面向開放環(huán)境的語義協(xié)同模型研究.pdf

1、傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)正演化為具有開放性和動態(tài)性的分布式系統(tǒng)，對于其中的多agent系統(tǒng)和普適計算而言，協(xié)同起著關(guān)鍵性的作用，而且Web服務(wù)的交互模式與Web的REST體系結(jié)構(gòu)模型也不相兼容。因此，這些系統(tǒng)需要某種中間件以支持協(xié)同，尤其為了實現(xiàn)Web服務(wù)與Web之間的真正兼容，以便服務(wù)之間能夠基于信息的持久發(fā)布，在目標(biāo)、空間和時間解耦的情況下進(jìn)行異步通信。元組空間協(xié)同模型因其可持久發(fā)布信息的邏輯共享存儲、時空解耦以及獨立于任何計算語言和體系結(jié)構(gòu)

2、的本質(zhì)屬性，使其完全有能力作為開放動態(tài)的分布式系統(tǒng)中的協(xié)同中間件。然而，隨著分布式系統(tǒng)變得更加普適、自治和復(fù)雜，將其綁定在共同數(shù)據(jù)模型的需要也越發(fā)強(qiáng)烈。Agent必須確保在有共同語義的基礎(chǔ)上，才能夠交換信息、查詢以及請求。一種可能的解決方法就是利用語義Web技術(shù)建模和推理信息。而且，將語義Web和Web服務(wù)相結(jié)合，允許基于智能推理的機(jī)制實現(xiàn)Web服務(wù)的自動發(fā)現(xiàn)、選擇、組合、互操作以及執(zhí)行。 因此，將傳統(tǒng)的元組空間協(xié)同模型與語義W

3、eb技術(shù)URI，名字空間，RDF，RDF Schema，OWL，DL以及SWRL相融合，提出一種具有語義感知能力的協(xié)同中間件Semantic Web Tuplespaces(簡稱SWTs)。在開放動態(tài)的分布式系統(tǒng)中，SWTs不僅能夠作為語義信息的倉庫；而且異構(gòu)的協(xié)同實體能夠通過SWTs，在目標(biāo)、空間以及時間解耦的情況下，通過發(fā)送和檢索語義信息達(dá)到通信和協(xié)同的目的。除此之外，SWTs還能夠滿足開放動態(tài)的分布式系統(tǒng)對安全、隱私以及可擴(kuò)展性諸

4、多方面的要求。本文描述了SWTs的概念模型，并討論了對傳統(tǒng)元組空間協(xié)同模型在語義上的擴(kuò)展，具體工作主要包括以下幾個方面： (1)定義了新的元組空間類型和元組類型，從而可以在元組空間中基于元組的形式表示語言RDF，RDF Schema，OWL DL以及SWRL描述的語義Web知識。 (2)決定適合的基于元組形式的聲明表示時，必須考慮空節(jié)點和集合這兩種特殊情況，解決元組空間中RDF(S)和OWL DL語義不兼容的問題。

5、 (3)定義新的協(xié)同原語，并修改部分類Linda模型中的操作原語，使得協(xié)同實體能夠在相應(yīng)的操作視圖中，發(fā)送和檢索基于元組形式的語義和規(guī)則信息，到達(dá)通信和協(xié)同的目的。 (4)對應(yīng)于不同的協(xié)同原語，提供相應(yīng)不同的匹配機(jī)制：①面向語義信息的傳統(tǒng)匹配；②基于語法的匹配；③基于語義的匹配。 (5)提供一種基于本體的訪問控制機(jī)制，從而滿足開放動態(tài)的分布式系統(tǒng)對安全和隱私方面的要求。具體工作包括：①構(gòu)建用于定義策略規(guī)則的訪問策略本體

6、APO；②設(shè)計用于APO本體推理的訪問控制策略推理算法；③提供面向訪問策略規(guī)則的元組空間、元組、協(xié)同原語以及匹配機(jī)制。 (6)基于本體的方式描述SWTs的體系結(jié)構(gòu)，從而能夠更加靈活、有效地管理元組空間中的內(nèi)容以及協(xié)同實體與元組空間之間的交互，滿足開放動態(tài)的分布式系統(tǒng)對元組空間可擴(kuò)展性的要求。 (7)設(shè)計并實現(xiàn)了SWTs原型系統(tǒng)，具體包括三個獨立的組件：①語義元組空間；②規(guī)則元組空間；③訪問策略元組空間。通過實驗的性能評估驗證了S