基于自适应软件体系结构的生物网络平台的研究

论文摘要

随着网络应用需求日益朝着高性能、大规模、多样性的方向发展,对Internet网络提出了更高的分布式要求:需要这种以用户为中心的网络具有自扩充性、可移动性、可生存性、简单易操作性、以及随着用户和网络环境的长期和短期变化的自适应性等特点,因此有必要进一步优化Internet网络体系结构,并设计其应用。 生物信息系统可看成一个分布式自治系统,且能提供给科学和工程领域各种富有成效的技术和方法。在生物世界中,像人类社会、蜂群、生物免疫系统这样的大规模系统已形成许多重要的原理和机理正好可以满足以上对Internet的未来需求。 为更好地研究生物网络结构,论文首先介绍了原有的生物网络计算模型,包括生物网络平台(由生物实体Context、各种网络服务和生物网络容器组成)和生物实体等。 基于自适应软件体系结构理论,我们给出了从理论上构建生物网络平台的设计思想和实现方式,同时提出的通信架构也给分布式网络组件对象调用的实现提供了一种新的思路。生物网络平台上的组件通过发送“消息”来通信,我们研究了生物实体之间、生物实体与超级实体之间、以及超级实体之间的通信模型,以使生物网络能更灵活的通信,方便用户构造出丰富的网络应用。 基于免疫系统的一些相关原理和机理,在已有的基于移动Agent技术的生物网络计算模型基础上,增加生物调度实体的概念,利用调度实体来指导生物实体的移动,以期获得生物网络的负载平衡。调度实体的构建完善了生物网络结构的总体框架,使生物网络架构更好地满足未来Internet的自适应性需求。 为使生物网络能够更好地提供服务,我们提出了一种基于免疫遗传算法的生物网络资源优化利用的算法,该算法以网络负载平衡为优化目标,使实体相对均衡地提供服务,达到合理利用生物网络资源,增强其自适应性的目的。仿真实验结果也验证了方法的有效性。 生物网络的服务和应用是通过多Agent之间的相互协作,动态地选择Agent所提

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 人工免疫系统
• 1.2.2 生物免疫系统的突现计算
• 1.2.3 Agent技术
• 1.3 论文研究目标及创新点
• 1.4 本文的组织
• 第二章 生物网络模型的总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 生物网络模型的框架设计
• 2.3 生物网络的重要组成部分
• 2.3.1 生物实体
• 2.3.1.1 生物实体的行为
• 2.3.1.2 生物实体的表示与实现
• 2.3.1.3 生物实体的多样性产生
• 2.3.1.4 生物实体间的服务提供
• 2.3.1.5 超级实体的形成和特性
• 2.3.2 生物网络平台
• 2.3.2.1 生物实体Context
• 2.3.2.2 生物实体容器
• 2.3.2.3 生物网络服务
• 2.4 小结
• 第三章 基于自适应软件体系结构的生物网络模型
• 3.1 引言
• 3.2 自适应软件体系结构
• 3.2.1 自适应软件体系结构理论
• 3.2.2 自适应软件体系结构的描述
• 3.2.3 自适应软件体系结构的实现
• 3.3 自适应软件体系结构中的通信系统
• 3.4 生物网络模型的通信实现
• 3.4.1 生物实体间的通信模型
• 3.4.2 生物实体与超级实体间的通信模型
• 3.4.3 超级实体间的通信模型
• 3.5 小结
• 第四章 生物网络自适应性负载平衡的研究
• 4.1 引言
• 4.2 免疫遗传算法
• 4.2.1 与免疫遗传算法相关的生物机理
• 4.2.2 免疫遗传算法原理
• 4.3 生物网络的调度实体及其调度算法
• 4.3.1 调度实体结构
• 4.3.2 调度算法问题描述
• 4.4 基于免疫遗传操作的调度算法实现
• 4.4.1 编码操作
• 4.4.2 适应度函数
• 4.4.3 选择操作
• 4.4.4 亲和度计算
• 4.5 仿真试验
• 4.6 小结
• 第五章 多Agent协作的生物网络服务质量智能评估模型
• 5.1 引言
• 5.2 模糊神经网络
• 5.2.1 软计算方法
• 5.2.2 模糊神经网络
• 5.3 生物网络结构的整体服务质量
• 5.3.1 整体框架
• 5.3.2 生物网络服务质量
• 5.4 生物网络服务质量的智能评估模型
• 5.4.1 智能评估模型的建立
• 5.4.2 智能评估模型的优化设计
• 5.5 仿真试验
• 5.6 小结
• 第六章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间参加的项目和发表的论文