面向?qū)崟r任務(wù)求解的自治服務(wù)協(xié)同模型、形式語義及其驗(yàn)證.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了大量以分布式、開放性為特征的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)時任務(wù)求解是這些系統(tǒng)運(yùn)作過程中必須解決重要問題之一。服務(wù)計(jì)算(SOC)理論為實(shí)時任務(wù)求解提供了相對于傳統(tǒng)求解方式更加靈活、高效的解決方案，其主要方法是：通過自動化的服務(wù)組合過程提供求解方案，構(gòu)建一個由若干服務(wù)構(gòu)成的臨時聯(lián)合體，一旦用戶任務(wù)求解結(jié)束，這個臨時聯(lián)合體隨即解散。隨著實(shí)際應(yīng)用場景日益復(fù)雜，基于SOC的實(shí)時任務(wù)求解技術(shù)的不足已經(jīng)顯露。首先，實(shí)際應(yīng)用需求對實(shí)時任務(wù)求

2、解(RTS)的自動化程度要求越來越高。目前的SOC技術(shù)難以在自動化的精度和速度上取得較好的平衡，限制了RTS的實(shí)際應(yīng)用。其次，SOC的計(jì)算實(shí)體一方面由于缺乏理性和智能無法有效應(yīng)對動態(tài)變遷且不可預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用需求，另一方面需要一個總控機(jī)制擁有關(guān)于開放復(fù)雜系統(tǒng)的全局觀點(diǎn)以處理實(shí)時求解過程中的各種突發(fā)事件，迫使開放系統(tǒng)再次陷入封閉狀態(tài)。第三，需要對實(shí)時任務(wù)求解方案實(shí)施形式分析和驗(yàn)證，以保證能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的需求目標(biāo)。目前的驗(yàn)證方法局限于針對

3、底層的組合服務(wù)能否正確執(zhí)行和實(shí)現(xiàn)用戶既定目標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證。然而，這類驗(yàn)證即使成功，仍不能保證實(shí)時求解過程能夠正確執(zhí)行，同時無法處理任務(wù)求解參與者“逃逸”的問題。針對以上問題，本文做了以下研究工作。
　　 第一，研究了提高實(shí)時任務(wù)求解的自動化程度的手段，給出了分別從服務(wù)描述、服務(wù)發(fā)現(xiàn)和動態(tài)服務(wù)組合三方面提升性能的方法。在服務(wù)描述方面，提出從服務(wù)描述的應(yīng)用層、語義層、實(shí)現(xiàn)層對服務(wù)的語義逐層封裝的方法學(xué)，這三層具體為：基于本體建立服務(wù)語義

4、所需知識的獲取方法和過程、支持多屬性的服務(wù)能力描述模型和擴(kuò)展任務(wù)情景描述模式。并給出了針對服務(wù)描述應(yīng)用層設(shè)計(jì)的本體生成工具，該工具通過人機(jī)界面，以向?qū)е敢?wù)描述自動生成，將整個描述服務(wù)的過程高度自動化。在服務(wù)發(fā)現(xiàn)方面，提出將多重詞法散列與語義匹配相結(jié)合的服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制；該機(jī)制針對不同粒度子塊設(shè)計(jì)散列函數(shù)，在按子塊粒度遞增的多重散列過程中完成服務(wù)匹配，并基于子塊間的包容關(guān)系語義進(jìn)行散列沖突消解。在動態(tài)組合方面，基于上述服務(wù)發(fā)現(xiàn)機(jī)制建立的服

5、務(wù)庫，提出了基于DCWMG的動態(tài)服務(wù)組合算法?；贒CWMG的相關(guān)性質(zhì)，該算法將深度優(yōu)先與廣度優(yōu)先搜索相結(jié)合，利用反向邊識別和著色技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了具有線性復(fù)雜度的兩點(diǎn)間所有連通路徑查找；給出了算法復(fù)雜度分析，并將該算法與國際認(rèn)可的動態(tài)服務(wù)組合基準(zhǔn)測試方法在動態(tài)服務(wù)組合的性能方面做了比較。
　　 第二，研究了提升求解計(jì)算實(shí)體智能的方法。在已有工作基礎(chǔ)上，提出了基于社會承諾的外部調(diào)控機(jī)制內(nèi)化模型。該模型在Cohen與Levesque的心

6、智狀態(tài)模型基礎(chǔ)上引入承諾，并結(jié)合N.R.Jennings的基于承諾和約定的合作模型，實(shí)現(xiàn)了外部宏觀調(diào)控機(jī)制通過承諾的形式被轉(zhuǎn)化為智能計(jì)算實(shí)體內(nèi)部的信念、愿望、意圖元素，為計(jì)算實(shí)體接受并遵從應(yīng)用層宏觀指令提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)。
　　 第三，研究了實(shí)時任務(wù)求解過程的形式語義及其驗(yàn)證方法。針對基于承諾的協(xié)同工作模型，建立了粗粒度的ATCL邏輯。該邏輯通過引入承諾，將ATL的合作算子《》擴(kuò)展為《C：ζ：ω：Θ》，表示：組織C承諾當(dāng)條件ξ滿足時