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中国科学院信息基础设施建设进展

周宁丽

(中国科学院文献情报中心,100080)

[摘要]� 综述了中国科学院信息基础设施建设进展情况,重点介绍了设施的建设目标,信息网络 的建设 ,网络信息资源的开发利用,先进的信息技术及应用系统的开发以及建设等。 关键词:信息基础设施 信息网络 信息资源 网络应用系统

科学技术推动着人类社会的发展,信息技术则极大地促进现代经济和科技的发展,仅以80 年 代末发达国家为例,其信息产业的年产值就超过国民生产总产值1%,而且越来越广泛地渗透到经 济、社会各领域、各行业中,对其产生作用并日益成为推动社会进步、经济发展的强大技术力 量。信息技术不仅已经成为当今世界高技术领域竟争的热点,而且是世界上大多数国家优先发 展的领域之一。在末来的二十一世纪, 信息化水平将是反映一个国家竟争能力的标识。 现代化的信息技术的根本依托则是现代化的信息基础设施。至93年以来,全球掀起了规划 信息基础结构计划,建筑"信息高速公路"的热潮。面对这场世界性的信息社会化进军, 面对我 国经济高速发展的巨大需求,我国规化并实施了一系列跨世纪的信息基础结构计划,继全国分 组数据交换网CNPAC以及中国公用数据网CHINAPC相继投入运行后,又启动了"三金"工程,近期 又开始了中国科学教育网的建设。活跃在科研前沿的中国科学院早就开始了信息基础结构的 建设,经过多年的努力,取得了显著的进展,现将中国科学院信息基础结构建设进展作一简要介 绍。

一.基础设施建设目标及任务

中国科学院信息基础设施建设是一项跨世纪工程,其总体目标是利用先进实用的计算 机技术和通信技术,把中国科学院各研究所、领导机构、文献信息部门以及有关院校连接起来, 形成分布式、 开放型信息网络,实现中关村地区乃至全国院内范围的信息资源公享和科技合作 ,并与国家重点科教机构、 数据交换网以及全国主要科研机构、信息机构和高等院校的科研教 育网络相联,与美国Internet网络互连, 成为全院科研单位、管理机构、高等院校等各种信息 用户进入世界科技领域的快捷方便的入口,建成培养面向世界、 面向未来的高成次人才和提 高科研和教育质量的重要基础设施。

中科院信息基础设施建设的主要任务是:
---- 建立NCFN主干网络及其三个院校子网;
---- 网络资源建设及其开发利用;
---- 网络应用系统的建设与开发;
---- 人才的培养。

主干网NCFC网上与国家数据交换网、全国科教网相连,外与国际Internet网互连,下与中科 院CASnet网、北京大学PUnet网、清华大学TUnet网连接,终端连接到各所、局及院校各系,从 而实现全球电子邮政、 情报检索、大规模文件传输、电子数据交换、公用软件共享、语言信 箱、多媒体数据传输等项服务。

二.网络建设
信息基础设施网络由主干网和三个子网组成。 主干网NCFC----中国国家计算与网络设施(The National Computing and Networking Facility of China)又称中关村地区教育与科研示范网络,由世界银行贷款,国家计委、中国 科学院、国家教委、 国家自然科学基金委等部门配套投资支持的一项高技术基础结构项目, 该网具有相当规模、光纤(10Mbps)互连的计算机网络。网络于90年动工,92年投入运行,下连 三个院校网及100多个局部网,约2000 台机器入网。92年连入国家公用数据网CNPAC,现已切换 到CHINAPAC。94年与Internet连通。、NCFC网采用二级结构,一级主干网NCFC,二级子网---三 个相对独立的院校网。主干网与子网采用以太网、FDDI 等局部网及其扩充技术等多种组网技 术,通信协议是TCP/IP。外部采用IP、X.25、SLIP等远程网互连技术, 高层网络互连技术和多 种协议转换技术以及用户端点等入网技术。主干网及子网上的各所、 场点采用光缆连接以及 桥接器(Ethernet Bridge)和路由器(Router)技术。

为了保证网络正常运行,NCFC配置了NOC(Network Operations Center)设施, 为用户提 供了全功能服务,首先建立了中国的NIC(Network Informantion Center),之后又相继建立了 域名服务器、邮件服务器、匿名文件服务器、Gopher服务器、News服务器、WWW服务器,并正 在建立Whois等服务器。

1992年完成了二级子网的建网的工作,93年投入运行并与主干网连接。子网是由三个相对 独立的院校网,中国科学院院网(CASnet)、北京大学(PUnet)、清华大学校园网(TUnet)组成。 三个院校网通过各自的分支主干网与各所、局、系连通。
中国科学院院网(CASnet)是一个采用容异种机和异种协议为一体的大型集成化计算机网 络系统,采用802.3、FDDI、X.25、TCP/IP、DECnet 、Bridge和Router等多种协议和连网技术 ,可为科研、工程、管理、教育、国际交流与合作提供开发与利用环境,具有先进性、开放性 、实用性等特点。网络连接中国科学院30多个研究所的以太网,近200台小型机、工作站和小 巨型机以及大量的PC机入网。 网上的计算机通过中国公用数据交换网访问CHINAPAC网上其它 单位的计算机。CASnet网的主要功能为远程上机、 文件传输、电子邮件、网络进程通讯机制 、网络管理与服务、不同协议的使用转换功能。
北京大学校园网(PUnet)是一个大型互连网络。有400余台不同厂家、不同操作系统的计 算机入网,以在386/486微机中实现路由器作为主要网络互连设备,用多路HUB和光缆连接校园 21个子网, 各子网相互独立。PUnet网实现了异种机、异种网络互连。
清华大学校园网(TPnet)是国内规模大、水平高、应用广的先进网络。已实现了高速局域 网、FDDI光缆主干网、高速局域网互连、综合业务程控交换网和国际网络互连。网络具有多 媒体信息传输功能。

三.信息资源建设及开发利用
网络信息资源的建设以及开发利用乃是实现信息资源共享和国内外科技合作的基础。中国 科学院以及周围的大专院校不仅是我国科学技术的密集地,同时又聚集着大批极有影响的高科 技企业, 孕藏着大量而丰富的人材、智力、技术和信息资源,为了充分发挥和利用这些可贵的 资源, 中科院投入了许多力量进行了网络信息资源建设研究与开发利用工作。
1.网络信息资源的开发
目前在网上开发的信息资源共享主要有:
(1)科学数据库资源 中国科学院早在70年代初就开始着手组织、协调建立了各种类型的科学数据库。 迄今已建 立的科学文献、科学数值以及管理数据库共63个,数据总量约550万条记录。 科学文献数据库 基本覆盖自然科学和部分高新技术领域,以报导和揭示国内外科研动态、学术论文、科技成果 产出情况、科技产品报告为主。科学数值库主要是以经典科研、实验数据、曲线、图谱、晶 体结构、化学物质命名与性能、 合成以及资源为主的数值型数据库,其数据总量约为6.3GB。 管理数据库主要有科学家命人库、科研成果库、学术论文库以及人材库等。目前正在启动的 大型管理信息库,主要包括全院科研活动、人才、财务、器材等九个子库的综合性管理数据库 。
目前已陆续上网资源共享的数据库系统有11个科学文献数据库,18 个科学数值数据库和 中科院管理信息数据库系统。

    ┌───────────────┬───────────────┐
    │数据库名称     数据总量(万条) │  数据库名称    数据总量(万条)│
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  化学库     12.5             │    生物库           6.2      │
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  物理库            3.7       │    计算机库         11       │
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  天文库            0.7       │    稀土库           1.7      │
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  科学引文库        15        │    科技成果库       0.5      │
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  光学库            3.7       │    科技文摘库(英文)   8      │
    ├───────────────┼───────────────┤
    │  学位论文库                  │                              │
    └───────────────┴───────────────┘
     

表1.中国科学院科技文献数据库 注:表中除"科技成果库"、"学位论文库"为95年统计数据外,其它9个库均为截止92年数据。
     ┌──────────────┬───────────────┐
     │ 数值库名称                 │      数值库名称              │ 
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 工程化学库                 │      晶体结构库              │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ X光电子能谱库              │      红外光谱库              │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 质谱谱图库                 │      化学物质命名与结构库    │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ C13核磁谱图库              │      稀土物性库              │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 稀土萃取库                 │      化学物质毒性库          │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 微生物资源库               │      经济植物资源库          │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 药用植物库                 │      腐蚀库                  │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 光学镜头库                 │      天文库                  │
     ├──────────────┼───────────────┤
     │ 自然资源库                 │      能源库                  │
     └──────────────┴───────────────┘
       

表2.中国科学院数值数据库

(2)书目文献资源
截止到92年,由中国科学允文献情报系统建立了约25个书目文献数据库, 其数据总量约为 38.2万条记录。书目文献库主要是各文种图书、期刊、 连续出版物等各种联合目录库。其 中"全院西文期刊联合目录库"、"中科院文献情报中心馆藏中、 西文图书目录数据库"以及 "中科院院藏日、俄文图书目录库"已陆续上网提供书目查询服务。 另外,中国科学院与北京大学、清华大学共同建立了院、校书目文献共享系统 , 目前该 系统已通过NCFC连网进行书目文献共享服务。近期正在研究建立中科院上海、武汉、成都、 兰州地区间的书目文献共享系统。
(3)科技软件资源 科技软件是科学计算不可缺少的工具,尤其是通用、基础数学运算软件,已日益成为应用软 件和程序开发中的基础部件,并越来越具有广泛的需求。目前,中国科学院在网上开发的应用 共享软件有:
·科技共享软件,它不仅可以提供科学与工程计算, 而且具有面向各种对象的设计思想与 方法以及软件开发工具的共享系统软件。
·图书情报信息共享系统软件,现已开发的有中国科学院、北京大学、清华大学院、校间 公共书目查询系统软件;网上联合编目、馆际互借管理等信息服务软件。 ·管理信息系统软件,主要包括正在实施的各种行政、业务管理软件,例如人事管理、 器 材以及财务统计、报表管理等共享软件。
(4)科研成果资源
科研人员利用NCFC网络散发自己的科研论文和报告,以此与同行们共享自己的研究成果, 共 同讨论共性问题,攻克科研难题。
2.信息资源的规范化建设
网络信息资源的标准化和规范化对信息基础设施建设具有至关重要的作用,它直接影响到网 络信息资源共享,以及基础设施的社会效益和经济效益的发挥。 中科院有关部门从信息基础设施工程开始阶段就十分注意网络信息资源的标准化和规范 化建设。各类数据库分别制定和推行了符合国家乃至国际标准的数据加工和数据库建设规范 或规则;编制了数据处理手册;同一了数据加工、处理、生产规范,例如数据库总体设计规范, 包括数据库应用系统软件的规范;数据来源的选择规范,数据著录、计算机加工、处理、审核 规范,标引语言的选择与质量规范,数据交换格式规范以及各种信息产品, 即磁介质和光盘介 质记录格式及其产品生产、制作规范。目前, 在中科院信息基础结构建设过程中业已推行、 实施了各种与国家标准相符的标准有:数据加工 、处理手册、数据著录规则,数据标引规则, 文摘编写规则,书目文献著录规则等。

四.网络应用系统的研建和开发
信息基础设施的建设与发展对于国家科技与经济发展将具有极其深远的影响。 信息网络的 建设在各类应用系统中不仅是作为一个通信平台,它的建设与发展使许多新的信息服务系统与 服务方式应运而生,近年来,中国科学院在实施信息基础结构建设工程中,发展了许多网络环境 下的信息应用系统。
1.科学与工程计算信息系统
该系统旨在为科研人员提供一个使用网上大型计算机系统从事科研、工程设计和计算的机 会,既提高大型机的使用率又节省了科学家的时间。同时,由于我国许多优秀的科学家和教授 有着良好的国际关系,他们可以通过NCFC远程登录Internet网上的TELNET直接利用国际上先进 的计算机资源和专用外围设备,开展国际间的联合研究。
2.科技软件共享系统
该系统是一个实用的软件复用、开放、共享系统。能适应多种系统平台和各种操作系统,并 能适应源代码、可运行码、文档、属性等各种组成。有不同的共享级别,可按网上用户权限分 为开放级、转让级、应用级、专用级。可满足多种用户应用需求,如解题计算、方法研究、软 件开发、资源管理、信息交流、成果转让等。提供多种分类检索方法,即结构法、关键字法、 GASM法。
3.多媒体电子邮件系统
该系统利用NCFC网络作通讯平台,提供中西文邮件服务,数字、文字、图表、曲线、 声象等多种科研数据和管理统计图表多媒体信息传递服务。系统能够提供的服务功能主要有:
·中西文邮件服务,用国际标准传递中文信息,提供方便、 齐全的辅助工具帮助用户进行 中文信件的阅读和编辑;
·多媒体邮件服务,提供可靠、清晰的语言、图象等多媒体的表示方法和邮件传输;
·多功能接口和集合服务,系统提供完整的功能接口,用户可以按本系统的要求配备不同 的设备;
·应用程序接口,增加用户系统的邮件服务功能;
·基于PC-DOS的远程用户代理PCUA,在DOS及Windows环境下实现RUA,使其适应目前通用的 汉字系统。
4.书目文献信息共享系统
由中科院与北大、清华大学联合建立的"中关村地区书目文献信息共享系统"是运行 在NCFC网上的集文献信息管理与服务为一体的书目文献系统。该系统以NCFC网络为依托,充分 利用中科院、北大、清华大学各自的书目文献与计算机设备能力,以实现中关村地区文献信息 的科学管理、规范化处理和网络化服务,进而建立院、校际信息自动化服务网络。该系统已初 步解决了多个文献情报单位联合作业和服务的问题,建立了数据质量符合国家、国际标准,数 据包括了中科院、北京大学、清华大学三馆主要馆藏的书目文献库,实现了NCFC网上三馆间的 公共检索服务。
系统业已开展和将要陆续实现的功能有: (1)书目文献查询
94年已完成了这项OPAC服务。用户可通过任一地(三馆间) 联机终端来查询本地或其它两地 信息机构的公共书目,及时获得三馆的馆藏、书目可用性和去向等多方面的信息。系统用户界 面友好,查询方式多样、功能齐全、技术先进、操作简便。该系统准备连入中国公用数据交换 网, 与网上其它各种信息数据库相连;通过NCFC网与Internet网互连,以便用户能方便地获取 国外书目文献信息。 系统已经实现了用电话拨号远程查询三馆书目库的服务,中关村地区以 外和北京地区外,如上海、武汉、成都、兰州等地均可通过电话查询和检索网上书目信息。 (2)网上联机编目
网络环境下的联机编目,不仅有利于书目数据的规范化和规模化生产, 而且有利于国内外的 信息交流。目前系统已实现了一馆异地联机编目,现正在研建多馆异地联机编目子系统。 (3)馆际互借管理
中科院、北大、清华大学正共同研究和制定三馆间的馆际互借协议和规则,以尽快实 现现代化的网上书、刊预约、公告栏、E-mail、互借请求传递以及实时馆际互借等服务与管理。 5.科学数据库系统
中国科学院建设的科学数据库系统主要是基础学科领域和高新技术领域内的数据库。数据 库分成两部分:数值型科研基础数据库和科学文献数据库。数值型科研基础数据库现有18个库 (见表2),目前通过 "百所联网"工程陆续在NCFC网上提供科研基础数据的共享。 科学文献数据库采用统一的建库软件程序分散建库,然后合库建立全院的文献库系统。文 献库目前有11个数据库(见表1),系统已经完成了BASISPLUS 检索软件系统的开发工作,并且已 与NCFC 联网提供联机文献检索服务。
6.计算机辅助教学课件库系统
信息时代,科技竞争的关键是人才的竞争,要培养高水平、高质量的科技人才,必须采用现 代化的教学形式,计算机辅助教学就是其中的一种形式。目前网上共享的辅助教学系统是由北 大、清华等高校开发研究出来的课件系统。系统包括建立NCFC网上的CAI共享课件库,课件库的管理系统,网上运行的CAI课件写作系统和工具。 CAI课件共享系统是国内第一个在较大规模的区域高速计算机网络上运行的综合性辅助教 学系统。系统的多种类型、不同规模的课件建成的分布式共享课件库,写作系统和工具,在网络环境下统一运行、 管理,网上用户可视所用设备采用虚拟终端或客户机/服务器等方式,使 用这些教学软件或开发新的教学课件。 系统现在开发的课件有学科基础课和专业课内容,适用于课堂演示、课下复习和练习、实 验模拟和发现式、探索式等教学模式。
7.管理信息系统
中国科学院新近研建的"中科院管理信息系统(CASMIS)正边建设边投入使用。该系统由九个 子系统组成,如科研活动信息管理子系统等。系统采用各所、机关司局作为基本单位建立单机 系统,然后集成大系统建立全院管理信息系统。系统利用网络环境,兼顾国家统计系统的要求, 完成各式 统计任务,并考虑院宏观管理需求与研究所日常科研活动管理要求,收集、整理我 院科研及管理信息资源, 为院领导及各级领导提供决策和管理手段与办法,提供"鲜"、"活"的 信息,开展各种网络管理信息咨询、检索服务。

五.网络人才培养
信息基础设施建设和网络信息服务是高科技、高知识密集型的信息产业,中国科学院在网络 建设过程中,不仅十分注意争取与吸收各种专业人员,而且有计划、有措施地重点开展了网络 建设、 管理人员的正规教育和在职培训,用户培训以及全民信息意识、网络知识、使用意识 的宣传工作。经常组织不同层次的网络建设专题研讨会,网络建设以及管理人员培训班。邀请 国外网络专家来我国讲学, 以加速网络人员的培养。用各种信息载体,如中科院出版的报刊上 刊登有关网络理论知识、网络使用途径、方法、手段等介绍,以普及和增强网络知识和使用意 识。
信息基础设施的建设与运行,不仅为中国科学院的科研工作创造了良好的信息共享支撑环 境,而且将有力地促进我国科技事业发展和国民经济信息化的早日实现,攀登21世纪的世界科 技发展之颠。


引用文献

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[作者介绍]周宁丽,女,43岁,付研究馆员,中国科学院文献情报中心,北京,中关村科 学院南路8号(100080) 

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