普适计算环境下基于构件化中间件的上下文管理技术研究

上下文相关技术已经成为普适计算环境中用于应用服务的不可或缺的核心技术之一。对于基于构件的中间件来说,对高性能的上下文管理的需求更是必不可少,因为它构成了普适计算环境中构件适配和部署的重要基础。因此,在已有构件中间件的基础上,我们针对普适计算环境的特点提出了一种整体的上下文管理方法,将上下文管理集成在已有的构件化中间件中。应用表明,该方法能够更好地支持普适计算环境下上下文相关的构件化应用开发。     

普适环境中面向推理的上下文缓存置换算法

上下文缓存是减少上下文信息访问开销、降低信息传输数量、缓解连接中断引起的程序不可用性的有效途径.面向推理的上下文缓存置换算法CORA的目标是使上下文缓存达到较高命中率,有效节省普适计算中传输上下文的开销.CORA采用状态空间对低级上下文到高级上下文的推理进行建模,对各种上下文推理方法具有普遍适用性.CORA算法分为两个部分：1)在缓存端,该算法计算低级上下文的访问概率和预计失效时间,获得数据的缓存价值,作为上下文缓存置换的依据,以提高缓存的命中率;2)在传感器端设置相应的可变化范围,当传感器读数超出该范围时,主动更新缓存,以保证缓存数据的一致性.模拟实验将CORA和经典的缓存置换算法LRU进行对比,分别通过改变缓存容量、对上下文访问概率的不均匀程度和上下文更新访问比来考察两种算法的命中率,结果显示,当缓存容量相对上下文总数较小、访问概率分布较不均匀、更新访问比较高的情况下,CORA的命中率大大高于LRU.由此证明,CORA更适用于较为动态的普适计算环境.     

基于Agent和XML的普适计算上下文集成框架

普适计算是一种新的计算模式,目的是根据用户需要提供随时随地的服务。为实现这种服务,需要多种设备和软件平台的参与,而这些设备和平台提供的上下文往往是异构且冗余的,不利于上下文信息的访问。设计一个集成框架,以解决以上问题。方法是利用Agent采集底层上下文信息,并将其转换成各种应用程序或中间件能够理解的格式,屏蔽数据异构。在高层,采用Agent技术,并使用XML作为移动Agent通信语言,实现上下文信息的交流,完成上下文的高层集成,解除平台异构,从而简化应用程序的设计,更有效地支持普适服务。     

普适计算环境中基于上下文的使用控制模型

使用控制模型可以解决普适计算环境中访问控制的动态授权问题,但该模型没有考虑上下文信息。为此,提出一种普适计算环境中基于上下文的使用控制模型。在使用决策因素中增加上下文信息,包括时间、位置和环境因素,采用行为时态逻辑定义模型的核心规则集。以基于普适计算的智能教室为实例进行分析,证明该模型在普适计算环境中的有效性。     

一种基于上下文的中文信息检索查询扩展

在中文信息检索的研究和实践中,由于查询中所使用的词可能与文件集中使用的词不匹配而导致一些相关的文件不能被成功地检索出来,这是影响检索效果的一个很关键的问题。查询扩展可以在一定程度上解决这种词的不匹配现象,然而,实验表明,通常简单的查询扩展并不能稳定地提高中文信息检索的检索效果。本论文中提出并实现了一种基于上下文的查询扩展方法,可以根据查询的上下文对扩展词进行选择,是一种相对“智能”的查询扩展方法。在TREC - 9 中文信息检索测试集上进行的实验表明,相对于通常简单的查询扩展,基于上下文的查询扩展方法取得了具有统计意义提高的检索效果。     

基于情境感知的服务系统

The paper gives an overview of a recently started research project addressing the question: Can context be exploited to add value to IT-services? Beyond today's way-finding services based on GPS and maps, we believe there is a new class of context-aware pervasive services making good use of a broad range of context information (e.g. identity, time of day, temperature, history as well as relative location of friends and belongings). Last but not least we believe one can find ways of adding value to IT-services by using disembodied conversational agents based on voice, sounds and visual signals integrated into the environment, instead of being guided by explicit directions shown on a display. The project aims at giving both new fundamental insight about the theory behind IT-services, their architecture and user interfaces and at building a number of prototypes demonstrating innovative context-aware pervasive IT-services.     

分布式电子政务系统数据一致性控制技术

采用乐观复制方法,提出一种新的基于结构序列的政务信息数据一致性控制技术,建立分布式数据存储机制,并定义政务信息数据和结构序列的记录方式。该方法以较小的通信、存储开销有效地支持分布式电子政务系统中的数据更新和一致性控制。     

普适计算中基于上下文触发的事务模型

详细分析了 Stanford大学提出的 ROME上下文事务触发模型 ,指出了其运用于普适计算中的不足 .针对其不足 ,提出了新的触发模型 - CTMPC,并对其结构和功能进行了阐述 ,新的模型可以支持更多种类的上下文、异构的上下文感知器 ,同时为用户提供了方便易行的定制方法     

普适计算环境中上下文模型的建立

普适计算作为第三代计算方式已经成为科学研究的前沿,上下文作为普适计算中最为重要研究方向之一,对普适计算的研究和发展有着大力地推动作用.就建立普适计算环境上下文模型进行了分析和讨论,对上下文的数据和通信方式也进行了分析,为上下文的实际应用提供一些理论基础准备.     

协调决策形式背景下概念格的属性约简

概念格是知识处理与分析中的一个有力工具,对它进行约简可以提高效率简化问题。该文在协调决策形式背景下给出了协调集及属性特征的判定定理,并在此基础上得到了一种求属性约简的方法。     

形式背景的交约简

从拓扑的角度研究形式背景的属性约简问题。对于非决策形式背景,提出基于集合交集的属性约简的新的定义,并得出了交协调集的判定定理,证明了交协调集与概念格协调集是等价的;最后,讨论了带有决策的形式背景的属性约简问题。     

普适计算中多通道交互建模研究

计算机处理速度和性能的迅猛提高并没有相应提高用户使用计算机交互的能力,其中一个重要原因就是缺少一个与之相适应的高效、自然的人机交互界面.普适计算的发展为人们提供了一个无处不在的获取服务的环境,而多通道用户界面允许用户使用自然的交互方式,如语音、手势、表情等在此环境中与系统进行协同工作,改变了传统交互手段的局限性.重点讨论了基于笔和语音的多通道交互,给出了普适环境中对多通道交互建模的框架,进一步研究了在图形信息应用中的多通道交互实例,论证了创建自然多通道交互方式的优势.     

图计算中基于一致性约束条件的迭代模型研究

迭代计算是数值计算中有效的逼近方式,能够拟合多种计算模型.在大数据分析领域尤其是图计算中,迭代计算能够抽象描述大部分图算法,对结构化数据挖据和关联分析至关重要.随着数据规模的增长,很多精确算法的时空复杂度已经难以满足现实需求,迭代计算的算法越来越丰富.并行迭代是图计算的主要实现形式,已有的图并行策略大多数是同步模型,少量异步模型,对于一致性约束条件下的迭代研究较少.研究内容重点关注图计算模型中迭代执行技术,分析了同步迭代和异步迭代的适用性,以及不同一致性下的异步迭代方式,针对已有异步迭代方式的不足提出了自适应的弱一致异步执行模型,并进行了验证性实验.实验证明：该模型能有效提高部分图算法的执行效率,尤其是收敛速度和效果.     

普适计算环境中基于群组特性的业务流程管理

局限于桌面设备的交互模式是制约业务流程管理在普适计算环境中广泛应用的主要因素.此外,日趋复杂和灵活的群组活动已成为当前企业业务流程的一个突出特点.传统的工作流管理系统从建模到运行对以上特性难以提供有效的支持.对通用工作流模型的表达能力和工作流运行机制进行扩展,设计并实现了一个具备用户多通道交互能力、支持多种群组协同活动的工作流管理系统.介绍了多通道交互的设计原理和针对群组活动的建模方法和运行机制,然后对应用中的一些结果和发现进行了讨论.     

云计算环境下支持复杂查询的多维数据索引机制

针对云计算环境下分布式存储系统的数据索引不支持复杂查询的问题,提出了一种多维数据索引机制M-Index,采用金字塔技术(pyramid-technique)将数据的多维元数据描述成一维索引,在此基础上首次提出前缀二叉树(prefix binary tree,PBT)的概念,通过提取一维索引和PBT有效节点的前缀作为数据在存储系统中的主键.数据根据主键和一致性Hash机制发布到存储节点组成的覆盖网络.设计了基于M-Index的数据查询算法,将复杂查询请求转换成一维查询键值,有效支持多维查询和区间查询等复杂查询模式.理论分析和实验表明,M-Index在复杂查询模式下具有良好的查询效率和负载均衡.     

KMS中的基于知识背景树的知识检索问题

根据知识管理的思想,提出了一个基于知识背景、知识内容和知识外形的知识仓库模式,并利用知识建模语言CML对该知识仓库模式进行详细设计。针对知识背景是树结构的情形,结合树匹配的思想,设计5种知识检索匹配类型,讨论了匹配类型与知识查准率之间的关系。     

一种面向普适计算的自适应软件平台的设计与实现

普适计算的适应性特征带来了有必要在软件平台层面解决的一系列共性问题,包括如何定义所支持的自适应软件体系结构、如何为上层应用的自适应提供必要的公共服务、如何使平台自身可以适应多维资源受限环境等。针对这些挑战,提出了对普适计算设备/资源进行适应性抽象的自主单元的概念,在此基础上给出了面向普适计算的自适应软件平台UbiStar的系统架构及其核心机制的设计与实现,并对UbiStar平台对适应性软件所提供的支持机制进行了概括,最后对相关工作进行了分析与比较。     

基于Agent和XML的普适计算上下文集成框架

普适计算是一种新的计算模式,目的是根据用户需要提供随时随地的服务.为实现这种服务,需要多种设备和软件平台的参与,而这些设备和平台提供的上下文往往是异构且冗余的,不利于上下文信息的访问.设计一个集成框架,以解决以上问题.方法是利用Agent采集底层上下文信息,并将其转换成各种应用程序或中间件能够理解的格式,屏蔽数据异构.在高层,采用Agent技术,并使用XML作为移动Agent通信语言,实现上下文信息的交流,完成上下文的高层集成,解除平台异构,从而简化应用程序的设计,更有效地支持普适服务.     

分布式系统中异地数据库的数据一致性维护

大型分布式系统通常需要在异地的数据库中存储同一数据的不同副本,不同副本之间需要维护数据的一致性。文章讨论了维护数据一致性的两种方法:消息队列法和复制控制法,并分别介绍了使用IBMMQSeries消息队列和MicrosoftSQLServer复制机制来维护数据一致的实现过程,对比分析了二者在实际应用中各自的特点,以及在理论上的技术差异。     

普适计算中基于上下文信息的缓存管理算法

普适计算的一个常见的难题是断连操作,而移动设备在断连状态下对数据进行操作又是必要的.为了支持断连操作,需要在移动客户端上进行数据缓存.数据收集的目的是在断连前把用户将来可能访问的数据预先存储到本地缓存,因此收集过程的结果将对断连操作的性能产生重大影响.目前针对断连操作的数据收集算法,对缓存命中都有一定效果,为了进一步提高缓存命中率,本文根据上下文信息进行数据收集算法;然后在访问数据时同步建立数据之间的关联,并在数据关联的基础上自动选择要收集的数据集;最后将结果按缓存驻留时间和访问次数进行缓存替换.模拟试验结果表明,此算法对于存储容量小的手持移动设备可以有效地提高断连操作时的缓存命中率,可以更好的支持移动设备的断连操作.