面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、為了保證系統(tǒng)在開放動(dòng)態(tài)的環(huán)境中持續(xù)穩(wěn)定高效的運(yùn)行，通過(guò)擴(kuò)展基于服務(wù)的軟件系統(tǒng)(Service Based Software system，SBS)的自適應(yīng)能力構(gòu)建自適應(yīng)的基于服務(wù)的軟件系統(tǒng)(Adaptive Service Based Software system，ASBS)是當(dāng)前分布式軟件系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。ASBS系統(tǒng)中自適應(yīng)行為大多采用了策略驅(qū)動(dòng)的方式，面向環(huán)境狀態(tài)的自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法作為系統(tǒng)自適應(yīng)策略設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，成為了當(dāng)前

2、ASBS系統(tǒng)研究中的熱點(diǎn)。
　　目前研究中對(duì)于軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)期的評(píng)價(jià)問題廣泛采用了基于模型的評(píng)價(jià)方法。然而，在面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)中，現(xiàn)有基于模型的評(píng)價(jià)方法面臨著諸多實(shí)際的問題。首先，現(xiàn)有研究大多忽略了Web服務(wù)所處環(huán)境對(duì)Web服務(wù)的影響，由此導(dǎo)致系統(tǒng)描述模型中缺乏對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境的描述;其次，ASBS系統(tǒng)在執(zhí)行過(guò)程中基于自適應(yīng)策略對(duì)系統(tǒng)本身進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，為系統(tǒng)行為的建模以及自適應(yīng)策略的評(píng)價(jià)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn);最后

3、，現(xiàn)有研究中缺少有效的方法利用自適應(yīng)策略的評(píng)價(jià)協(xié)助ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略的設(shè)計(jì)。這些問題限制了現(xiàn)有評(píng)價(jià)方法在面向環(huán)境狀態(tài)ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。
　　針對(duì)上述問題，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)ASBS系統(tǒng)中自適應(yīng)策略的有效評(píng)價(jià)，本文進(jìn)行了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法研究。本文構(gòu)建了面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)描述模型，在Web服務(wù)非功能屬性與其所處環(huán)境之間建立關(guān)聯(lián)，以此為基礎(chǔ)提出了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述模型;由系統(tǒng)業(yè)

4、務(wù)行為與自適應(yīng)行為分離的角度出發(fā)，提出了基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型，給出了建模方法以及基于模型的自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法;在自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，研究了基于人工蜂群算法的自適應(yīng)策略推薦方法協(xié)助ASBS系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中自適應(yīng)策略的設(shè)計(jì)。本文的主要貢獻(xiàn)包括:
　　(1)面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)非功能屬性描述模型?？紤]不同環(huán)境狀態(tài)下Web服務(wù)非功能屬性的差異，利用基于Dirichlet過(guò)程模型的方法對(duì)Web服務(wù)所處環(huán)境的狀

5、態(tài)進(jìn)行分析，提出了面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)非功能屬性描述模型，給出了基于歷史監(jiān)測(cè)信息的模型參數(shù)估計(jì)方法，為面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
　　(2)面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述方法。給出了ASBS系統(tǒng)的定義以及面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述，隨后針對(duì)現(xiàn)有描述語(yǔ)言在ASBS系統(tǒng)描述方面的不足，對(duì)現(xiàn)有Web服務(wù)描述語(yǔ)言以及自適應(yīng)策略描述語(yǔ)言進(jìn)行了擴(kuò)展，分別提出了面向環(huán)境狀態(tài)ASBS系統(tǒng)的Web服務(wù)描述語(yǔ)言以及ASBS系統(tǒng)自適

6、應(yīng)策略描述語(yǔ)言，以解決面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述問題。
　　(3)基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型。針對(duì)ASBS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性為系統(tǒng)行為建模帶來(lái)的問題，基于系統(tǒng)業(yè)務(wù)行為與自適應(yīng)行為分離建模的思想，提出了基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評(píng)價(jià)模型，給出了模型的定義、結(jié)構(gòu)以及根據(jù)ASBS系統(tǒng)描述進(jìn)行評(píng)價(jià)模型構(gòu)建的方法。結(jié)合ASBS系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，對(duì)評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建方法進(jìn)行了說(shuō)明。
　　(4)面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)

7、策略評(píng)價(jià)方法。在前章對(duì)ASBS系統(tǒng)行為建模的基礎(chǔ)上，從功能和非功能兩方面，研究了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評(píng)價(jià)方法。在定性分析方面，提出了ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略合理性的定義并給出判定定理以及驗(yàn)證算法。在定量分析方面，以系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間以及平均開銷為例，給出了系統(tǒng)非功能屬性指標(biāo)的計(jì)算方法，并通過(guò)對(duì)比應(yīng)用自適應(yīng)策略前后系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間以及平均開銷差異對(duì)自適應(yīng)策略進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了評(píng)價(jià)方法的有效性，為ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)

8、策略設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　(5)基于人工蜂群算法的自適應(yīng)策略推薦方法。針對(duì)ASBS系統(tǒng)執(zhí)行情況復(fù)雜，自適應(yīng)策略設(shè)計(jì)困難的問題，研究了利用歷史經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推薦，協(xié)助自適應(yīng)策略設(shè)計(jì)的方法?；谌斯し淙核惴ǖ淖赃m應(yīng)策略推薦方法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)策略的推薦，依據(jù)自適應(yīng)策略中規(guī)則的相關(guān)性改進(jìn)了基本的人工蜂群算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了改進(jìn)的人工蜂群算法相對(duì)基本的人工蜂群算法在收斂速度以及結(jié)果質(zhì)量方面的改善。
　　綜上所述，本文針對(duì)ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略