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面向网络计算的移动智能体研究与实现

【摘要】: 计算机科学的研究与发展,已经进入了一个网络的时代。网络计算(Network Computing)也已成为一项关键性的主流技术和一种重要的计算范型。作为其中的重要分支,移动计算目前倍受关注。主要有两类计算关心移动特性——Mobile Computing和Mobile Computation,前者关心在基于无线网络的移动设备(如Notebook和PDA等)上进行的计算;而后者关心基于网络的移动程序。本文所研究的移动智能体技术属于后者。 随着应用的不断深入,网络规模的不断扩大,传统的系统开发与维护模式已越来越难以适应发展的需求。为了获得一个开放的、可扩展的、可定制的、高可用的网络计算环境,人们从不同角度展开了对分布式计算的研究。移动智能体技术就是在这一背景下涌现出来的新课题,得到了计算机软件工程、计算机并发理论、分布对象技术、网络计算环境等诸多领域研究人员的广泛关注。 本文的工作即围绕移动智能体的方方面面深入展开,主要探讨了以下五个问题: ● 什么是移动智能体与移动智能系统(What is Mobile Agent?) 文中分析了移动智能体的本质特性,通过形式化方法认识了移动智能体的核心属性与行为模式,给出了移动智能体的计算模型与生命周期模型,并进一步澄清了移动智能体系统的基本组成。这部分内容为展开对移动智能体的深入研究奠定了基础。 ● 为什么要引入移动智能体(Why do we want Mobile Agent?) 即移动智能体的效用问题。这是自移动智能体技术面世以来,研究人员问得最多的问题之一。针对现有研究的不足,本文对移动智能体的效用作了深入地探讨,认为移动智能体并非一个全新的、替代性的计算模式,而是对当前网络计算模式的一个有益的补充与归纳。其优势在于提供了一个网络时代的通用计算框架,使得基于信息的分布式系统可以被简单地、有效地建模与实现,并利用智能体的迁移为分布式应用带来一些新的特性,如系统配置的灵活性或应用性能的改善。文中除了定性的分析,还特别地给出了一个分布式应用的性能模型,通过实验模拟定量地说明了移动智能体的效用。 ● 移动智能体的形式化理论研究(How to formalize and describe Mobile Agent?) 为了保证分布式系统的可靠性与可用性,就需要有相应的理论指导,以及与之对应的严格的形式化开发方法和工具的支持。本文以并发理论为研究的起点,通过对Polyadic π演算的变种与扩充,得到了一个异步的、高阶的π演算 国防科学技术大学研究生院学位论文 (AH孔演算),用它作为移动智能体系统的形式化基础,可以直接描述智能体 的通讯、移动和交互等特性。在此基础上,本文还给出了一个简单的AH二演算 的类型系统,使得对移动智能体系统中资源存取限制的形式化推导成为可能, 其中的突出之处是引入了可递归类型。 .移动智能体支撑系统的实现问题(How to produee the running environxnent允r Mobile Agent?) 本文在这部分给出了移动智能体支撑系统的基本体系结构,介绍了一种基 于Java的移动智能体系统实现—Aglets。然后,讨论了移动智能体编程语言 的选择标准,并具体分析了Java语言作为一种移动智能体编程语言的优缺点, 此外,还介绍了主流移动智能体系统之间的基于CORBA的标准化进程。又创 造性地研究了由于智能体的自主移动所产生的可靠通讯问题,提出了一个用于 移动智能体位置管理与可靠通信的新算法,它能保证在智能体的移动行为不可 预测的情况下,可靠地完成信息传递,并承诺信息传递的exactly一。nce语义。 .如何应用移动智能体技术(How to use Mobile Agent?) 应用的研究是移动智能体技术不断发展和成熟的关键,本文结合当前的主 流应用与移动智能体的本质特性,分别提出了一个基于CORBA和移动智能体 的分布式网管解决方案;一个基于移动智能体和工作流的电子商务解决方案; 一个基于移动智能体的个性化数据处理计算模型。并分别进行了相应的实验模 拟,以考证其可行性与先进性。 文章的最后总结了本文的主要研究成果,并概述了进一步的研究方向。

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