具有環(huán)境感知的普適計算服務自適應性研究.pdf

1、近年來，隨著無線網(wǎng)絡和便攜式設備的快速發(fā)展和普及，一個由各種網(wǎng)絡、便攜式設備、傳感器和服務器組成的移動普適計算平臺開始顯現(xiàn)并逐漸滲入到人們的日常生活。這一新的計算模式將使人們能夠在任何時間和任何地點通過便攜式設備來獲取各種信息服務。然而，與傳統(tǒng)的資源豐富、環(huán)境相對穩(wěn)定的分布式計算相比，該計算模式的計算環(huán)境表現(xiàn)出移動多變和資源受限的特征。因此普適計算應用系統(tǒng)要向用戶提供滿意的服務，就需要基于環(huán)境感知的自適應技術(shù)的支持。
　　 本文

2、的研究圍繞普適計算中環(huán)境感知技術(shù)和自適應的服務管理展開。通過應用一階謂詞邏輯、模糊邏輯、層次化評估和模糊控制等方法，本文對普適計算環(huán)境信息模型、服務評估、服務選擇和服務質(zhì)量(QualityofService，QoS)管理等內(nèi)容進行了深入討論，并系統(tǒng)地研究了普適計算環(huán)境感知框架、服務準備模型和服務配置方法等自適應性關(guān)鍵技術(shù)，以實現(xiàn)滿足用戶服務需求和提高便攜式設備受限資源利用率的目標。本文研究工作的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:
　　 第一

3、、在深入研究當前普適計算環(huán)境應用框架的基礎上，本文提出了一個包含環(huán)境信息的獲取、分類、推理和分發(fā)機制的環(huán)境信息服務框架，為具有環(huán)境感知特性的服務自適應技術(shù)的開發(fā)和實現(xiàn)提供環(huán)境信息服務的支持。在該框架內(nèi)部，本文構(gòu)建了一個包含時間標記和度量類型的擴展謂詞環(huán)境信息模型，它可以為應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的環(huán)境信息表示方法，以便實現(xiàn)環(huán)境信息的共享和重用;
　　 第二、針對普適計算環(huán)境移動多變和資源受限的特點，本文提出了面向移動用戶和便攜式設備的“

4、服務滿意度”(DegreeofServiceSatisfaction，DSS)的模型并把它作為服務評估和選擇的依據(jù)。鑒于用戶感知的模糊屬性和QoS因素的復雜性，本文提出了包含一階謂詞邏輯和模糊邏輯推理的層次化的QoS評估算法，并深入研究了服務/移動節(jié)點數(shù)量與系統(tǒng)開銷之間的變化關(guān)系，為改善系統(tǒng)特性提供了很好的指導。實驗結(jié)果表明該算法在大規(guī)模并行服務準備時，仍能保持較低系統(tǒng)開銷（小于1.35秒），體現(xiàn)了模型和相關(guān)算法的高實用價值。
　

5、　 第三、針對移動和資源受限引起的QoS不穩(wěn)定的問題，本文首先將QoS的管理抽象為一個閉環(huán)的QoS控制問題，然后提出了一個基于模糊邏輯控制(FuzzyLogicControl，F(xiàn)LC)策略的動態(tài)服務配置方法。本文提出并實現(xiàn)了兩種服務配置模糊邏輯控制器和相應的配置算法，它們能夠根據(jù)關(guān)鍵QoS和受限資源的變化，自適應地驅(qū)動應用系統(tǒng)服務鏈的再配置和服務節(jié)點內(nèi)QoS參數(shù)的重新調(diào)整。實驗結(jié)果表明，與其他方法相比，本文提出的方法在消耗較少資源的情

6、況下，能夠獲得較高的關(guān)鍵QoS平均值和較低的關(guān)鍵QoS波動值。
　　 第四、利用ContextToolkit、Jess和開源的模糊控制引擎軟件包，本文開發(fā)實現(xiàn)了普適計算環(huán)境中的服務自適應原型系統(tǒng)，包括服務評估和選擇算法、配置算法和服務配置模糊控制器等。服務器端采用Eclipse的Java開發(fā)，而移動端則應用EclipseME結(jié)合多種智能手機廠商的J2ME開發(fā)包實現(xiàn)。
　　 本文以普適計算環(huán)境下服務自適應性為研究對象，重點