面向新型网络化应用的自主服务机制研究

发布时间：2018-05-03 17:19

本文选题：新型网络化应用 + 软件自主服务机制　；参考：《东北大学》2014年博士论文

【摘要】：随着Internet的快速发展和广泛普及,面向互联网的软件应用和服务与人类的社会生活变得越发紧密。与此同时,软件的计算模式也正向着普适化、互联化、智能化、代理化和人性化的趋势发展,出现了动态、开放、难控、复杂、融合、交互的新特点。进入21世纪,在Internet技术的驱动下,新一代信息技术迅猛发展,特别是云计算、物联网、CPS、移动互联网等新兴计算领域的出现,彻底颠覆了软件的服务模式。以人为中心,围绕着人与人、人与物、物与物形成了无处不在的计算与智能信息服务,使更透彻的感知和度量、更全面的互联互通、更深入的智能成为可能,同时也产生了新型网络化应用的概念。从动态和开放的角度,软件是由多个软件实体构成,实体之间是相互独立的；从难控和复杂的角度,软件需要处理复杂的环境信息,能够在没有或很少人工干预的情况下,独立完成从感知到反馈的服务过程；从融合和交互的角度,一个软件实体的计算能力不能满足实现复杂领域任务的需求,软件实体之间需要以协作方式来完成服务目标。由此可见,在新型网络化应用环境下,软件需要改变原有的服务模式,能够在运行过程中主动调整自身结构、状态和行为,以适应动态变化的服务需求,形成自主服务过程,而自主服务机制也是新型网络化应用研究领域的核心问题之一目前,在新型网络化应用环境下,自主服务面临更多样的计算模式,更主动的运行机制,更开放的平台工具,更专业的应用领域,因此,对研究面向新型网络化应用的自主服务机制提出具体的挑战：(1)在新型网络化应用环境下,软件可以主动采集环境信息,根据推理分析结果来指导软件行为,这是一种面向领域的、具备自主思维特征的实用推理过程,所以软件决策模型的建立除了要遵循基本推理逻辑,还受到领域知识和思维决策规则影响。(2)在新型网络化应用环境下,不同软件实体在运行过程中是相互独立的,而领域任务需要多个软件实体通过协作来完成,并且协作过程受到领域任务的约束。在满足自主性的前提下,软件实体要具备领域任务的协作分析和协作选择的能力。(3)在新型网络化应用环境下,领域知识是共享的,不同软件实体在对相同知识的使用过程会产生不同的新知识,而新知识融合与使用过程需要多个软件实体通过多次、反复、无指导的主动学习来实现,并保证新旧知识的一致性。为了应对上述挑战,本文围绕自主服务模型建立及自主服务机制实现进行了深入的分析和研究,给出了论文的主要工作内容：(1)提出一种面向新型网络化应用的自主服务模型,在自主服务机制约束下,基于环境信息和领域知识自主选择服务行为,实现自主服务过程。(2)提出一种面向领域的软件自主决策机制,基于本体将领域知识,消息和服务信息等建模,设计了面向领域环境信息的思维决策模型DBDI,将环境信息转换成信念、愿望和意图集合,并利用信念-愿望-意图之间的决策推理关系获取软件行为。分析和实验表明,该机制在领域知识和规则的约束下,实现了软件自主思维决策过程。(3)提出一种领域任务驱动的自主协作机制,从任务参与者的角度提出了面向领域任务的协作效用计算函数,利用效用函数软件计算软件实体参与协作可能获得的任务收益,并根据协作效用最大化原则自主决定是否参与协作任务。分析和实验表明,该机制在任务效用最大化前提下,提高了软件参与任务协作的主动性。(4)提出一种面向领域共享知识的自主学习机制,根据领域知识内容和结构的特点,分别设计了知识冗余处理、知识冲突处理、知识定位、知识相似关联等方法,实现了软件对领域知识的自主更新演化。分析和实验表明,该机制解决了软件自主学习过程中新旧领域知识的一致性问题。(5)研发了面向健康领域的自主服务原型系统H-SASS,系统根据健康业务需求设置了多角色软件代理,代理可以根据用户信息、服务需求和领域知识完成决策推理、根据任务和自身状态动态建立协作,并对健康知识实现动态更新和维护,从实验分析的角度验证了自主决策机制、自主协作机制和自主学习机制的可行性。综上所述,本文以自主服务模型为基础,利用健康自主服务原型系统验证了三种自主服务机制的可行性,为软件在新型网络化应用环境下实现自主服务提供研究思路。
[Abstract]:With the rapid development and popularization of Internet , the Internet - oriented software applications and services become more and more closely related to the social life of human beings . At the same time , the computing model of the software is developing with the trend of popularization , interconnection , intelligence , agency and humanization .
From difficult and complex angles , the software needs to deal with complex environmental information , and can independently complete the service process from perception to feedback without or little manual intervention ;
In the new networked application environment , the software needs to change the original service mode , and it can adjust its structure , state and behavior in a new networked application environment . ( 3 ) In order to meet the above - mentioned challenges , this paper proposes a kind of autonomous learning mechanism for domain - oriented knowledge . ( 5 ) The self - service prototype system , H - SASS , has been developed in the field of health . The system has set up multi - role software agent according to the requirements of health service . The agent can establish cooperation based on user ' s information , service requirement and domain knowledge , and realize dynamic update and maintenance of health knowledge .

【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP393.09

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