Xây dựng thư viện hiện đại bằng dịch vụ Web & XML

BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
23 
XÂY DỰNG THƯ VIỆN HIỆN ĐẠI BẰNG DỊCH VỤ 
WEB & XML 
ThS. ĐOÀN HỒNG NGHĨA 
 Integrated e-Solutions Ltd. 
 “Chúng ta cần các công cụ để mở rộng và các chuẩn hệ thống 
 để kết nối chuyển đổi thông tin giữa các thư viện lưu trữ” 
 Margaret Hedstrom (Giáo sư Đại Học Wisconsin, Chủ Tịch New 
 York State Forum on Information Resources Management) 
 rong bài viết này chúng tôi xin giới thiệu với các bạn những kinh nghiệm về việc sử 
 dụng các dịch vụ Web và XML để xây dựng một thư viện số quản lý thông tin thực 
phẩm và hàng nông nghiệp đã được triển khai tại Phần Lan. Bài viết chú trọng đến việc xây 
dựng cấu trúc chuyển đổi thông tin XML Information Bus (XIB) nhằm hỗ trợ cho việc khai thác 
các dữ liệu từ các nguồn lưu trữ (information sources) dưới các dạng khác nhau, thuộc nhiều 
ngôn ngữ khác nhau. Việc đảm bảo tính độc lập của nguồn dữ liệu để dễ dàng cho thư viện 
“tiến hoá” khi thêm/bớt các nguồn dữ liệu. Ngoài ra, các dịch vụ Web và chuẩn đóng gói XML 
nâng cao tính độc lập của hệ thống, cho phép sử dụng trên các nền phần cứng và phần mềm 
khác nhau. 
Giới thiệu 
Sự phát triển của tính toán phân 
tán trên mạng (distributed network 
computing) đã cung cấp các nền tảng 
công nghệ cơ bản cho việc truy cập dữ 
liệu và ứng dụng từ xa. Sự phát triển 
đồng thời và đi sâu của các hệ thống 
khác nhau đã làm tăng tính hữu ích của 
các hệ thống này, tuy nhiên không giải 
quyết được vấn đề thao tác chuyển đổi 
(interoperability) giữa các ứng dụng trên 
các hệ thống này. Các ứng dụng được 
xây dựng không nhằm mục đích kết nối 
chuyển đổi với nhau, vì thế chúng định 
nghĩa các dạng dữ liệu khác nhau, sử 
dụng các giao thức trao đổi 
(communication protocol) khác nhau và 
được phát triển trên các nền (platform) 
khác nhau. Việc thao tác chuyển đổi vẫn 
là vấn đề lớn trong tính toán phân tán 
trên mạng. 
Ngày nay, việc cho phép thao tác 
chuyển đổi giữa các tài nguyên thông tin 
khác nhau về dạng và nội dung là một 
trong những vấn đề then chốt của các 
cộng đồng và công ty lớn. Người sử 
T
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
24 
dụng và ứng dụng (application) có những 
nhu cầu ngày càng tăng về việc truy cập 
và thao tác trên các dữ liệu từ một số 
lượng lớn và đa dạng của các tài nguyên 
thông tin. Tuy nhiên các tài nguyên 
thông tin này được tạo ra và quản trị 
hoàn toàn độc lập, về mặt vật lý, nguyên 
tắc và phương thức. Các vấn đề nảy sinh 
do liên kết với những môi trường đó bao 
gồm tính không đồng nhất và tự quản 
của hệ cơ sở dữ liệu, sự mâu thuẫn trong 
phương thức nhận dạng và phân tích 
(identification and resolution), ngữ nghĩa 
biễu diễn của dữ liệu, việc xác định vị trí 
và cách xác định cơ bản thông tin quan 
trọng, cách truy cập và tính thống nhất 
của dữ liệu từ xa, các phương pháp xử lý 
truy vấn (query processing) và quan 
trọng nhất: việc tiến hoá có kế thừa của 
hệ thống. 
Một trong các ví dụ trực quan cho 
các hệ thống thư viện là Thư Viện Quản 
Lý Thực Phẩm và Hàng Nông Nghiệp 
(Fin FAO Library – FFL) của chính phủ 
Phần Lan. Thư viện này hỗ trợ việc hiện 
đại hoá và mở rộng các ngành nông, lâm 
và ngư nghiệp, đảm bảo việc cung cấp 
lương thực đúng tiêu chuẩn chất lượng. 
Việc thu thập, phân tích và phổ biến 
thông tin là một chức năng quan trọng 
nhằm hỗ trợ chính phủ trong việc đảm 
bảo nguồn cung cấp thức ăn đầy đủ, đa 
dạng và an toàn. Một số lượng lớn các 
loại hình thông tin khác nhau được tạo 
mới và cập nhật hằng ngày và lưu trữ tại 
các nguồn dữ liệu hoàn toàn độc lập. 
Tuy vậy không hề có các chuẩn nội 
dung, ngôn ngữ, dạng dữ liệu để định 
nghĩa các thông tin này. Người sử dụng 
có nhu cầu truy cập và thao tác trên 
thông tin đuợc lưu trữ phân tán trong các 
nguồn khác nhau trong và ngoài chính 
phủ. Tiêu chí quan trọng của hệ thống là 
việc sử dụng chung (share) các thông tin 
nhanh chóng và tiện lợi mà không cần 
xây dựng lại các hệ thống sẵn có một 
cách quá phụ thuộc lẫn nhau. Nói khác 
đi, điều thiết yếu nhất là các hệ thống sẵn 
có cần tìm ra một ngôn ngữ và giao thức 
để dễ dàng trao đổi thông tin. Bài viết 
này sẽ đề cập đến XML [2] (ngôn ngữ) 
và các dịch vụ Web [1] (giao thức) nhằm 
phục vụ cho việc liên kết các nguồn dữ 
liệu độc lập. 
Internet/Intranet
XML Information Bus
Information Source Information Source Information Source Document Repository
Application Application
User User User Fax Printer Server
Đây là một giải pháp đòi hỏi chi 
phí thấp, dựa trên công nghệ XIB cho 
phép trao đổi các thông tin giữa các 
nguồn khác nhau bằng các kỹ thuật khác 
nhau. XIB truy cập bằng một phương 
pháp thống nhất các thông tin lưu trữ 
trong các dạng dữ liệu khác nhau, lưu trữ 
trong các ngôn ngữ khác nhau. Việc truy 
cập này được hỗ trợ bằng các siêu dữ 
liệu (metadata) như các mô hình mẫu sử 
dụng trong chuyển đổi dữ liệu. XIB hỗ 
trợ việc tạo lập các báo cáo thống kê và 
phương thức theo dõi hoàn toàn trên các 
dữ liệu động, cho phép người quản lý 
nắm rõ tài nguyên thông tin thư viện 
đang cung cấp vào thời điểm hiện tại. 
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
25 
Các vấn đề đặt ra 
FFL có hơn 200 nguồn thông tin 
khác nhau: các website, cơ sở dữ liệu và 
các kênh thông tin qua giao thức riêng 
của chính phủ, doanh nghiệp và các tổ 
chức phi lợi nhuận (non-profit 
organization). Việc nối kết và trao đổi dữ 
liệu bao gồm 
Ö Việc chuẩn hoá dữ liệu chung, 
Ö Kết nối với các website đã được xây 
dựng qua các công nghệ: HTML, 
Microsoft ASP và Java Servlet/JSP 
Ö Kết nối với các cơ sở dữ liệu SQL: 
Oracle 8.1.6, Microsoft SQL Server 
2000, IBM DB2, PostgresQL,  
Ö Kết nối với các ứng dụng sử dụng 
giao thức (interface) riêng biệt như 
MARC dành cho các thư viện sẵn có 
Cơ sở hạ tầng của các hệ thống có 
sẵn bao gồm các nguồn thông tin lưu trữ 
trong các cơ sở dữ liệu khác nhau, và sử 
dụng 5 loại ngôn ngữ: Phần Lan, Anh, 
Pháp, Nga và Đức. Các dữ liệu này được 
lưu trữ trong các dạng dữ liệu khác nhau, 
các văn bản khác nhau về cấu trúc và 
ngoài ra còn có các yếu tố tham chiếu 
(reference), dữ liệu thống kê, bản đồ và 
hình ảnh, tin mới, sự kiện từ các ngành 
nghề và mảng kinh doanh khác nhau,  
Người sử dụng hệ thống bao gồm từ 
các nhà nghiên cứu, doanh nghiệp tư 
nhân, bộ phận lập kế hoạch của chính 
phủ và các thành phần khác. Người sử 
dụng đa phần dùng các website sẵn có và 
các ứng dụng trong đơn vị, tổ chức để 
truy cập và thao tác (hạn chế) trên các dữ 
liệu. Quá trình sử dụng khá phức tạp vì 
cần tổng hợp thông tin từ một số lượng 
lớn các nguồn khác nhau và truy cập rất 
nhiều các website, cơ sở dữ liệu trực 
tuyến khác nhau. Một phần lớn thời gian 
của người sử dụng dành cho việc tìm 
thông tin theo các liên kết (link) sẵn có, 
nhưng cần thao tác thủ công để truy cập 
đến thông tin cần thiết, cũng như thao tác 
hoàn toàn thủ công (cut-and-paste) để 
chuyển được thông tin từ các trang này 
sang ứng dụng của mình. 
Các hệ thống sẵn có cung cấp một số 
tính năng mở nhất định nhằm liên kết với 
các ứng dụng bên ngoài, nhưng các hạn 
chế quá lớn do không đủ kinh phí xây 
dựng, các vấn đề kỹ thuật phức tạp vượt 
quá khả năng giải quyết, thiếu tính linh 
động, chuẩn hoá, khả năng cung cấp dịch 
vụ cho một số lượng lớn người sử dụng 
cùng lúc, thiếu tính mở rộng và các yếu 
tố khác làm cho việc kết nối chuyển đổi 
dữ liệu không thể thống nhất và quá tốn 
kém khi xây dựng lại. 
Điều quan trọng ở đây là vấn đề công 
nghệ nào có thể đáp ứng được các yêu 
cầu sau: 
Ö Chi phí thấp, 
Ö Dễ dàng triển khai (implement), 
Ö Dễ dàng quản trị, 
Ö Sử dụng các chuẩn (standard) sẵn có, 
Ö Sử dụng đòn bẩy trên điểm tựa của sự 
am hiểu và các tài nguyên sẵn có mà 
không cần tạo mới lại toàn bộ các hệ 
thống 
Các công nghệ cần thiết này cần phải 
đáp ứng khả năng thao tác chuyển đổi 
giữa các nguồn dữ liệu sẵn có trên cơ sở 
các biến thể khác nhau về ngôn ngữ và 
cấu trúc dữ liệu mà không đòi hỏi thay 
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
26 
đổi các cơ sở dữ liệu hay các giao thức 
sẵn có. Một trong các vấn đề hiện có là 
việc thay đổi cơ sở dữ liệu khi cần hỗ trợ 
ngôn ngữ mới hoặc có dạng dữ liệu mới 
(hình ảnh, âm thanh, phim, video, ) 
Tính phức tạp của các dạng dữ liệu sẵn 
có không thể đồng nhất hoá các cơ sở dữ 
liệu và không thể thay đổi xuyên suốt các 
hệ thống khi một hệ thống có nhu cầu 
đổi mới cấu trúc dữ liệu hay giao thức 
đối với người sử dụng. 
Một trong những vấn đề khác là việc 
cung cấp dạng thông tin và giao thức 
thống nhất nhằm hỗ trợ người sử dụng hệ 
thống mới dễ dàng thu thập dữ liệu, phổ 
biến thông tin trong thời gian ngắn nhất. 
Các nhu cầu mới về việc tra cứu nhanh, 
tìm xuyên suốt các hệ cơ sở dữ liệu, xây 
dựng từ điển liệt kê ngữ nghĩa 
(thesaurus) trực tuyến và liên kết đến tận 
sản phẩm và đơn vị sản xuất / xuất-nhập 
khẩu là có thực. 
 
Giải pháp 
Phương pháp tiếp cận để giải quyết 
bài toán nêu trên là việc đặt ra hướng 
giải quyết dựa trên 
Ö Việc nối kết và chuyển đổi dữ liệu 
với nhiều hệ thống của các nhà cung 
cấp khác nhau (về kỹ thuật giao thức 
và dạng nội dung dữ liệu). 
Ö Mục tiêu thứ hai trong quá trình tiếp 
cận là hạn chế tối đa việc thay đổi 
giao thức, cơ sở dữ liệu và cách hoạt 
động các hệ thống sẵn có. 
Ö Mục tiêu thứ ba là đảm bảo tính liên 
tục của các dịch vụ được cung cấp 
hiện nay 
Giải pháp bao gồm: 
1. Phát triển một hệ thống dịch vụ Web 
nhanh và dễ dàng 
2. Kết nối với hơn 200 nguồn thông tin 
hiện có 
3. Hỗ trợ dạng ngôn ngữ và các cấu trúc 
dữ liệu khác nhau 
4. Hỗ trợ việc thống kê và theo dõi các 
thông tin động trên toàn bộ các nguồn 
5. Phát triển một tập hợp các siêu dữ 
liệu XML nhằm phục vụ cho việc thu 
thập, cung cấp thông tin tự động với 
các ứng dụng bên ngoài khác 
XML Information Bus 
Giảp pháp được xây dựng trên 
nền tảng XML Information Bus, nhằm 
liên kết các nguồn thông tin dạng khác 
nhau vào một chuẩn đóng gói dữ liệu 
duy nhất. Giao thức trao đổi (interface) 
tại các nguồn thông tin có thể khác nhau 
tùy theo yếu tố của nguồn thông tin địa 
phương. Các thông tin được đóng gói 
thành các dữ liệu có cấu trúc XML chặt 
chẽ. Việc đảm bảo giao thức địa phương 
của XIB và các nguồn thông tin địa 
phương tuân theo giao thức cung cấp 
thông tin của nguồn thông tin đó.
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
27 
Firewall
XML Information Bus
(Web Publishing Framework)
Web service
XML Repository
Oracle Database
Middleware
Web service
Information
Application
Web service
UDDI
Application
Registry
Web service
Web
Application
(User)
UDDI
Service
Registry
Web service
Service Profile
J2EE
Web service
Service Profile
J2EE
Firewall
Web service
Web
Application
(User)
Firewall
Web service
Web
Application
(User)
XML Data XML Data
XML Data
XML Data
Middleware Middleware
Information Repository
Cấu Trúc Hệ Thống và XML Information Bus 
Ý tưởng chính của XIB là việc tất 
cả các dữ liệu trao đổi qua kênh thông tin 
đều có cấu trúc XML. Các cấu trúc này 
tuân theo các giản đồ XML (XML 
Schema). Các giản đồ này được sử dụng 
để tạo ra dữ liệu, mô tả cấu trúc dữ liệu 
khi luân chuyển, và kiểm tra cấu trúc dữ 
liệu và tính đúng đắn của các thành phần 
(về hình dạng và nội dung) dữ liệu khi 
xử lý. Hoàn toàn không phụ thuộc vào 
dạng dữ liệu tại các nguồn thông tin đã 
có, XIB sử dụng dạng dữ liệu XML 
chuẩn cho mọi truy xuất dữ liệu tại các 
đầu ra vào của hệ thống đối với người sử 
dụng và thành phần bên trong của hệ 
thống. Ví dụ như tất cả các dữ liệu về đất 
nước, tiền tệ và ngôn ngữ đều tuân theo 
dạng XML duy nhất với các chuẩn ISO-
3166 (3 ký tự) cho quốc gia, ISO-639-1 
(2 ký tự) cho ngôn ngữ và ISO-4217 
dành cho tiền tệ. Mặc dù việc sử dụng 
các chuẩn này là không bắt buộc đối với 
các hệ thống đang được sử dụng, nhưng 
đây là điều bắt buộc với các giao thức 
của dịch vụ Web và các tầng phần mềm 
giữa (middleware) để đảm bảo tính thống 
nhất tại các giao thức và giao diện 
chuyển đổi thông tin, từ đó đảm bảo tính 
thống nhất về hình thức và nội dung dữ 
liệu thông tin bên trong XIB. 
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
28 
Ví dụ thông tin XML được chuyển đổi trong XML 
Information Bus 
Việc quản lý thông tin, bao gồm 
cả thông tin trên các ngôn ngữ khác 
nhau, cũng dựa trên nền tảng XML. Các 
cấu trúc thông tin dữ liệu trong các bảng 
và trường của cơ sở dữ liệu (database 
table & field) cần được mô tả lại bằng 
các cấu trúc XML thích hợp, các liên kết 
trực tiếp (direct), gián tiếp (indirect) 
hoặc tham chiếu (reference) của các dữ 
liệu bên trong đều có thể được mô tả qua 
các phần tử con (sub-element), thuộc 
tính (attribute), hoặc các reference qua 
XLink. Vì thế ngôn ngữ XML có thể mô 
tả rõ ràng và chính xác bất kỳ cơ sở dữ 
liệu SQL nào. Việc chuyển đổi các thông 
tin từ HTML/XHTML đều có thể khai 
thác thông qua XML bằng việc định 
nghĩa các thành phần quan trọng của 
trang và các trích dẫn các nội dung và 
thiết lập các ánh xạ giữa các thành phần 
này và các phần tử của trang XML. Việc 
chuyển đổi có thể hoàn toàn được tự 
động hoá thông qua XML StyleSheet 
Language (XSL). Toàn bộ công việc này 
nhằm xây dựng một ngôn ngữ mô tả 
bằng XML nhằm phục vụ các ứng dụng 
hiện có trao đổi thông tin với nhau và với 
người sử dụng qua cầu nối XIB. XIB 
đóng nhiệm vụ người biên dịch hai chiều 
cho bất kỳ hai thành phần nào sử dụng 
XIB. Việc liên kết các hệ thống đang tồn 
tại vào XIB chỉ đòi hỏi việc thiết lập 
“ngữ pháp” để trao đổi giữa XIB và hệ 
thống đó. 
Ví dụ thông tin trả về từ hệ thống đang sử dụng sau khi đã 
kết nối với XIB 
Đi sâu hơn nữa vào cách chuyển 
đổi của các thông tin thư viện được xây 
dựng trên chuẩn MARC, các hỗ trợ sẵn 
có hiện nay bao gồm RDF [3], RDF 
Schema [4], Dublin Core elements 
version 1.1 [5] và XML Topic Maps [6]. 
RDF được sử dụng để mô tả các siêu dữ 
liệu dành cho tài nguyên, ví dụ như giá 
trị của các đặc tính riêng của các miền. 
RDF Schema dành cho việc định nghĩa 
các lớp tài nguyên và các đặc tính phụ 
thuộc mà các dữ liệu cụ thể có thể sử 
dụng. Ngoài ra việc sử dụng đồng thời 
RDF Schema, Dublin Core và XML 
Topic Maps có thể định nghĩa được các 
bản thể học (ontopology) của các quan 
hệ giữa các lớp, tài nguyên và đặc tính 
để tạo nên một bảng từ vựng 
(vocabulary). Áp dụng XML Schema, 
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
29 
bảng từ vựng này định nghĩa các giá trị 
có thể có của các đặc tính mà các tài 
nguyên sử dụng. Các giá trị có thể có và 
giới hạn của các trường thường được 
định nghĩa bên trong các hệ thống đang 
tồn tại và không hề hiển hiện cho người 
sử dụng. Với XML Schema, các giá trị 
này được kiểm tra và quản lý ngay tại 
các giao diện dịch vụ Web, vì thế giảm 
thiểu khả năng nhập/xuất dữ liệu sai và 
tăng tính ổn định và an toàn của hệ 
thống. 
Ví dụ thông tin trả về từ hệ thống hỗ trợ của XIB 
Để truy cập trực tiếp các dữ liệu 
dạng văn bản sẵn có và chuyển đổi sang 
cấu trúc XML và ngược lại, XML:DB 
API [7] là chuẩn giao thức cho phép truy 
cập các văn bản này và các siêu dữ liệu 
đi kèm với các văn bản. Cùng với dịch 
vụ Web sử dụng để kết nối vào XIBđ, 
XML:DB API cho phép việc sử dụng các 
văn bản đang tồn tại như sử dụng các cơ 
sở dữ liệu thông thường: tìm kiếm, tra 
cứu, trích lục, sao chép một phần và 
chuyển đổi thông tin cho các hệ thống 
khác. 
Nhằm theo dõi xuyên suốt các 
dịch vụ và nội dung dịch vụ trong hệ 
thống, các mô tả sơ lược dịch vụ (service 
profile) được lưu trữ trong hệ thống 
nhằm mô tả các khả năng, tính năng, 
phương thức giao tiếp, cấu trúc dữ liệu 
vào/ra của mỗi dịch vụ Web và tài 
nguyên thông tin mà dịch vụ đó cung 
cấp. 
Ví dụ mô tả sơ lược của một dịch vụ Web 
Điều hành hệ thống, khám phá 
thông tin mới, dịch vụ mới, cũng như 
việc dự liệu (provision) cung cấp dịch vụ 
cho người sử dụng khi có dịch vụ mới, 
thông tin mới là hai hệ khám phá tổng 
quát, mô tả và giao diện (Universal 
Discovery, Description and Interface). 
BẢN TIN LIÊN HIỆP THƯ VIỆN THÁNG12/2003 
30 
Kết luận 
Sử dụng công nghệ phù hợp là điều quan trọng nhất trong việc kết nối và đưa vào 
sử dụng ngay trong thời gian ngắn nhất các dịch vụ sẵn có. Sử dụng đúng công cụ khi tạo 
mới các hệ cung cấp thông tin nhằm phục vụ tính mở để dễ dàng nâng cấp, kết nối đi đến 
việc xây dựng một mạng lưới tài nguyên thông tin mang tính kế thừa và phát triển nhanh. 
Việc thiết kế tạo mới hay kết nối các nguồn thông tin hiện có cần tuân theo các tiêu chí 
này. Các công cụ hiện nay hoàn toàn có khả năng tạo lập mạng lưới nguồn thông tin tài 
nguyên giàu có, dễ sử dụng chỉ trong khoảng thời gian ngắn và chi phí thấp. Bài viết này 
giới thiệu một trong các giải pháp đã được minh chứng trong thực tế và có thể được áp 
dụng vào tình hình các thư viện chúng ta hiện nay. 
 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Graham,S.,Simeonov,S.,Boubez,T.,Davis,D., Daniels,G.,Nakamura,Y.and 
Neyama,R.,2002. Building Web Services with Java: Making Sense of 
XML,SOAP,WSDL,and UDDI.SAMS Publishing, 2002. 
2. Bray,T.,Paoli,J.,Sperberg-McQueen,C.M.and Maler,E.,2000.Extensible Markup 
Language (XML) 1.0,Second Edition,W3C Recommendation,October 2000. 
3. Lassila,O.and Swick,R.R.,1999.Resource Description Framework (RDF) Model 
and Syntax Specification.February,1999. 
4. Brickley,D.and Guha,R.V.,2002.Resource Description Framework (RDF)Schema 
Specification 1.0,March 2002 
5. Dublin Core.. 
6. Pepper,S.and Moore,G.XML Topic Maps (XTM)1.0 
7. XML::DB 
XW