普适计算环境下实体发现机制的研究与实现

论文摘要

普适计算强调人与计算环境的紧密联系,具备泛在性、便捷性、适应性特点。要在泛在的普适计算基础设施之上为用户提供便捷的应用模式,空间内的软硬件实体必须有能力自主发现、配置和交互。作为普适计算环境重要的支撑技术,实体发现机制通过动态维护一定空间范围内的实体视图,使得上述设想成为可能。实体发现是传统服务发现技术在普适计算环境下的扩展。在企业、Internet等分布计算环境中,服务发现的对象仅限于由系统管理者静态配置和维护的特定软件实体,而普适计算环境泛在性和便捷性特点使得包括硬件设备在内的所有资源都必需纳入被发现的范畴,且这些资源很难事先预知并在运行时动态变化。这一区别使得实体发现技术面临了新的挑战,例如高度异构实体的描述、快速实体匹配的实施、海量信息的组织以及动态环境下信息可用性的确保等。其中实体描述方式以及实体匹配方法是影响实体发现机制性能的关键,也是本文将着重研究的内容。本文针对上述问题,研究了现有的实体发现技术以及典型的实体发现系统,提出了一个适用于普适计算环境的实体查找方法,并基于该查找方法设计并实现了一个实体发现系统。本文主要工作成果包括以下几方面:(1)在实体描述方面,将现有语法级和语义级描述方式相结合,提出一种合理的实体描述方式,能较好的表现一个实体所能提供的功能以及拥有的各种属性,有利于实体发现机制实现快速实体匹配,帮助用户通过多种方式进行实体的查询。(2)在实体匹配方面,提出了一种基于概念分层的实体查找方法,充分利用了描述逻辑在概念分层中的优势以过滤出满足类型需求的实体,实现了有针对性对部分实体信息进行属性匹配。(3)基于上述实体描述方式以及实体匹配方法,提出一个实体发现系统的具体方案,其设计考虑并解决了实体发现机制面临的其它挑战,并实现原型系统StarEDS。(4)对StarEDS的性能进行了全面的测试。测试表明StarEDS系统具有较好的查准率以及较高的查询效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 普适计算的特点
• 1.1.2 普适计算环境中的实体发现
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 Gaia的发现机制
• 1.2.2 JXTA的发现机制
• 1.2.3 UPnP
• 1.2.4 Jini
• 1.2.5 小结
• 1.3 面临的挑战
• 1.4 本文研究内容
• 1.5 论文结构
• 第二章 相关工作
• 2.1 实体描述和实体匹配方法
• 2.1.1 语法级实体发现
• 2.1.2 语义级实体发现
• 2.1.3 小结
• 2.2 其它关键技术
• 2.2.1 信息组织模型
• 2.2.2 管理对象
• 2.2.3 通信方式
• 2.2.4 注册/查询方式
• 2.2.5 实体的使用
• 2.3 关键技术的使用
• 2.4 小结
• 第三章 基于概念分层的实体查找方法
• 3.1 基于描述逻辑的DL推理机
• 3.1.1 ALC
• 3.1.2 DL推理机的实现及功能
• 3.2 基于类型的实体描述
• 3.3 实体查找算法
• 3.3.1 实体类型筛选
• 3.3.2 基于实体类型的属性匹配
• 3.4 方法评价
• 3.4.1 优点
• 3.4.2 缺点
• 3.4.3 与已有实体查找方法的比较
• 3.5 小结
• 第四章 系统设计与实现
• 4.1 系统设计原则
• 4.1.1 基于目录的信息组织模型
• 4.1.2 隐式注册方式
• 4.1.3 实体信息的一致性维护
• 4.1.4 基于订阅的实体查询
• 4.1.5 基于活跃信息的实体使用
• 4.2 基于CORBA的系统开发
• 4.3 系统高层体系结构
• 4.4 功能模块的设计与实现
• 4.4.1 接口模块
• 4.4.2 注册模块
• 4.4.3 查找/匹配模块
• 4.4.4 订阅检查线程
• 4.4.5 更新模块
• 4.4.6 存在感知线程
• 4.4.7 数据库模块
• 4.5 实验验证
• 4.5.1 性能测试
• 4.5.2 系统应用
• 4.6 小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目