基于策略的软件自适应机制研究与实现

论文摘要

个人计算与网络计算的最新发展与相互融合催生了普适计算时代的到来。普适计算软件需要感知运行环境的变化并进行相应的调节,以实现普适计算的适应性。普适计算软件自适应存在以下两类共性问题:一方面,软件需要能够以一致的方式感知高度融合的物理空间与信息空间中的环境状态;另一方面,普适计算软件复杂度增加,需要将灵活的自适应机制以软件基础设施方式沉淀下来,从而提高软件开发效率、降低开发成本。针对以上问题,本文在对普适计算环境下的物理空间和信息空间上下文一致化建模的基础上,提出了基于策略的软件自适应模型,设计了基于XML的策略语言及相应的策略引擎,并将该策略语言及策略引擎集成到普适计算软件平台StarUAP中。本文的主要工作包括以下几方面:(1)研究和分析了现有的普适计算软件自适应相关的技术。分析表明,这些技术在支持普适计算环境一致性描述及自适应机制可重用性方面存在不足。(2)提出了基于策略的自适应模型。该模型采用分层设计的思想,由底至上分为上下文层、策略表示层和自适应层。对上下文层及策略表示层进行形式化定义,并对模型进行分析。(3)基于自适应模型,设计了基于XML的策略语言,采用反射技术设计和实现了相应的策略引擎,并将该引擎集成到StarUAP中,通过解释执行策略为应用提供了通用的自适应能力。(4)给出了StarUAP平台中通过定制策略实现软件运行时自适应能力的方法步骤,并通过应用实例验证了基于策略的自适应模型的可行性与有效性。应用验证表明,采用基于策略的自适应模型可以极大的增强软件在普适计算环境中的自适应能力,提高普适计算自适应软件的开发效率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 普适计算
• 1.1.2 自适应软件
• 1.2 研究现状
• 1.3 面临的挑战
• 1.4 本文的工作
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 普适计算软件自适应相关技术分析
• 2.1 上下文感知技术
• 2.1.1 上下文建模
• 2.1.2 上下文获取
• 2.1.3 上下文访问接口
• 2.2 软件自适应策略
• 2.3 自适应软件的实现技术
• 2.4 小结
• 第三章 基于策略的自适应模型
• 3.1 上下文层
• 3.2 策略表示层
• 3.2.1 策略表示
• 3.2.2 策略定制模式
• 3.3 自适应层
• 3.3.1 自适应架构
• 3.3.2 上下文驱动的自适应机制
• 3.4 模型分析
• 3.5 小结
• 第四章 基于XML的自适应策略
• 4.1 XML语言简介
• 4.2 自适应策略语法
• 4.3 基于XML的策略描述
• 4.4 自适应策略的解析
• 4.5 小结
• 第五章 策略引擎的设计与实现
• 5.1 自主单元介绍
• 5.2 策略引擎设计
• 5.2.1 策略引擎内部模块设计
• 5.2.2 策略引擎的运行机制
• 5.3 策略引擎的实现
• 5.4 应用与原型验证
• 5.4.1 相关概念
• 5.4.2 定制自适应策略
• 5.4.3 火警应用示例
• 5.5 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 作者在学期间参与的科研项目