基于本體和規(guī)則推理的軟件可信演化研究.pdf

1、基于本體和規(guī)則推理的軟件可信演化研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：劉春梅指導(dǎo)教師：李季博士專業(yè)：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院二O一O年九月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要隨著大型分布式軟件系統(tǒng)在各行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，軟件的復(fù)雜度不斷增加，系統(tǒng)的安全性、可靠性和可用性等可信問(wèn)題也日益凸出。然而現(xiàn)有的基于監(jiān)控的軟件演化技術(shù)更多的是針對(duì)構(gòu)件失效、軟件故障或軟件缺陷等問(wèn)題，多以靜態(tài)的、預(yù)設(shè)的容錯(cuò)為主，在演化機(jī)理上并未系統(tǒng)化地考

2、慮復(fù)雜動(dòng)態(tài)環(huán)境對(duì)軟件可信性的影響。本文主要從軟件運(yùn)行的開放環(huán)境著手，將上下文環(huán)境、本體、規(guī)則推理以及與之相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)引入到軟件可信演化研究中，建立了軟件運(yùn)行環(huán)境與行為之間的語(yǔ)義模型，并通過(guò)感知外部環(huán)境的變化來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整軟件的行為，以保障軟件的可信性能滿足用戶需求。本文的主要研究成果可以歸納為以下四點(diǎn)：①構(gòu)建了基于“環(huán)境行為”的本體空間模型。分布式軟件系統(tǒng)運(yùn)行于一定的開放環(huán)境，用戶、系統(tǒng)、環(huán)境三者之間需要不間斷的交互，且在互動(dòng)過(guò)程中需要利

3、用第三方實(shí)體來(lái)提高交互質(zhì)量。通過(guò)分析和研究分布式軟件系統(tǒng)的環(huán)境、行為以及可信性三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建了基于“環(huán)境行為”的本體空間模型，用于解決環(huán)境與行為作用關(guān)系的語(yǔ)義問(wèn)題。②構(gòu)建了軟件可信演化規(guī)則庫(kù)。在本體空間中已定義了有關(guān)軟件可信演化的基本概念、屬性和實(shí)例，在此基礎(chǔ)之上，為提供較復(fù)雜的邏輯推理以及保障演化操作的一致性與可靠性，提出了基于OWL擴(kuò)展的規(guī)則庫(kù)。規(guī)則庫(kù)中通過(guò)定義一系列的演化規(guī)則，用于處理復(fù)雜的邏輯推理，從而更好的服務(wù)于軟件

4、可信演化操作。③針對(duì)軟件可信演化的實(shí)施，本文提出了一個(gè)基于本體的軟件可信演化框架。該框架由微觀層次的規(guī)約制導(dǎo)和宏觀層次的人機(jī)協(xié)同兩部分組成，以保證軟件演化結(jié)果能與人的預(yù)期相一致，有效預(yù)防軟件衰老、失效等現(xiàn)象。④采用Jena所提供的推理機(jī)制，將知識(shí)庫(kù)和規(guī)則庫(kù)有機(jī)的結(jié)合并應(yīng)用到軟件可信演化決策過(guò)程中。首先以知識(shí)庫(kù)為依據(jù)，通過(guò)對(duì)軟件行為的可信性和自主調(diào)整的必要性進(jìn)行評(píng)估，然后依據(jù)評(píng)估結(jié)果和軟件可信性指標(biāo)對(duì)軟件實(shí)施動(dòng)態(tài)調(diào)整、重構(gòu)等操作，以展現(xiàn)其