基于面向網(wǎng)構(gòu)軟件的環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型與支撐技術(shù)分析

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(西南計(jì)算機(jī)有限責(zé)任公司，重慶，400060)

前言

目前在網(wǎng)絡(luò)工程和軟件工程領(lǐng)域，網(wǎng)構(gòu)軟件的研究成為重點(diǎn)。網(wǎng)構(gòu)軟件相對(duì)于傳統(tǒng)的分布式軟件系統(tǒng)具有演化性、多態(tài)性、協(xié)同性、自主性和反應(yīng)性等特征。互聯(lián)網(wǎng)使計(jì)算機(jī)軟件的運(yùn)行環(huán)境由封閉變?yōu)殚_(kāi)放，由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，由可控變?yōu)殡y控，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)，軟件系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)化為可多目標(biāo)、可連續(xù)反應(yīng)以及柔性可演的新型軟件系統(tǒng)。從軟件構(gòu)建方面來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的開(kāi)放性和動(dòng)態(tài)性要求各個(gè)軟件之間能夠跨網(wǎng)絡(luò)的相互協(xié)作、相互連通，甚至達(dá)成聯(lián)盟關(guān)系，是系統(tǒng)的使用不斷滿足客戶需求。

1 環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件系統(tǒng)與經(jīng)典軟件系統(tǒng)運(yùn)行的不同之處

環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件系統(tǒng)在運(yùn)行方面共有兩層，即目標(biāo)層和控制層，目標(biāo)層用于滿足使用者一段時(shí)間的體驗(yàn)，控制層則根據(jù)環(huán)境變化對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行指標(biāo)內(nèi)的調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)演化。控制層對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)的改變使目標(biāo)層為用戶提供最優(yōu)的體驗(yàn)，能夠跟隨環(huán)境的變化不斷改變。控制層的主要工作就是為了滿足用戶在不同時(shí)段不同需求而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)典軟件系統(tǒng)的目標(biāo)單一以及硬性完成指標(biāo)的特性與環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件系統(tǒng)存在巨大差異。環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件系統(tǒng)具有可變性，根據(jù)不同時(shí)段的不同要求進(jìn)行調(diào)整，以柔性化為用戶提供更好的綜合體驗(yàn)。

2 宏觀角度下環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型交互模式

宏觀角度下，環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型形成了系統(tǒng)服務(wù)用戶及用戶使用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。用戶與系統(tǒng)間通過(guò)改善互動(dòng)方式以及系統(tǒng)的服務(wù)方式，從而利用第三方實(shí)體改善互動(dòng)成果，逐步形成用戶、系統(tǒng)、第三方實(shí)體的穩(wěn)定關(guān)系。第三方實(shí)體可包括人、對(duì)象、地區(qū)，第三方實(shí)體總和即外部環(huán)境。用戶、系統(tǒng)及外部環(huán)境形成的結(jié)構(gòu)具有動(dòng)態(tài)、偶發(fā)、關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)。三者之間相互關(guān)聯(lián)，隨著外部環(huán)境的改變不斷改變，從而滿足用戶變化的目標(biāo)[1]。

3 環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型的軟件結(jié)構(gòu)模型

軟件的基本形態(tài)由軟件的結(jié)構(gòu)模型決定。面向網(wǎng)構(gòu)軟件的環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型在開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、難控的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有抽象。環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型的軟件結(jié)構(gòu)模型由三個(gè)部分組成，即環(huán)境設(shè)施部分、協(xié)同系統(tǒng)部分、目標(biāo)驅(qū)動(dòng)部分，三個(gè)部分相互關(guān)聯(lián)、協(xié)作運(yùn)行。從軟件構(gòu)造角度來(lái)看，環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件系統(tǒng)需要處理的問(wèn)題，即對(duì)于用戶、系統(tǒng)和外部環(huán)境三者間的合理關(guān)系，外部環(huán)境的相關(guān)信息本身不能完全的面向問(wèn)題做出解釋，直接導(dǎo)致難以更好的指揮系統(tǒng)的行為。外部環(huán)境信息的準(zhǔn)確及有效指揮著系統(tǒng)根據(jù)用戶目標(biāo)而改變，改善用戶目標(biāo)處于問(wèn)題空間的情況。傳統(tǒng)軟件向環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型軟件的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，通過(guò)對(duì)技術(shù)的分解，以及再?gòu)?qiáng)化，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)軟件的單向轉(zhuǎn)換。在環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型的軟件系統(tǒng)中，用戶、系統(tǒng)、環(huán)境三者間必須隨時(shí)交流并且做出調(diào)整，因此過(guò)去的技術(shù)已經(jīng)不能使用了。

4 環(huán)境驅(qū)動(dòng)下的關(guān)鍵技術(shù)

環(huán)境信息顯示化為環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型的基本特征之一，其由采集原始環(huán)境信息、環(huán)境上下文建模、解釋應(yīng)用三個(gè)方面構(gòu)成。環(huán)境上下文建模是環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型的核心管理。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中上下文信息進(jìn)行儲(chǔ)存管理，上下文信息服務(wù)為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的高效、靈活、準(zhǔn)確、實(shí)用提供了保障。應(yīng)用的不斷更新以及環(huán)境的不斷變化，造成上下文信息的不斷更新。當(dāng)前環(huán)境下的上下文信息不被任何應(yīng)用使用，那么當(dāng)前環(huán)境下的上下文信息進(jìn)入消亡狀態(tài)。

上下文建模存在的意義在于促進(jìn)上下文的理解、運(yùn)用以及表達(dá)。上下文建模可分為動(dòng)態(tài)上下文和靜態(tài)上下文兩類，以信息的生存周期來(lái)對(duì)上下文信息進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)分類。上下文生存周期較長(zhǎng)的稱為靜態(tài)上下文，例如“丙居住于洛杉磯”，因?yàn)橥ǔＷ∷粫?huì)頻繁更換，所以此條上下文的生存周期會(huì)比較長(zhǎng)。相反的，上下文生存周期較短的，如“丙走進(jìn)校園”，可以有下一步的行動(dòng)變化，則稱為動(dòng)態(tài)上下文。

上下文信息的管理以及應(yīng)用于系統(tǒng)中，形成上下文建模，促進(jìn)上下文信息在系統(tǒng)中的有效運(yùn)用。上下文信息的使用通常有三個(gè)層面，即上下文建模、上下文管理層、上下文應(yīng)用層，三個(gè)層面的相互聯(lián)系促進(jìn)上下文信息的良好使用。上下文管理層作為基礎(chǔ)，管理和儲(chǔ)存上下文信息，將信息進(jìn)行融化。上下文應(yīng)用層作為高層，直接與應(yīng)用連接，為系統(tǒng)提供良好的上下文信息服務(wù)，為用戶提供便捷、高效的應(yīng)用模型相關(guān)技術(shù)。

在開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、難控的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里，需要軟件系統(tǒng)的更新進(jìn)步，進(jìn)而適應(yīng)環(huán)境驅(qū)動(dòng)下的互聯(lián)網(wǎng)。在環(huán)境上下文的處理方面，需要從動(dòng)態(tài)上下文模型轉(zhuǎn)換為通用的上下文模型，成為環(huán)境驅(qū)動(dòng)模型中上下文處理的支撐技術(shù)[2]。

5 結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅速，因此網(wǎng)構(gòu)軟件需要迅速跟上步伐，才能不被動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境淘汰。發(fā)展的過(guò)程中一定要注意支撐技術(shù)的發(fā)展，全面的技術(shù)支撐促進(jìn)用戶更好的互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。