本文關(guān)鍵詞： 普適計(jì)算 上下文感知 上下文感知編程模式 面向動(dòng)作的上下文 形式化驗(yàn)證　出處：《南京大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：普適計(jì)算這一新型計(jì)算模式試圖將豐富的計(jì)算資源融入環(huán)境,對(duì)于用戶而言,計(jì)算是無處不在而又透明的。隨著軟硬件技術(shù)的發(fā)展,這一理念的實(shí)現(xiàn)成為了可能,相關(guān)領(lǐng)域的研究得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。這類研究的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)是上下文感知,這是普適計(jì)算系統(tǒng)所必須具備的能力之一。具體而言,上下文感知指計(jì)算系統(tǒng)可以感知環(huán)境,并基于環(huán)境進(jìn)行反應(yīng)。研究者們從方法學(xué)角度對(duì)于如何理解上下文的概念、如何開發(fā)上下文感知應(yīng)用、如何支撐這類應(yīng)用的運(yùn)行已進(jìn)行了廣泛研究。該研究領(lǐng)域正處于蓬勃發(fā)展的階段。本文對(duì)于上述計(jì)算模式的一類典型應(yīng)用進(jìn)行考察,即,面向動(dòng)作的上下文感知(Activity-Oriented Context-Aware,簡稱AOCA)應(yīng)用。這類應(yīng)用的用戶在一個(gè)智能空間中進(jìn)行一些自主的日常動(dòng)作,應(yīng)用為這些動(dòng)作提供環(huán)境保障。AOCA應(yīng)用的用戶需求被表示為對(duì)于環(huán)境的約束,這類約束是與動(dòng)作高度相關(guān)的。這類應(yīng)用在普適計(jì)算中具有一定普遍性,如智能家居、老人看護(hù)皆可被看作AOCA應(yīng)用。在AOCA應(yīng)用中,對(duì)于環(huán)境的約束因人而異、因動(dòng)作類型而異。這些約束具有開放性,所以難以在開發(fā)階段由開發(fā)者一次性地完成理解和定義。此外,這類應(yīng)用的環(huán)境部分同樣開放、動(dòng)態(tài),也難以一次性開發(fā)完成。然而,傳統(tǒng)的上下文感知應(yīng)用編程模式多試圖考慮全局信息、一次性地完成開發(fā),對(duì)于AOCA應(yīng)用開發(fā)以及與之相關(guān)的運(yùn)行過程支持尚多有不足。針對(duì)這樣一種新型的應(yīng)用形態(tài),本文以應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建為主線,以關(guān)注分離為基本指導(dǎo)思想,從概念模型、編程模式、軟件開發(fā)支持、軟件運(yùn)行支撐系統(tǒng)等角度考察了面向動(dòng)作的上下文感知應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù),取得的創(chuàng)新成果如下：·提出了面向動(dòng)作的上下文模型,以此為基礎(chǔ)給出了面向動(dòng)作的上下文感知應(yīng)用的軟件模型和編程模式。其中的上下文在運(yùn)行時(shí)圍繞動(dòng)作而組織,呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)性和局部性；軟件模型由基礎(chǔ)環(huán)境和應(yīng)用約束構(gòu)成,體現(xiàn)了關(guān)注分離思想；編程模式也具有輕量級(jí)和增量式開發(fā)的特性,較好地適應(yīng)了AOCA應(yīng)用的開放性和個(gè)性化等特點(diǎn)�！裨O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持上述模型的AOCA應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)。該平臺(tái)支持基礎(chǔ)環(huán)境和應(yīng)用中動(dòng)作的環(huán)境約束兩個(gè)關(guān)注點(diǎn)的獨(dú)立開發(fā)和增量式開發(fā)。其中,前者由一個(gè)圖形化的開發(fā)工具支持,后者由一個(gè)自定義的領(lǐng)域?qū)Ｓ谜Z言AOCL來描述。與此同時(shí),平臺(tái)還提供了一個(gè)完整的AOCA應(yīng)用編程接口(API)供應(yīng)用開發(fā)人員使用�！裨O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)支持AOCA應(yīng)用的輕量級(jí)、可插拔運(yùn)行支撐平臺(tái)PAOCo該平臺(tái)可以支持用上述方法開發(fā)出的軟件制品的運(yùn)行,在運(yùn)行時(shí)按照概念模型的指導(dǎo)動(dòng)態(tài)生成特定動(dòng)作的上下文,并用主動(dòng)式的上下文管理器管理這樣的上下文,以判斷特定動(dòng)作對(duì)于環(huán)境的約束是否被滿足,主動(dòng)地為用戶提供服務(wù)�！窠o出了一種基于Ambient Calculus/Ambient Logic的AOCA應(yīng)用形式化方法,以期提高該類應(yīng)用的可靠性。該方法基于Ambient Calculus進(jìn)行AOCA應(yīng)用的形式化規(guī)約；以Ambient Logic為邏輯基礎(chǔ),給出AOCA應(yīng)用在系統(tǒng)級(jí)和應(yīng)用級(jí)一致性約束的形式規(guī)約。AOCA應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者和開發(fā)者可以基于上述形式工具及其規(guī)約方法,在AOCA應(yīng)用開發(fā)的各個(gè)階段開展相應(yīng)的形式化工作,以期在早期設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。
[Abstract]:Pervasive computing which is a new computing model to the abundant computing resources into the environment, for the user, the calculation is ubiquitous and transparent. With the development of software and hardware technology, the idea of a possible, related research has been widespread concern in academia and industry. A major concern this kind of research is context aware, this is one of the pervasive computing system must have. Specifically, the context aware computing system that can sense the environment and environment. Based on the reaction of the researchers from the methodological perspective for the concept of how to understand the context, how to develop context aware applications, how to support this type of application the operation has been studied extensively. The research field is in a stage of vigorous development. In this paper, for a typical application of the above calculation model is discussed, namely, for Context aware action (Activity-Oriented Context-Aware, referred to as AOCA) application. The application of some independent user's daily action in a smart space, the application for these actions provide environmental protection.AOCA application user requirements are expressed as the environmental constraints, this kind of constraint is highly correlated with the action of this type of application. Has a certain universality in pervasive computing, such as smart Home Furnishing, care for the elderly can be regarded as the application of AOCA. In the AOCA application, the environmental constraints for action varies depending on the type of It differs from man to man., these constraints. It is open, so it is difficult in the development stage by the developer once complete understanding and definition. In addition, part of the environment application of the same open, dynamic, it is difficult to complete a one-time development. However, the traditional model of context aware application programming to consider global information, once Complete the development for AOCA application development and the operation process of the related support is insufficient. In view of such a new application form, this article constructs the application system as the main line, with the separation of concerns as the basic guiding ideology, from the conceptual model, programming model, software development support, the view of software operation support system was investigated design and implementation of context aware application system action oriented, innovation achievements are as follows: - the context model of action oriented, is presented based on the software model and the programming model of context aware application oriented action. The context in operation around the movement and organization, presents a dynamic and local software; model consists of basic environment and application constraints which reflects the concern of separation of thought; characteristics of programming mode is lightweight and incremental development, To better adapt to the characteristics of AOCA application open and personalized. The design and implementation of a model to support the AOCA application development platform. The platform supports the basic action of environmental constraints in the application environment and the two concerns the independent development and incremental development. Among them, the former is a graphical development tool support, the latter by the special language AOCL to describe a custom field. At the same time, the platform also provides a complete AOCA application programming interface (API) for developers to use. The design and implementation of a AOCA application of lightweight, pluggable running platform of the PAOCo platform can support software products with the above method to develop the operation at runtime to generate specific action in accordance with the guidance of dynamic conceptual model of context and context management active such context , to determine the specific action for the environmental constraints are met, the initiative to provide services for users. It provides a AOCA application of formal method of Ambient Calculus/Ambient based on Logic, in order to improve the reliability of this kind of application. The method of formal specification based on the application of AOCA Ambient Calculus to Ambient Logic as the logic basis; this, AOCA applications can be in the form of tool and its specification method based on formal specification in the.AOCA application system level and application level consistency constraints for designers and developers to carry out the corresponding formal work in various stages of the AOCA application development, in order to find the error. In the early design stage

【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP311.52

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