面向普適計算的自適應中間件模型與方法研究.pdf

1、隨著信息技術的飛速發(fā)展，21世紀的計算模式正發(fā)生著深刻的變革。從分布式移動計算進入到無所不在的普適計算是計算發(fā)展的必然趨勢。微小嵌入的智能設備、多類別用戶和多種類智能空間是普適計算的三個重要組成部分。智能空間作為物理世界和信息空間的融合體，已經融入到人們的生活中并為用戶提供智能化的服務和便利。 普適計算固有的內在復雜性對當前的基礎軟件設施提出了全新的挑戰(zhàn)，迫切需要一種具有自適應能力的中間件基礎設施。普適計算要求中間件能夠根據系統(tǒng)

2、內部運行情況和外部上下文狀態(tài)的變化進行組成結構和行為功能的自主調整和重新配置，為上層普適應用提供自適應的服務。當前，在面向普適計算的自適應中間件研究中，存在著兩個十分重要的問題：一是面向普適計算的自適應中間件模型問題；二是基于構件的自適應中間件的核心實現(xiàn)方法問題。對于這兩個問題的研究具有非常重要的意義，迫切需要我們從理論和實踐兩方面加以解決。 本文針對普適計算對中間件的全新要求，重點解決上述兩個問題，集中突破基于構件的中間件在設

3、計部署和運行階段如何實現(xiàn)自適應的方法難點，為普適計算應用提供自適應中間件的理論和方法支持。本文的主要工作包括以下四個方面： 1)建立了自適應中間件模型SCUD。該模型包括了符合CCM規(guī)范的自適應實體——自適應構件和自適應智能體；具有集成AOP和反射的自適應中間件內省機制；具有基于上下文感知的自適應中間件外省機制；包含了基于擴展時序邏輯的中間件自適應語義規(guī)范CMAS，用于保證中間件實現(xiàn)自適應的正確安全。 2)提出了SCUD

4、自適應構件分配方法，實現(xiàn)了構件裝配部署階段的靜態(tài)可配置中間件自適應。該分配方法使用在自適應中間件的構件裝配部署階段，在中間件自適應語義規(guī)范CMAS的指導下充分考慮普適計算環(huán)境中的計算資源約束需求、自適應構件之間的依賴關系以及自適應構件的容錯機制，具有動態(tài)規(guī)劃和前向糾錯的能力。實驗表明，該分配方法具有良好的性能，能夠提供靜態(tài)可配置的中間件自適應。 3)提出了SCUD自適應構件組合方法，實現(xiàn)了構件運行階段的動態(tài)雙向中間件自適應。該組

5、合方法使用在自適應中間件的構件運行階段，在中間件自適應語義規(guī)范CMAS的指導下充分考慮普適計算環(huán)境中的自適應構件組合必須遵守的原則：不中斷當前自適應構件間的事件通信和接口調用；不破壞其它自適應構件之間的依賴關系；保證該構件組合執(zhí)行動作的整體開銷最小。實驗表明，該組合方法具有良好的性能，能夠提供動態(tài)雙向的中間件自適應。 4)實現(xiàn)了基于SCUD模型及其自適應構件分配、組合方法的自適應中間件SCUDWare。我們以汽車空間作為普適計算