面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)機(jī)制研究.pdf

1、隨著Internet的快速發(fā)展和廣泛普及，面向互聯(lián)網(wǎng)的軟件應(yīng)用和服務(wù)與人類的社會(huì)生活變得越發(fā)緊密。與此同時(shí)，軟件的計(jì)算模式也正向著普適化、互聯(lián)化、智能化、代理化和人性化的趨勢(shì)發(fā)展，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)、開(kāi)放、難控、復(fù)雜、融合、交互的新特點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，在Internet技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，特別是云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、CPS、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興計(jì)算領(lǐng)域的出現(xiàn)，徹底顛覆了軟件的服務(wù)模式。以人為中心，圍繞著人與人、人與物、物與物形成了無(wú)處不

2、在的計(jì)算與智能信息服務(wù)，使更透徹的感知和度量、更全面的互聯(lián)互通、更深入的智能成為可能，同時(shí)也產(chǎn)生了新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的概念。
　　從動(dòng)態(tài)和開(kāi)放的角度，軟件是由多個(gè)軟件實(shí)體構(gòu)成，實(shí)體之間是相互獨(dú)立的;從難控和復(fù)雜的角度，軟件需要處理復(fù)雜的環(huán)境信息，能夠在沒(méi)有或很少人工干預(yù)的情況下，獨(dú)立完成從感知到反饋的服務(wù)過(guò)程;從融合和交互的角度，一個(gè)軟件實(shí)體的計(jì)算能力不能滿足實(shí)現(xiàn)復(fù)雜領(lǐng)域任務(wù)的需求，軟件實(shí)體之間需要以協(xié)作方式來(lái)完成服務(wù)目標(biāo)。由此可見(jiàn)，

3、在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，軟件需要改變?cè)械姆?wù)模式，能夠在運(yùn)行過(guò)程中主動(dòng)調(diào)整自身結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和行為，以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的服務(wù)需求，形成自主服務(wù)過(guò)程，而自主服務(wù)機(jī)制也是新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用研究領(lǐng)域的核心問(wèn)題之一。
　　目前，在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，自主服務(wù)面臨更多樣的計(jì)算模式，更主動(dòng)的運(yùn)行機(jī)制，更開(kāi)放的平臺(tái)工具，更專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，對(duì)研究面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)機(jī)制提出具體的挑戰(zhàn):
　　(1)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，軟件可以主動(dòng)采

4、集環(huán)境信息，根據(jù)推理分析結(jié)果來(lái)指導(dǎo)軟件行為，這是一種面向領(lǐng)域的、具備自主思維特征的實(shí)用推理過(guò)程，所以軟件決策模型的建立除了要遵循基本推理邏輯，還受到領(lǐng)域知識(shí)和思維決策規(guī)則影響。
　　(2)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，不同軟件實(shí)體在運(yùn)行過(guò)程中是相互獨(dú)立的，而領(lǐng)域任務(wù)需要多個(gè)軟件實(shí)體通過(guò)協(xié)作來(lái)完成，并且協(xié)作過(guò)程受到領(lǐng)域任務(wù)的約束。在滿足自主性的前提下，軟件實(shí)體要具備領(lǐng)域任務(wù)的協(xié)作分析和協(xié)作選擇的能力。
　　(3)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境

5、下，領(lǐng)域知識(shí)是共享的，不同軟件實(shí)體在對(duì)相同知識(shí)的使用過(guò)程會(huì)產(chǎn)生不同的新知識(shí)，而新知識(shí)融合與使用過(guò)程需要多個(gè)軟件實(shí)體通過(guò)多次、反復(fù)、無(wú)指導(dǎo)的主動(dòng)學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并保證新舊知識(shí)的一致性。
　　為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，本文圍繞自主服務(wù)模型建立及自主服務(wù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了深入的分析和研究，給出了論文的主要工作內(nèi)容:
　　(1)提出一種面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)模型，在自主服務(wù)機(jī)制約束下，基于環(huán)境信息和領(lǐng)域知識(shí)自主選擇服務(wù)行為，實(shí)現(xiàn)自主服務(wù)過(guò)程。

6、
　　(2)提出一種面向領(lǐng)域的軟件自主決策機(jī)制，基于本體將領(lǐng)域知識(shí)，消息和服務(wù)信息等建模，設(shè)計(jì)了面向領(lǐng)域環(huán)境信息的思維決策模型DBDI，將環(huán)境信息轉(zhuǎn)換成信念、愿望和意圖集合，并利用信念-愿望-意圖之間的決策推理關(guān)系獲取軟件行為。分析和實(shí)驗(yàn)表明，該機(jī)制在領(lǐng)域知識(shí)和規(guī)則的約束下，實(shí)現(xiàn)了軟件自主思維決策過(guò)程。
　　(3)提出一種領(lǐng)域任務(wù)驅(qū)動(dòng)的自主協(xié)作機(jī)制，從任務(wù)參與者的角度提出了面向領(lǐng)域任務(wù)的協(xié)作效用計(jì)算函數(shù)，利用效用函數(shù)軟件計(jì)算

7、軟件實(shí)體參與協(xié)作可能獲得的任務(wù)收益，并根據(jù)協(xié)作效用最大化原則自主決定是否參與協(xié)作任務(wù)。分析和實(shí)驗(yàn)表明，該機(jī)制在任務(wù)效用最大化前提下，提高了軟件參與任務(wù)協(xié)作的主動(dòng)性。
　　(4)提出一種面向領(lǐng)域共享知識(shí)的自主學(xué)習(xí)機(jī)制，根據(jù)領(lǐng)域知識(shí)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，分別設(shè)計(jì)了知識(shí)冗余處理、知識(shí)沖突處理、知識(shí)定位、知識(shí)相似關(guān)聯(lián)等方法，實(shí)現(xiàn)了軟件對(duì)領(lǐng)域知識(shí)的自主更新演化。分析和實(shí)驗(yàn)表明，該機(jī)制解決了軟件自主學(xué)習(xí)過(guò)程中新舊領(lǐng)域知識(shí)的一致性問(wèn)題。
　　

8、(5)研發(fā)了面向健康領(lǐng)域的自主服務(wù)原型系統(tǒng)H-SASS，系統(tǒng)根據(jù)健康業(yè)務(wù)需求設(shè)置了多角色軟件代理，代理可以根據(jù)用戶信息、服務(wù)需求和領(lǐng)域知識(shí)完成決策推理、根據(jù)任務(wù)和自身狀態(tài)動(dòng)態(tài)建立協(xié)作，并對(duì)健康知識(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)更新和維護(hù)，從實(shí)驗(yàn)分析的角度驗(yàn)證了自主決策機(jī)制、自主協(xié)作機(jī)制和自主學(xué)習(xí)機(jī)制的可行性。
　　綜上所述，本文以自主服務(wù)模型為基礎(chǔ)，利用健康自主服務(wù)原型系統(tǒng)驗(yàn)證了三種自主服務(wù)機(jī)制的可行性，為軟件在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自主服務(wù)提供研究