面向?qū)崟r任務求解的自治服務協(xié)同模型、形式語義及其驗證.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，網(wǎng)絡上出現(xiàn)了大量以分布式、開放性為特征的復雜系統(tǒng)，實時任務求解是這些系統(tǒng)運作過程中必須解決重要問題之一。服務計算(SOC)理論為實時任務求解提供了相對于傳統(tǒng)求解方式更加靈活、高效的解決方案，其主要方法是：通過自動化的服務組合過程提供求解方案，構(gòu)建一個由若干服務構(gòu)成的臨時聯(lián)合體，一旦用戶任務求解結(jié)束，這個臨時聯(lián)合體隨即解散。隨著實際應用場景日益復雜，基于SOC的實時任務求解技術的不足已經(jīng)顯露。首先，實際應用需求對實時任務求

2、解(RTS)的自動化程度要求越來越高。目前的SOC技術難以在自動化的精度和速度上取得較好的平衡，限制了RTS的實際應用。其次，SOC的計算實體一方面由于缺乏理性和智能無法有效應對動態(tài)變遷且不可預測的網(wǎng)絡環(huán)境和應用需求，另一方面需要一個總控機制擁有關于開放復雜系統(tǒng)的全局觀點以處理實時求解過程中的各種突發(fā)事件，迫使開放系統(tǒng)再次陷入封閉狀態(tài)。第三，需要對實時任務求解方案實施形式分析和驗證，以保證能夠?qū)崿F(xiàn)預期的需求目標。目前的驗證方法局限于針對

3、底層的組合服務能否正確執(zhí)行和實現(xiàn)用戶既定目標進行驗證。然而，這類驗證即使成功，仍不能保證實時求解過程能夠正確執(zhí)行，同時無法處理任務求解參與者“逃逸”的問題。針對以上問題，本文做了以下研究工作。
　　 第一，研究了提高實時任務求解的自動化程度的手段，給出了分別從服務描述、服務發(fā)現(xiàn)和動態(tài)服務組合三方面提升性能的方法。在服務描述方面，提出從服務描述的應用層、語義層、實現(xiàn)層對服務的語義逐層封裝的方法學，這三層具體為：基于本體建立服務語義

4、所需知識的獲取方法和過程、支持多屬性的服務能力描述模型和擴展任務情景描述模式。并給出了針對服務描述應用層設計的本體生成工具，該工具通過人機界面，以向?qū)е敢彰枋鲎詣由?，將整個描述服務的過程高度自動化。在服務發(fā)現(xiàn)方面，提出將多重詞法散列與語義匹配相結(jié)合的服務發(fā)現(xiàn)機制；該機制針對不同粒度子塊設計散列函數(shù)，在按子塊粒度遞增的多重散列過程中完成服務匹配，并基于子塊間的包容關系語義進行散列沖突消解。在動態(tài)組合方面，基于上述服務發(fā)現(xiàn)機制建立的服

5、務庫，提出了基于DCWMG的動態(tài)服務組合算法?；贒CWMG的相關性質(zhì)，該算法將深度優(yōu)先與廣度優(yōu)先搜索相結(jié)合，利用反向邊識別和著色技術，實現(xiàn)了具有線性復雜度的兩點間所有連通路徑查找；給出了算法復雜度分析，并將該算法與國際認可的動態(tài)服務組合基準測試方法在動態(tài)服務組合的性能方面做了比較。
　　 第二，研究了提升求解計算實體智能的方法。在已有工作基礎上，提出了基于社會承諾的外部調(diào)控機制內(nèi)化模型。該模型在Cohen與Levesque的心

6、智狀態(tài)模型基礎上引入承諾，并結(jié)合N.R.Jennings的基于承諾和約定的合作模型，實現(xiàn)了外部宏觀調(diào)控機制通過承諾的形式被轉(zhuǎn)化為智能計算實體內(nèi)部的信念、愿望、意圖元素，為計算實體接受并遵從應用層宏觀指令提供了實現(xiàn)基礎。
　　 第三，研究了實時任務求解過程的形式語義及其驗證方法。針對基于承諾的協(xié)同工作模型，建立了粗粒度的ATCL邏輯。該邏輯通過引入承諾，將ATL的合作算子《》擴展為《C：ζ：ω：Θ》，表示：組織C承諾當條件ξ滿足時