面向普適計算的自適應(yīng)中間件模型與方法研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，21世紀(jì)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(shè)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(jīng)融入到人們的生活中并為用戶提供智能化的服務(wù)和便利。 普適計算固有的內(nèi)在復(fù)雜性對當(dāng)前的基礎(chǔ)軟件設(shè)施提出了全新的挑戰(zhàn)，迫切需要一種具有自適應(yīng)能力的中間件基礎(chǔ)設(shè)施。普適計算要求中間件能夠根據(jù)系統(tǒng)

2、內(nèi)部運行情況和外部上下文狀態(tài)的變化進行組成結(jié)構(gòu)和行為功能的自主調(diào)整和重新配置，為上層普適應(yīng)用提供自適應(yīng)的服務(wù)。當(dāng)前，在面向普適計算的自適應(yīng)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(yīng)中間件模型問題；二是基于構(gòu)件的自適應(yīng)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(gòu)件的中間件在設(shè)

3、計部署和運行階段如何實現(xiàn)自適應(yīng)的方法難點，為普適計算應(yīng)用提供自適應(yīng)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(yīng)中間件模型SCUD。該模型包括了符合CCM規(guī)范的自適應(yīng)實體——自適應(yīng)構(gòu)件和自適應(yīng)智能體；具有集成AOP和反射的自適應(yīng)中間件內(nèi)省機制；具有基于上下文感知的自適應(yīng)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(yīng)語義規(guī)范CMAS，用于保證中間件實現(xiàn)自適應(yīng)的正確安全。 2)提出了SCUD

4、自適應(yīng)構(gòu)件分配方法，實現(xiàn)了構(gòu)件裝配部署階段的靜態(tài)可配置中間件自適應(yīng)。該分配方法使用在自適應(yīng)中間件的構(gòu)件裝配部署階段，在中間件自適應(yīng)語義規(guī)范CMAS的指導(dǎo)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(yīng)構(gòu)件之間的依賴關(guān)系以及自適應(yīng)構(gòu)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(yīng)。 3)提出了SCUD自適應(yīng)構(gòu)件組合方法，實現(xiàn)了構(gòu)件運行階段的動態(tài)雙向中間件自適應(yīng)。該組

5、合方法使用在自適應(yīng)中間件的構(gòu)件運行階段，在中間件自適應(yīng)語義規(guī)范CMAS的指導(dǎo)下充分考慮普適計算環(huán)境中的自適應(yīng)構(gòu)件組合必須遵守的原則：不中斷當(dāng)前自適應(yīng)構(gòu)件間的事件通信和接口調(diào)用；不破壞其它自適應(yīng)構(gòu)件之間的依賴關(guān)系；保證該構(gòu)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(yīng)。 4)實現(xiàn)了基于SCUD模型及其自適應(yīng)構(gòu)件分配、組合方法的自適應(yīng)中間件SCUDWare。我們以汽車空間作為普適計算