一種輕量級覺察上下文軟件體系結構的研究.pdf

1、普適計算(Pervasive Computing)致力于將計算技術融入人們的日常生活中，將由計算和通信結點及系統(tǒng)組成的計算空間與人類生活的物理空間無縫集成為和諧的人機交互信息環(huán)境。從技術上來說，這就要求普適計算軟件對環(huán)境信息具有高度的可覺察性，人機交互更自然化，設備和軟件的自適應性能力更強。普適計算的研究涵蓋了中間件、移動計算、人機交互、嵌入式技術、傳感器、網(wǎng)絡技術等子領域，其最重要的分支為覺察上下文計算(Context-aware C

2、omputingl)，即計算機系統(tǒng)能夠獲取地點、時間、氣候、用戶行為等周圍環(huán)境的信息，并根據(jù)這些信息動態(tài)自動調整其行為，使得用戶可跳出傳統(tǒng)人機交互方式導致的控制循環(huán)，上升為只需作出關鍵決定的系統(tǒng)監(jiān)控者。覺察上下文計算思想雖源來已久，然而仍是一個開放領域，存在許多令人感興趣的挑戰(zhàn)：例如覺察計算的軟件體系結構、上下文信息的有效獲取、表達和認知；應用程序如何自適應上下文的變化：系統(tǒng)安全性等等。隨著普適計算的興起，覺察上下文計算目前已成為計算機

3、領域研究熱點之一。 本文以一種特定的面向服務的體系結構SOA(Service-Oriented Architecture)——OSGi(Open Service Gateway Initiative)服務平臺為基礎，為相對封閉的普適環(huán)境——星型智能空間，研究一種輕量級的、適用于嵌入式設備的覺察上下文軟件體系結構LCASOA(Lightweight Context-Aware Service-Oriented Architectu

4、re)。 本文在理論和實踐方面所開展的主要工作和創(chuàng)新為： (1) 提出了基于主體的上下文模式和上下文表示語言CPL(Context PairLanguage)，CPL 用于上下文的獲取、表達、存儲和推理。 (2)研究目標驅動的覺察上下文計算，采用目標表達用戶意圖，研究目標表示、語義、解析的方法和技術。目標分為兩種：抽象的高層目標，以及表示高層目標解析結果的子目標和原子目標。一系列的原子目標構成實現(xiàn)用戶意圖的規(guī)劃，

5、在運行期，基于Rete算法的產(chǎn)生式推理機根據(jù)運行環(huán)境的上下文，將高層目標解析為規(guī)劃，并觸發(fā)原子目標，使之動作得以執(zhí)行，從而實現(xiàn)用戶意圖。 (3)LCASOA利用目標驅動和SOA對應用程序的開發(fā)者屏蔽普適計算執(zhí)行環(huán)境的復雜性，目標驅動也為解決SOA中的服務復用(Service Composition)問題提供了一種便捷的手段。同時，本文也研究了OSGi中的服務依賴關系、服務部署及服務緩沖管理等問題，以此為基礎擴展了OSGi。