面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)機制研究.pdf

1、隨著Internet的快速發(fā)展和廣泛普及，面向互聯(lián)網(wǎng)的軟件應(yīng)用和服務(wù)與人類的社會生活變得越發(fā)緊密。與此同時，軟件的計算模式也正向著普適化、互聯(lián)化、智能化、代理化和人性化的趨勢發(fā)展，出現(xiàn)了動態(tài)、開放、難控、復(fù)雜、融合、交互的新特點。進入21世紀，在Internet技術(shù)的驅(qū)動下，新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展，特別是云計算、物聯(lián)網(wǎng)、CPS、移動互聯(lián)網(wǎng)等新興計算領(lǐng)域的出現(xiàn)，徹底顛覆了軟件的服務(wù)模式。以人為中心，圍繞著人與人、人與物、物與物形成了無處不

2、在的計算與智能信息服務(wù)，使更透徹的感知和度量、更全面的互聯(lián)互通、更深入的智能成為可能，同時也產(chǎn)生了新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的概念。
　　從動態(tài)和開放的角度，軟件是由多個軟件實體構(gòu)成，實體之間是相互獨立的;從難控和復(fù)雜的角度，軟件需要處理復(fù)雜的環(huán)境信息，能夠在沒有或很少人工干預(yù)的情況下，獨立完成從感知到反饋的服務(wù)過程;從融合和交互的角度，一個軟件實體的計算能力不能滿足實現(xiàn)復(fù)雜領(lǐng)域任務(wù)的需求，軟件實體之間需要以協(xié)作方式來完成服務(wù)目標(biāo)。由此可見，

3、在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，軟件需要改變原有的服務(wù)模式，能夠在運行過程中主動調(diào)整自身結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和行為，以適應(yīng)動態(tài)變化的服務(wù)需求，形成自主服務(wù)過程，而自主服務(wù)機制也是新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用研究領(lǐng)域的核心問題之一。
　　目前，在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，自主服務(wù)面臨更多樣的計算模式，更主動的運行機制，更開放的平臺工具，更專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，因此，對研究面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)機制提出具體的挑戰(zhàn):
　　(1)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，軟件可以主動采

4、集環(huán)境信息，根據(jù)推理分析結(jié)果來指導(dǎo)軟件行為，這是一種面向領(lǐng)域的、具備自主思維特征的實用推理過程，所以軟件決策模型的建立除了要遵循基本推理邏輯，還受到領(lǐng)域知識和思維決策規(guī)則影響。
　　(2)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下，不同軟件實體在運行過程中是相互獨立的，而領(lǐng)域任務(wù)需要多個軟件實體通過協(xié)作來完成，并且協(xié)作過程受到領(lǐng)域任務(wù)的約束。在滿足自主性的前提下，軟件實體要具備領(lǐng)域任務(wù)的協(xié)作分析和協(xié)作選擇的能力。
　　(3)在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境

5、下，領(lǐng)域知識是共享的，不同軟件實體在對相同知識的使用過程會產(chǎn)生不同的新知識，而新知識融合與使用過程需要多個軟件實體通過多次、反復(fù)、無指導(dǎo)的主動學(xué)習(xí)來實現(xiàn)，并保證新舊知識的一致性。
　　為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，本文圍繞自主服務(wù)模型建立及自主服務(wù)機制實現(xiàn)進行了深入的分析和研究，給出了論文的主要工作內(nèi)容:
　　(1)提出一種面向新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的自主服務(wù)模型，在自主服務(wù)機制約束下，基于環(huán)境信息和領(lǐng)域知識自主選擇服務(wù)行為，實現(xiàn)自主服務(wù)過程。

6、
　　(2)提出一種面向領(lǐng)域的軟件自主決策機制，基于本體將領(lǐng)域知識，消息和服務(wù)信息等建模，設(shè)計了面向領(lǐng)域環(huán)境信息的思維決策模型DBDI，將環(huán)境信息轉(zhuǎn)換成信念、愿望和意圖集合，并利用信念-愿望-意圖之間的決策推理關(guān)系獲取軟件行為。分析和實驗表明，該機制在領(lǐng)域知識和規(guī)則的約束下，實現(xiàn)了軟件自主思維決策過程。
　　(3)提出一種領(lǐng)域任務(wù)驅(qū)動的自主協(xié)作機制，從任務(wù)參與者的角度提出了面向領(lǐng)域任務(wù)的協(xié)作效用計算函數(shù)，利用效用函數(shù)軟件計算

7、軟件實體參與協(xié)作可能獲得的任務(wù)收益，并根據(jù)協(xié)作效用最大化原則自主決定是否參與協(xié)作任務(wù)。分析和實驗表明，該機制在任務(wù)效用最大化前提下，提高了軟件參與任務(wù)協(xié)作的主動性。
　　(4)提出一種面向領(lǐng)域共享知識的自主學(xué)習(xí)機制，根據(jù)領(lǐng)域知識內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的特點，分別設(shè)計了知識冗余處理、知識沖突處理、知識定位、知識相似關(guān)聯(lián)等方法，實現(xiàn)了軟件對領(lǐng)域知識的自主更新演化。分析和實驗表明，該機制解決了軟件自主學(xué)習(xí)過程中新舊領(lǐng)域知識的一致性問題。
　　

8、(5)研發(fā)了面向健康領(lǐng)域的自主服務(wù)原型系統(tǒng)H-SASS，系統(tǒng)根據(jù)健康業(yè)務(wù)需求設(shè)置了多角色軟件代理，代理可以根據(jù)用戶信息、服務(wù)需求和領(lǐng)域知識完成決策推理、根據(jù)任務(wù)和自身狀態(tài)動態(tài)建立協(xié)作，并對健康知識實現(xiàn)動態(tài)更新和維護，從實驗分析的角度驗證了自主決策機制、自主協(xié)作機制和自主學(xué)習(xí)機制的可行性。
　　綜上所述，本文以自主服務(wù)模型為基礎(chǔ)，利用健康自主服務(wù)原型系統(tǒng)驗證了三種自主服務(wù)機制的可行性，為軟件在新型網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用環(huán)境下實現(xiàn)自主服務(wù)提供研究