shí)現此功能。

4 結論

目前移動(dòng)數字圖書(shū)館已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是多數還是基于短信和WAP 模式，有一定的局限性。本文分析胖客戶(hù)端/服務(wù)器模式和Android操作系統的優(yōu)勢，構建了基于A(yíng)ndroid平臺的本地個(gè)人數字圖書(shū)館模型。該系統打破了網(wǎng)絡(luò )的限制，可隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)圖書(shū)館資源，根據個(gè)人愛(ài)好建立自己的本地圖書(shū)館。手機是目前發(fā)展最快的網(wǎng)絡(luò )移動(dòng)設備，個(gè)人移動(dòng)本地數字圖書(shū)館的模式打破了傳統圖書(shū)館的模式，為圖書(shū)館服務(wù)提升了空間。