基于智能主体的分布式构件库相关技术研究

论文摘要

构件技术是实现软件复用的有效途径，能大幅度提高软件的生产效率、降低软件开发和维护成本、提高软件质量，近年来成为软件工程界研究的热点之一。构件库是支持大量构件的描述、存储、管理和检索的构件复用基础设施。随着构件库相关技术的逐步成熟，我国科研机构和软件企业建立了一系列具有实用价值的构件库。传统的构件库是集中式的，将各种来源的所有构件集中在一台主机上，由一个构件库管理系统进行管理。随着各类机构建立的构件库逐渐增加，对共享可复用构件的愿望日益增强，同时不少软件企业日益重视构件的知识产权保护，因此对于在保持原有独立性的基础上整合相互分离的构件库的需求逐渐显露。这驱使我们寻求新的理论和技术，通过协调机制将分布、异构的构件库整合起来，形成一种分布式构件库，实现构件信息的共享，对外提供一个统一的逻辑视图和查询接口，方便用户通过公共网络寻找各个构件库内适合于复用目标的构件。本文从在社会学、人工智能和软件工程等领域已经作了深入研究的智能主体(Intelligent Agent)入手，采用Agent实现分布式异构构件库，并对其中的系统体系结构、Agent智能处理机制、分布式环境下的构件检索等进行了深入的研究，所开展的工作和取得的主要成果体现在以下几个方面：●提出了基于Agent的分布式构件库系统(ABDC)的体系结构。本文分析了分布式构件库的基本需求，采用抽象状态机的方法进行了架构分析和体系结构的概念设计，提出了系统的高层逻辑结构，并导出了细化的实现方案。该体系结构提供了一个能够整合分布的、异构的构件库的逻辑视图，从而避免了集中式构件库系统的建设代价以及中央服务器的重负荷。各成员构件库依然自行管理自身拥有的构件，能够获得比较高的安全保障。同时，由于Agent的自治性和智能性，这一基于Agent的集成方案是比较灵活和低耦合的，容易进行扩展。●提出了分布式构件库系统中的Agent的结构模型，设计了Agent通信机制和知识表达机制，通过Agent的功能以及Agent之间的协作实现分布式的构件检索。针对部分构件库中构件领域特征较强的情况，本文还提出了构件库的偏好(Preference)概念，以及基于逻辑编程方法的偏好知识表达和基于偏好的通告规则形式化框架。借助这一机制，Agent可以动态掌握构件库的偏好，主动将检索请求通告给相关构件库进行处理，从而缩短等待构件库来获取检索请求的时间。●提出了基于关联规则的自适应构件检索请求优化方法。本文将关联规则挖掘的理论和方法引入构件检索，通过对用户检索历史记录的挖掘来发现用户的潜在检索条件，从而智能地对新的检索请求进行补充，帮助用户完善不完整的检索请求，弥补普通用户对检索条件难以准确、完整说明的不足，提高检索请求的精确度和构件检索的效果。●提出了异质刻面方案的转换模型。通常不同的构件库拥有不同的刻面描述方案，用户检索条件中的刻面方案也可能与之不同。为解决刻面方案的异质性，本文借助树结构匹配的理论和方法，研究了不同构件库上刻面方案之间的转换机制，将刻面方案映射为树结构，用树结构的编辑操作对不同刻面方案之间的转换进行建模，使用户能够根据本地构件库刻面方案提出检索请求。通过原型系统，验证了上述方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的内容与贡献
• 1.3 论文结构
• 第二章 构件库技术概论
• 2.1 可复用软件构件
• 2.2 构件库
• 2.2.1 基本概念
• 2.2.2 构件的分类和描述问题
• 2.2.3 构件库相关研究
• 第三章 智能主体理论与分布式信息检索理论
• 3.1 智能主体（Intelligent Agent）
• 3.1.1 Agent理论
• 3.1.2 多Agent系统
• 3.2 分布式信息检索
• 3.2.1 分布式计算与分布式信息检索
• 3.2.2 分布式信息检索系统实例
• 3.2.3 分布式信息检索的借鉴
• 第四章 分布式构件库ABDC的体系结构
• 4.1 分布式构件库的设计需求
• 4.2 ASM设计
• 4.2.1 ASM基本概念
• 4.2.2 分布式构件库体系结构的ASM设计
• 4.3 全局设计
• 4.3.1 系统体系结构
• 4.3.2 系统协作机制
• 4.4 公告牌系统细化设计
• 4.4.1 共享构件信息发布区
• 4.4.2 构件检索请求发布区
• 4.4.3 构件检索结果反馈区
• 4.5 门户系统架构
• 第五章 Agent构造
• 5.1 Agent结构
• 5.2 Agent信念的表示
• 5.3 Agent的通信
• 5.3.1 Agent通信模型
• 5.3.2 RACL通信语言规范
• 5.4 构件库偏好（Preference）的管理
• 5.4.1 偏好的概念
• 5.4.2 MA知识库的表示
• 5.4.3 MA的设计
• 5.4.4 相关研究
• 第六章 分布式构件检索问题
• 6.1 构件检索问题综述
• 6.1.1 构件检索技术简介
• 6.1.2 基于刻面描述的构件检索
• 6.1.3 关联规则挖掘理论
• 6.1.3.1 关联规则的基本概念
• 6.1.3.2 挖掘频繁项集的Apriori算法
• 6.2 基于关联规则的自适应构件检索请求优化方法
• 6.2.1 带有用户反馈的自适应检索模型
• 6.2.2 基于关联规则挖掘的自适应学习算法
• 6.3 异质刻面描述方案的转换
• 6.3.1 树匹配的基本概念
• 6.3.2 刻面描述的树匹配模型
• 6.3.3 刻面树匹配代价的算法
• 第七章 ADCR原型系统
• 7.1 课题概况
• 7.2 ADCR原型系统
• 第八章 总结与展望
• 8.1 论文主要贡献
• 8.2 进一步的研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文