普適計(jì)算環(huán)境下的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、繼主機(jī)計(jì)算、個(gè)人機(jī)計(jì)算之后,普適計(jì)算已經(jīng)發(fā)展成為第三代的計(jì)算模式。普適計(jì)算強(qiáng)調(diào)以“人”為中心,目的在于形成一個(gè)無時(shí)不在、無處不在而又不可見的計(jì)算環(huán)境,是21世紀(jì)的計(jì)算模式。在這種計(jì)算模式下,人與計(jì)算機(jī)的關(guān)系改變?yōu)椤坝?jì)算機(jī)為人服務(wù)”,人與計(jì)算環(huán)境將更好地融合在一起。為此,就需要一個(gè)完整的普適計(jì)算系統(tǒng)體系架構(gòu)屏蔽環(huán)境異構(gòu)性,實(shí)現(xiàn)多樣化應(yīng)用服務(wù)集成,并解決環(huán)境中的各種復(fù)雜問題。所以,如何在普適計(jì)算環(huán)境下構(gòu)建統(tǒng)一的普適計(jì)算系統(tǒng)平臺(tái),以及相關(guān)關(guān)鍵

2、技術(shù)的研究,如服務(wù)描述、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、中間件技術(shù)等,正日益受到關(guān)注,成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本文選擇普適計(jì)算環(huán)境下的幾個(gè)目前尚未圓滿解決的關(guān)鍵問題,即普適計(jì)算系統(tǒng)體系架構(gòu)、普適計(jì)算中間件技術(shù)、服務(wù)描述問題、服務(wù)發(fā)現(xiàn)問題、服務(wù)搜索引擎和服務(wù)組合問題,展開研究并提出相關(guān)解決方案。最后,以普適計(jì)算智能辦公環(huán)境為背景,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于普適計(jì)算的智能辦公原型系統(tǒng)進(jìn)行測試和驗(yàn)證。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 第一,分析了開放的普

3、適計(jì)算復(fù)雜環(huán)境的特點(diǎn),提出了一種面向普適計(jì)算環(huán)境的系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
　　 結(jié)合普適計(jì)算環(huán)境的特點(diǎn),認(rèn)為普適計(jì)算環(huán)境是一個(gè)開放的復(fù)雜環(huán)境,分析了普適計(jì)算環(huán)境下的各類復(fù)雜問題。據(jù)此,提出了一種面向普適計(jì)算環(huán)境的系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)方案,解決系統(tǒng)架構(gòu)相關(guān)的若干關(guān)鍵問題,并為其它復(fù)雜問題的解決奠定基礎(chǔ);此外,進(jìn)一步引入中間件技術(shù)和Agent技術(shù)對普適計(jì)算系統(tǒng)體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)和部署進(jìn)行了更深層次的討論,以更好地滿足普適計(jì)算服務(wù)模式的要求。

4、
　　 第二,研究了普適計(jì)算中間件技術(shù),提出了普適計(jì)算環(huán)境下服務(wù)描述問題、服務(wù)發(fā)現(xiàn)問題的相關(guān)解決方案,并采用中間件技術(shù)實(shí)現(xiàn),開發(fā)了知識處理中間件和服務(wù)發(fā)現(xiàn)中間件,集成到普適計(jì)算中間件系統(tǒng)中提供應(yīng)用。
　　 首先分析了普適計(jì)算中間件的特性需求,提出了一個(gè)普適計(jì)算中間件系統(tǒng)體系架構(gòu)設(shè)計(jì)方案。以此為基礎(chǔ),詳細(xì)探討了普適計(jì)算環(huán)境下的兩個(gè)關(guān)鍵問題:服務(wù)描述和服務(wù)發(fā)現(xiàn)。基于本體技術(shù)提出了一種面向普適計(jì)算環(huán)境的服務(wù)描述機(jī)制,解決了普適

5、計(jì)算環(huán)境下的復(fù)雜信息表示問題,可以完成語義級別的信息描述,實(shí)現(xiàn)基于語義的服務(wù)匹配和優(yōu)化的服務(wù)選擇,并開發(fā)了一個(gè)知識處理中間件;在此基礎(chǔ)之上,提出了兩種服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法:一種基于負(fù)載平衡和容錯(cuò)機(jī)制的服務(wù)發(fā)現(xiàn)算法和一種基于信任機(jī)制的服務(wù)發(fā)現(xiàn)方法,分別解決服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程中各服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載平衡和容錯(cuò)問題以及在服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程中對各實(shí)體的訪問控制問題,提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)服務(wù)發(fā)現(xiàn)中間件。
　　 第三,基于提出的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服

6、務(wù)匹配算法,探討了面向普適計(jì)算環(huán)境的服務(wù)搜索引擎技術(shù),并研究了普適計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)組合問題。
　　 進(jìn)一步擴(kuò)展了服務(wù)信息的描述機(jī)制,提出一種形式化的服務(wù)語義信息描述方法,解決了普適計(jì)算環(huán)境下服務(wù)信息中的多元關(guān)系表示問題,并作為知識處理中間件中使用的中間數(shù)據(jù)描述格式。以此為基礎(chǔ),討論了普適計(jì)算環(huán)境下有關(guān)服務(wù)操作的方法。為了滿足普適計(jì)算環(huán)境下用戶檢索服務(wù)的需要,基于文中提出的服務(wù)發(fā)現(xiàn)和服務(wù)匹配算法,提出了一種集成語義的服務(wù)搜索引擎,

7、基于服務(wù)語義和上下文語境關(guān)系進(jìn)行服務(wù)搜索,解決了普適計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)搜索問題,并開發(fā)了一個(gè)搜索引擎中間件,可以集成到普適計(jì)算中間件系統(tǒng)中提供應(yīng)用。在此基礎(chǔ)之上,探討了普適計(jì)算環(huán)境下的服務(wù)組合問題,提出了一種組合服務(wù)流程定制方案,解決了組合服務(wù)的流程定制問題,并在一個(gè)原型系統(tǒng)中對提出的技術(shù)方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　 第四,以普適計(jì)算智能辦公環(huán)境為背景,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型系統(tǒng),對提出的技術(shù)方案進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 首先搭建了一個(gè)普