本文選題：ASBS系統(tǒng)　切入點(diǎn)：自適應(yīng)策略　出處：《東北大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：為了保證系統(tǒng)在開放動態(tài)的環(huán)境中持續(xù)穩(wěn)定高效的運(yùn)行,通過擴(kuò)展基于服務(wù)的軟件系統(tǒng)(Service Based Software system, SBS)的自適應(yīng)能力構(gòu)建自適應(yīng)的基于服務(wù)的軟件系統(tǒng)(Adaptive Service Based Software system, ASBS)是當(dāng)前分布式軟件系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。ASBS系統(tǒng)中自適應(yīng)行為大多采用了策略驅(qū)動的方式,面向環(huán)境狀態(tài)的自適應(yīng)策略評價方法作為系統(tǒng)自適應(yīng)策略設(shè)計的重要依據(jù),成為了當(dāng)前ASBS系統(tǒng)研究中的熱點(diǎn)。目前研究中對于軟件系統(tǒng)設(shè)計期的評價問題廣泛采用了基于模型的評價方法。然而,在面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價中,現(xiàn)有基于模型的評價方法面臨著諸多實(shí)際的問題。首先,現(xiàn)有研究大多忽略了Web服務(wù)所處環(huán)境對Web服務(wù)的影響,由此導(dǎo)致系統(tǒng)描述模型中缺乏對系統(tǒng)所處環(huán)境的描述；其次,ASBS系統(tǒng)在執(zhí)行過程中基于自適應(yīng)策略對系統(tǒng)本身進(jìn)行動態(tài)的調(diào)整,為系統(tǒng)行為的建模以及自適應(yīng)策略的評價帶來了巨大的挑戰(zhàn)；最后,現(xiàn)有研究中缺少有效的方法利用自適應(yīng)策略的評價協(xié)助ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略的設(shè)計。這些問題限制了現(xiàn)有評價方法在面向環(huán)境狀態(tài)ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價中的應(yīng)用。針對上述問題,為了實(shí)現(xiàn)對ASBS系統(tǒng)中自適應(yīng)策略的有效評價,本文進(jìn)行了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價方法研究。本文構(gòu)建了面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)描述模型,在Web服務(wù)非功能屬性與其所處環(huán)境之間建立關(guān)聯(lián),以此為基礎(chǔ)提出了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述模型；由系統(tǒng)業(yè)務(wù)行為與自適應(yīng)行為分離的角度出發(fā),提出了基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評價模型,給出了建模方法以及基于模型的自適應(yīng)策略評價方法；在自適應(yīng)策略評價方法的基礎(chǔ)上,研究了基于人工蜂群算法的自適應(yīng)策略推薦方法協(xié)助ASBS系統(tǒng)構(gòu)建過程中自適應(yīng)策略的設(shè)計。本文的主要貢獻(xiàn)包括：(1)面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)非功能屬性描述模型�？紤]不同環(huán)境狀態(tài)下Web服務(wù)非功能屬性的差異,利用基于Dirichlet過程模型的方法對Web服務(wù)所處環(huán)境的狀態(tài)進(jìn)行分析,提出了面向環(huán)境狀態(tài)的Web服務(wù)非功能屬性描述模型,給出了基于歷史監(jiān)測信息的模型參數(shù)估計方法,為面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。(2)面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述方法。給出了ASBS系統(tǒng)的定義以及面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述,隨后針對現(xiàn)有描述語言在ASBS系統(tǒng)描述方面的不足,對現(xiàn)有Web服務(wù)描述語言以及自適應(yīng)策略描述語言進(jìn)行了擴(kuò)展,分別提出了面向環(huán)境狀態(tài)ASBS系統(tǒng)的Web服務(wù)描述語言以及ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略描述語言,以解決面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)描述問題。(3)基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評價模型。針對ASBS系統(tǒng)動態(tài)性為系統(tǒng)行為建模帶來的問題,基于系統(tǒng)業(yè)務(wù)行為與自適應(yīng)行為分離建模的思想,提出了基于反射Petri網(wǎng)的ASBS系統(tǒng)評價模型,給出了模型的定義、結(jié)構(gòu)以及根據(jù)ASBS系統(tǒng)描述進(jìn)行評價模型構(gòu)建的方法。結(jié)合ASBS系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例,對評價模型的構(gòu)建方法進(jìn)行了說明。(4)面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價方法。在前章對ASBS系統(tǒng)行為建模的基礎(chǔ)上,從功能和非功能兩方面,研究了面向環(huán)境狀態(tài)的ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價方法。在定性分析方面,提出了ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略合理性的定義并給出判定定理以及驗證算法。在定量分析方面,以系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間以及平均開銷為例,給出了系統(tǒng)非功能屬性指標(biāo)的計算方法,并通過對比應(yīng)用自適應(yīng)策略前后系統(tǒng)平均響應(yīng)時間以及平均開銷差異對自適應(yīng)策略進(jìn)行定量的評價。通過實(shí)驗驗證了評價方法的有效性,為ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略設(shè)計提供了依據(jù)。(5)基于人工蜂群算法的自適應(yīng)策略推薦方法。針對ASBS系統(tǒng)執(zhí)行情況復(fù)雜,自適應(yīng)策略設(shè)計困難的問題,研究了利用歷史經(jīng)驗進(jìn)行推薦,協(xié)助自適應(yīng)策略設(shè)計的方法�；谌斯し淙核惴ǖ淖赃m應(yīng)策略推薦方法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)策略的推薦,依據(jù)自適應(yīng)策略中規(guī)則的相關(guān)性改進(jìn)了基本的人工蜂群算法。通過實(shí)驗,驗證了改進(jìn)的人工蜂群算法相對基本的人工蜂群算法在收斂速度以及結(jié)果質(zhì)量方面的改善。綜上所述,本文針對ASBS系統(tǒng)自適應(yīng)策略評價相關(guān)技術(shù)中亟待解決的幾個關(guān)鍵問題提出了有效的解決方案,對推進(jìn)ASBS系統(tǒng)的理論研究和實(shí)用化具有較高的理論價值和應(yīng)用價值。
[Abstract]:Adaptive Service Based Software System ( ASBS ) is an important development direction of the current distributed software system . The adaptive strategy evaluation method based on the service - based software system ( SBS ) is an important development direction of the current distributed software system .
Secondly , the ASBS system dynamically adjusts the system itself based on the adaptive strategy in the course of execution , which brings great challenge to the modeling of the system behavior and the evaluation of the adaptive strategy ;
Finally , the self - adaptation strategy of ASBS system is aided by the evaluation of adaptive strategy in the existing research . These problems limit the application of the existing evaluation method in the adaptive strategy evaluation of ASBS system . In order to realize the effective evaluation of the adaptive strategy in ASBS system , this paper studies the self - adaptation strategy evaluation method of ASBS system oriented to environment .
In this paper , an ASBS system evaluation model based on a reflective Petri net is proposed from the viewpoint of the separation of the system traffic behavior and the adaptive behavior , and the modeling method and the self - adaptive strategy evaluation method based on the model are presented .
On the basis of adaptive strategy evaluation method , this paper studies the design of adaptive strategy for ASBS system based on artificial swarm algorithm .

【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.09;TP18
，

本文編號：1672246