基于语义和访问策略的协同模型研究

论文摘要

大规模并行与分布式系统的出现开拓了软件技术的应用前景,当前很多应用程序都利用并行与分布系统所提供的强大的计算能力以缩短其周转时间。要开发大规模并行与分布式系统的全部潜能,必须要处理系统中大量并发的活动体的协同过程。以Linda为代表的基于共享数据空间的协同模型和协同语言具有时间解耦、空间解耦和引用解耦的特点,为大规模并行与分布式系统的设计与发展提供了一种新方法,体现了大规模程序设计的发展趋势,适应了像Internet这样开放、动态、真分布的计算环境中的软件应用需求,在现实应用中具有重要的意义,已逐渐成为软件技术研究的重点。但是,现有的大多协同模型普遍存在一些问题:一是缺乏语义信息,交互的实体之间无法理解彼此的含义,影响了协同模型在开放的分布式系统中的进一步应用;二是对信息的访问控制问题,主要采用规则的方式来实现对信息的访问控制。针对上述问题,本文的主要工作是以多Agent系统为应用背景,研究有关Agent协同模型的问题,提出一种基于语义和访问策略的协同模型。具体工作包括如下几个方面:（1）具有语义信息的协同模型将语义Web技术中的OWL DL和规则引入到Linda中,提出一种具有语义信息的协同模型。在该模型中,使用OWL DL描述语义信息,采用本体表示元组空间,并根据该本体图分析具有语义信息的元组空间中将会出现的新的元组类型,进而提出一组可以对这种新类型的元组进行操作的协同原语及其相应的匹配机制。（2）访问控制策略采用基于策略的方式实现客户对元组空间行为的控制,该访问策略使用本体+规则的方式描述,具体包括:①使用语义Web技术中的OWL定义了一个适用于Linda模型的访问策略语言,②解决了访问策略规则在元组空间中的表示、协同操作和匹配问题,③提出一个用于访问策略推理的运算法则用于决定Agent是否有权执行某个具体的协同操作。（3）协同模型原型系统实现基于上述两个方面的内容,对本文提出的基于语义和访问策略的协同模型AccSTuple作了部分实现,详细讲述系统执行过程,并结合一实例,阐述访问策略的应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状及存在问题
• 1.3 解决方案和本文的工作
• 1.4 本文的组织结构
• 2 相关工作
• 2.1 引言
• 2.2 协同的定义
• 2.3 协同分类
• 2.3.1 主观协同
• 2.3.2 客观协同
• 2.4 协同模型和协同语言
• 2.5 协同模型的分类
• 2.5.1 控制驱动协同模型
• 2.5.2 数据驱动协同模型
• 2.5.3 基于元组空间的Linda 协同模型
• 2.6 本章小结
• 3 基于语义和访问策略的协同模型ACCSTUPLE
• 3.1 引言
• 3.2 相关知识
• 3.2.1 语义Web
• 3.2.2 本体
• 3.2.3 XML
• 3.2.4 RDF
• 3.2.5 RDF Schema
• 3.2.6 OWL
• 3.2.7 访问控制策略
• 3.3 基于语义和访问策略的协同模型ACCSTUPLE
• 3.3.1 AccSTuple 概念模型
• 3.3.2 AccSTuple 的扩展
• 3.4 相关工作比较
• 3.5 本章小结
• 4 ACCSTUPLE 中的协同原语和匹配机制
• 4.1 引言
• 4.2 ACCSTUPLE 元组类型
• 4.2.1 空节点
• 4.2.2 集合
• 4.3 ACCSTUPLE 协同原语
• 4.3.1 OWL 元组协同原语
• 4.3.2 访问策略协同原语
• 4.4 ACCSTUPLE 匹配机制
• 4.4.1 基于OWL DL 语法的匹配
• 4.4.2 基于OWL DL 语义的匹配
• 4.5 ACCSTUPLE 本体
• 4.5.1 AccSTuple 本体图
• 4.5.2 OWL 信息的表示
• 4.5.3 协同操作的表示
• 4.6 访问策略
• 4.6.1 访问策略本体
• 4.6.2 访问策略推理算法
• 4.7 相关工作比较
• 4.8 本章小结
• 5 ACCSTUPLE 原型系统实现
• 5.1 引言
• 5.2 ACCSTUPLE 工作执行流程
• 5.3 协同操作的实现
• 5.3.1 写操作
• 5.3.2 读操作
• 5.3.3 依据元组ID 的查询
• 5.3.4 信息视图
• 5.3.5 数据视图
• 5.4 开发平台
• 5.4.1 JADE
• 5.4.2 Jena
• 5.4.3 Racer
• 5.5 访问策略应用分析
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 进一步工作展
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表（录用）论文及参加科研项目