（计算机应用技术专业论文）面向软件服务的适用性检查.pdf

浙江大学硕士学位论文 摘要 面临市场竞争压力，企业亟需按资源优势互补的原则，动态组建企业联盟， 以便通过敏捷地应答市场的需求和变化，赢得竞争。虚拟组织( v o ，v i r t u a l 0 r g a n i z a t i o n ) 工作于i n t e r n e t 环境，可将时空上分布、但能力和资源上互补 的企事业( 或个人) 动态组合在一起而不必配置公有资源，并在使命完成时自动解 体。v o 从而有希望发展成为实现资源共享和协同问题求解的主流方式。 随着面向服务的构架( s o a ) 逐渐得到i t 业( 尤其软件业) 的广泛支持，以 自治计算元素( a c e ) 构建的服务联邦服务市场方式正在成为v o 开发和运作的 主流。a c e 各自追求私有( 本地) 目标，但仍然可以信任它们能够协同完成期望 的全局( 整体) 目标。这就是实现v o 时面临的“自治”和“可信”需求相互冲突 的二难困境。解决的关键在于建立合理的宏观调控机制。 本文在原有的管控a g e n t s 社交行为的基础结构的基础上对研究新的模型 调控、策略驱动的服务协同式自治计算模型。首先介绍管控a g e n t s 社交行为的 基础结构，然后对新的模型进行建模，其中重点介绍了面向服务的适用性检查。 最后以宾馆接待作为测试例，对服务适用性检查进行验证，给出了评价。 关键词软件服务，适用性检查，e 一机构，a g e n t ，虚拟组织 浙江大学硕士学位论文 a b s h a c t a b s 仃a c t f a c i n 空也ep r e s s u r ed fm 甜k e tc 研n p e l i t i o n t h e 朗【t e r p d i si nd i i ei 伦e do f r e s o l l r c e si na c c o r d a n c e 、晡mm ep d n c i p l e so fc o m p l 啪e i i t a r i 啦d y n a i i l i cf o m 砒i o no f b i l s i n e 跖a l l i a n c e s ，t l i r o u g ha g i l er e s p o n t om 孤k e td e m a r l da i l dc h 趾g e s ，t ow i i li nt l l e c o m p e 石t i o n v i r t u a ll 岫鞠n i z a t i o n ( v o ) w o f k i n gi l l t l l ei n t e m e tc i i 、，i r o 岫a l tc a i l d v n 锄i c a l l yc o m m n ee i l t e r p r i s e s ( o ri n d i v i d u a l s ) w 1 1 i c hd i s t r i b u t e do nt i l l l e 趾ds p a c e b u tc o m p l e m c r l to nc a p a c i t ya n dr e s o u r c e s ，w i 由o u ta 1 1 0 c a t i o no fp l 】_ b l i c 糟s o u r c e s ，a n d t h ci i l i s s i o ni sc o m p l e t e da u t o m a t i c a l l yd i s i n t e g r a t i o n t h u s ，v oe n t 唧r i s e sc a nm i s e l o w c o s te n v i r o 啪e n t 蛐砌a n dt h ea b i l i t yt ol l a n d l ec o m p l e xm a t t e 峨h o p e st 0 b e c o m eaf e s o u r c cs t l a r i n g 柚dc o l l a b o 刎v ep f o b l e ms o l v i 工l ga p p 咖幢c h t o1 1 1 e n 瑚i n s t r c a i n w i t l ls e n r i c e o r i e n t e da r c l l i t e c t i i r e ( s o a ) 鲫d u a l l yi ti n d u s 自呵( s o f t w a f ei i l d u s 蚵 i np a r t i c u l a r ) h a db r o a ds l l p p o r ta u t o n o m yc a l c m a t c de l e m e n t s ( a c e ) c o n s 加尬t i o no f t h ef 础均r “c em a d 【c ti sb e c o m i n gv 0d e 、，e l o p m e n t 趾do p e m 6 0 no ft l l e 嘲m s t r e a r l l a c e sp l | r s u i to fp r i v a 把( 1 0 c a l ) g o a l s ，b i l tt 1 1 c yc a ns t i l l 仉i s tt h e mt o c o m p l 啦et h ed e s 晚do v e r a l t ( g l o b a l ) g o a l t i i si sa c h i c v e dw h e n 妣v o “a u t o n o m y ” 觚d ”c r i 甜i b i l i t y ”c o i l f l i “n gd e m a n d sd i l e m m a + o n eo ft 1 1 ec h a l l e n g e so ft h e l u t i o n l i e si ne s t a b l i s h i n gar e a s o n a b l em a c r o c o n t f o li r 心c h 枷s m 1 1 l i sp a p c rp r e s e n t st h ec r i t e r i ac o m m l ，s n m e g y d r i v e ns e l f s e r v i c ec o l l a b o 枷v e c o m p i n i n gm o d e l ，b a s c do ni 曲郴t 兀l c n 鹏f o rm a n a g i n ga l l dc o n 扛o l l i l l gs o c i a l b e h a v i o ro fa g e l l t s f i r s ti m r o d u c e dc o n t r o l sa 群m t ss o c i a lb e h a “o ri 1 1 矗a s 协k t i l r c ， t l l c l lt h en e wm o d e lt om o d e l ，w i l i c hf o c u s e so nt l l es e r v i c e o r i e n t c da p p l i c a t i o n i n s p e c t i o n f i l l a l l y t 1 1 ep u r c h a s ea ss o u v 刮r st e s tc 笛e s ，t 1 1 ea p p l i c a b i l i t yo fs e n ，i c e i 1 1 5 p c n i o ns e r v i c e sf o rc e n 砺c a t i o ni sg i v e n 肌e v a l u a t i o n ， k e y w o r d s s o 佑a f es e i c e ，m a t c h ，e 1 1 1 s t i 枷o n a g e n t ，v o 新江大学硕上学位论文图目录 图目录 图3 1a g e n t 联邦的构成和动态组成9 图3 2 政策导向的软件a g e m 自主管理示意图1 0 图3 3a b f s c 的开发环境和运行环境1 2 图3 4 系统运行环境的微观结构1 4 图3 5 通信机制的流程1 8 图4 1 准则调控、政策驱动的自治式服务计算模型2 2 图4 2e 机构分布业务结构示意图2 3 图5 1w e b s e r v i c e 服务体系统结构2 8 图5 2 协作关系的建立和管理流程3 5 图5 5 基础术语本体4 4 图5 3 适用性检查总体架构4 6 图5 - 7 条件表达式的数据结构4 8 图5 8 概念实例模式的匹配5 0 图5 7 自由变量的约束5 3 图5 8 有向图的建立5 5 图6 1a g e n t 之间协作示意图5 8 图6 2 选择操作界面5 9 图6 3 选择外部服务界面6 0 图6 - 4 服务寻求政策实例描述6 l 图6 5 协商变量的设置6 1 图6 6 服务提供者能力描述6 2 图6 7 寻求的结果6 3 i 浙江大学硕士学位论文 表目录 表目录 表5 1 槽相容系数计算表“ 表5 2 槽值为自由变量的相容匹配的所有组合5 2 表岳1 测试实例涉及到的a g e n t 列表5 8 浙江大学硕士学位论文 第l 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题背景 随着人们日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人们越来越需要数据处理能 力更强大的计算机，而超级计算机的价格显然阻止了它进入普通人的工作领域。 于是一种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式一网格计算( g r i d c o m p u t i n g ) 。网格技术如火如荼的发展着，虽然出现的时间不长，但是给我们带 来的变化是深刻的。早期的网格技术( 出现于9 0 年代中期) ，由于当时的硬件技 术还相对落后，所以旨在将分布于网络的计算资源集成为单一的虚拟超强计算 机，去支持以大规模计算和数据处理为特征的科学活动。随着网络技术的普及， 计算机硬件的飞速发展，企业要求高性能集成内部的异构资源和服务；a s p 和b 2 b 应用则期望能随时按用户要求及时提供服务，并保证一致的应答时间和高级的可 用性；尤其是科技、工商、环保等领域中正在出现并即将大量涌现的、动态形成 的多体制虚拟组织( v o ，v i r t u a l0 r g a n i z a t i o n ) ，更需有效和高效地协调和控 制资源的共享和协同问题求解。这些需求促使网格技术聚焦的集成机制从面向资 源转变为面向服务一网络使能的所有活动( 包括提供硬、软计算资源和相关的 组织、管理工作) 均视为提供服务；网格技术的研究目标也从给科学活动提供超 强计算能力，扩展到支持任何个体用户或组织便捷地提供和获取网络使能的服 务，以参与和开展期望的任何规模的协同工作。 实际上，面向服务并支持v o 的网格技术给科学活动提供了更强大的服务( 资 源) 共享和协同问题求解环境。 面临市场竞争压力，企业亟需按资源优势互补的原则，动态组建企业联盟， 以便通过敏捷地应答市场的需求和变化，赢得竞争：面临树立强势形象的压力， 政府亟需拥有地理上分布的多部门协同处理问题的能力，以便快速、高质量地处 理好突发事件和复杂事务。虚拟组织( v 0 ，v i r t u a l g a n i z a t i o n ) 工作于 i n t e r n e t 环境，可将时空上分布、但能力和资源上互补的企事业( 或个人) 动态组 合在一起而不必配置公有资源，十分便于应特别使命的需求而快捷地建立并在使 命完成时自动解体。由此，v 0 可低成本提高企事业的环境应变和复杂事务处置能 力，从而有希望发展成为实现资源共享和协同问题求解的主流方式。 近年来，随着网络和分布计算技术的快速提升和深化应用，推动了因特网计 算向语义化、网格化和支持协同工作的方向演变噱4 ，也为v o 应用系统的大规模、 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 大范围开发和部署奠定了技术基础；使得v o 的应用开发从满足大规模科学计算 的早期需求，开始向各种分布的商务、政务、医疗和教学应用扩展；尤其是网格 计算领域还将v o 作为其应用开发的基本形式嘲，供应链协作和网络化制造。”则 可视为最有潜力的v o 应用市场。 尽管v o 的研究和开发已有十几年的历史，但密集的应用开发仅出现于近几年。 目前，支持v o 开发和运作的基础设旌可划分为3 类： 1 增加协作层方式一在常规组织原有的i t 平台上增加协作层，并应用各种 远程对象和服务存取技术( r p c 、c 0 r b a 、r m i 、e j b 、j i n i ) ，去实现基于工作流 的合作协调。现有的多数v o 应用系统均可归入这种方式，其局限性在于缺乏公 共和透明的基础设施( 尤其是语义互操作机制) ，导致v o 生命周期的各个环节均 需大量的人工操作。 2m a s ( m u l t i - a g e n t 系统) 方式以a g e n t 作为组织代理去组建自治式v o ， 使组织间协作成为m u l t i - a g e n t 协同问题求解。不过，这种方式目前仍局限于研 究项目，m a s 的实用案例不多；尽管存在许多开发平台，但劳不足以有效地操作 于因特网环境；协作安全和维持机制还未有效地集成于l l a s ，并缺少a i 和b p ( 业 务过程) 技术问的集成；而且，如何让入信任a g e n t s 的自治行为和协作效果，成 为这种方式面临的主要障碍。 3 服务联邦月臣务市场方式通过将异构的硬、软资源( 计算、信息、应用、 物理等资源) 封装和虚拟化为网上提供的业务( b u s i n e s s ) 服务，该方式分3 阶 段：服务的发布、发现和调用，来实现v 0 。服务市场设计为服务促进节点或服务 门户，维持一个服务目录，用于发布服务提供者注册的服务及相关说明。己建立 了软件服务协议( w s d l 、s o a p 、u d d i ) 作为实现服务联邦的体系结构标准，并能 支持服务组合与协同、安全与可靠、工作流等深层次闯题的解决棚。 随着面向服务的构架( s o a ) 逐渐得到i t 业( 尤其软件业) 的广泛支持“”， 服务联邦服务市场方式正在取代增加协作层方式，成为v o 开发和运作的主流。 然而，将服务作为实现计算组合和协同的基本单元面临严重的局限性：业务服务 的非自治性导致v o 的自主、协同和反应能力缺乏理性，无法有效、灵活、充分 地应对动态变迁( 且不可预测) 的网络环境和应用需求，使得v o 期望赋予新型 应用系统的优良品质：服务协同的按需自行组织和优化、应用情境驱动的自适应 与自主演化等，难以实现。 自治计算技术( 1 i a s 方式是实现该技术的主流) 有助于克服服务联邦服务市 场方式面临的局限性。自治计算旨在以高度自治的理性实体自治计算元素 2 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 ( a c e ) 来构建应用系统。理性意指a e e 具有依据感知和信念( 知识) 推理和决 策合理目标及行动的能力，使得应用系统能够合理、灵活、快捷地实现自主管理， 包括自组织( 配置) 、自优化、自修复( 适应) 和自保护，并由此确保系统运行 的高性能1 。将软件服务和其它形式服务的提供封装为a c e s 拥有的技能( a c e s 作为提供服务的代理) ，开展由a c e s 联合控制的、以服务协同为主要形式的社交 活动，可使提供服务的自主、协同和反应能力有着服务联邦服务市场方式无法 比拟的理性和智能优势；同时，服务的自主管理又将系统管理员从越趋复杂和繁 琐的系统运行和维护细节中解放出来，不仅可以压缩昂贵的维护成本，也可消除 因人工管理失误而造成的损失“4 。 当然，应用自治计算技术来建立v 0 尚存在一些工程和科学上的挑战性问题， 最突出的就是如何建立能用于理解、控制和设计自治计算行为的抽象理论模型， 使得尽管a c e s 各自追求私有( 本地) 目标，但仍然可以信任它们能够协同完成 期望的全局( 整体) 目标n 1 ”1 。这就是前述以m a s 方式实现v 0 时面临的“自治”和 “可信”需求相互冲突的二难困境；相互陌生的a c e s 动态组建协同系统时，自 治性和“黑箱”性将导致a c e s 行为难以为系统可靠地预测和控制，从而产生对 于a c e s 能否协同完成全局目标的“可信”危机。注意，这种因个体行为难以预 测和控制而导致的协同效应“可信”危机，不同于网络安全和个体信誉问题产生 的“可信”危机。 1 2 我们的研究工作 我们认为，解决这一挑战性问题的关键在于建立合理的宏观调控机制，使得 个体的协同行为，进而群体协同效应变缛可控、可预测、进两可信，又给个体的 理性自治留下足够空间。该问题的解决也将为解决自治计算面临的其它挑战性问 题( 强壮性、学习和优化、合作协商、生命周期管理等) 以及实现v o 的高性能 ( 服务协同的自组织和自优化、情境驱动的自适应与自主演化等) 铺平道路。另 外，自治v o 的研究应聚焦a c e 社交活动到服务协同，以获取s o a 提供的一切优 势，并实现与主流i t 技术的融合。 我们实验室提议由自治计算元素作为基本单元来构建网格基础结构( 及设施) 和应用系统，使这些自治计算系统能依据人类管理者给出的高级目标管理自己， 以便将人类管理者从协调和控制计算元素互操作的细节中解脱出来。人只需通过 制定抽象的政策、指令和策略( 以体现高级目标) ，就能从便于人理解的宏观级 调控计算系统的行为。就好比人脑只需控制人的思维和行动，而呼吸、心率和体 浙江大学硕士学位论文第1 章绪论 温等低级行为则交由神经系统自行管理。如此，人机协作将变得更加自然、亲和 及便捷；而自主管理机制则通过自组织、自优化、自修复和自保护技术，使自治 计算系统获取现今分布系统难以比拟的高性能和强生命力。 我们认为软件a g e n t s 和m u l t i - a g e n t 系统是构建自治计算元素和自治计算系 统的最佳候选。其它的网格基础级服务可以封装为应用级a g e n t 开发框架提供给 a g e n t 内部自用的服务。人对自治计算系统的个性化宏观调控则可通过制定用户 政策和与a g e n t 的w e b 接口( 其提供智能人机界面) 交互来实施。实际上，基础 级a g e n t s 和应用级a g e n t 开发框架联合形成了网格基础结构的上层设施本身。 我们实验室长期以来一直研究基于a g e n t s 软件合成框架( a b f s c 啪， a g e n t s b a s e df r a m e w 0 r kf o rs o f t w a r ec o 叩o s i t i o n ) ，并在该研究的基础上完 成了底层平台、元级开发环境、基于该合成框架的基于多a g e n t 虚拟组织的工作 流管理系统等后续研究工作。经过多年的研究，取得了丰富的成果。 我们实验室开展的管控a g e n t s 社交行为的基础结构( i 淞s b a ，i n f r a s t r u c t u r e f o rm a n a g i n ga n dc o n t r o l l i n gs o c i a lb e h a v i o ro fa g e n t s ) 系统是在a b f s c 上进行的进一步研究，将原有相对封闭的、以局域网为主要工作地域的a b f s c 系 统改造成为相对开放的、以互联网为主要工作地域的i m c s b a 系统，以建立a g e n t s 的社会体制为主线，从五维旧：信息内容语义的清晰化、a g e n t 辅助服务的体系 化、a g e n t 协商过程的理性化、a g e n t s 行为规范的法制化和a g e n t 服务管控的透 明化，系统地研究管控a g e n t s 社交行为的理论和方法论。 我们实验室在多年软件a g e n t 基础结构研究的基础上，同时吸收最新的网格 技术和自治计算，提出了建立基于自治计算元素的、面向服务的网格化组织与管 理体制。最近，我们又提出研究准则调控、策略驱动的服务协同式自治v o ，去 解决自治计算面临的“可信”危机，使得革新的自治计算技术能有效地用于实现 高性能v o ，并克服服务联邦服务市场方式的局限性。 1 3 论文的主要内容 本篇论文从a g e n t 技术的现状谈起，接着介绍了管控a g e n t s 社交行为的基础 结构，并在此基础上提出了准则调控、政策驱动的服务协同式自治v 0 ，去解决自 治计算面临的“可信”危机。我的工作主要设计并实现服务的适用性检查。 多a g e n t 协作过程中找到合适的服务提供者是一个非常重要的环节。服务请 求和能力之间的匹配是一个非常重要的问题。匹配咖1 是指通过程序自动的处理， 根据请求者发送过来的请求，从服务的提供者中间找到合适的服务提供者的过程 4 浙江大学硕士学位论文第l 章绪论 “。这个匹配的过程，因为是检查服务提供者的能力是否适用于服务寻求方的 请求，故被称之为适用性检查，也可以称之为匹配( 本文不对这两个叫法作区分) 。 匹配算法有很多种，但没有一种是尽善尽美的“”1 。本文的主要内容就是在 本实验室已有的多a g e n t 平台上设计一种合理有效的适用性检查算法，以期挑出 合适的服务提供者最为推荐者。 1 4 论文总体结构 论文的主体将分成以下七章进行： 绪论 主要介绍问题的背景和我们的研究工作。以姒s 方式实现v o 时面临的“自治” 和“可信”需求相互冲突的两难困境：以及我们为此提出的准则调控政策驱动的 服务协同式自治v 0 多a g e m 技术及其在自治计算中的应用 介绍a g e n t 技术相关理论和方法。包括a g e n t 的概念，软件a g e n t 的研究和 多a g e n t 系统等技术 管控a g e n t s 社交行为的基础结构 从五维介绍了支持社区联邦式的政策导向型a g e n t 社会体制，给船e n t s 提 供开放式、多方位、系统化、安全的、且易于人透明调控的社交活动环境，去支 持a g e n t 社交智能的高效开发 准则调控政策驱动的自治式服务计算模型 介绍准则调控、政策驱动的服务协同式自治v o 模型，主要涉及到模型的结构 构成、描述定义。 面向软件服务的适用性检查 这是本论文的重点，主要阐述了软件服务的概念以及适用性检查的方法和实 现。 系统实例测试 我们以“宾馆接待”为例，对适用性检查机制做了一个简单的测试。 浙江大学硕士学位论文第2 章多a g 即t 技术及其在自治计算中的应用 第2 章多a g e n t 技术及其在自治计算中的应用 2 1a g e n t 与软件a g e n t ( s a ) 的概念 a g e n t 软件的历史可以追溯到m i n s k y 的“思考的社会”和8 0 年代麻省理工学 院一系列关于分布式人工智能的研究。在这些研究中，人们发现把一些简单的信 息系统集合起来，使之相互作用可以产生集团智能，并试图建立一种综合人工智 能系统。这种系统并不提高模块个体的处理能力，而在模块的相互作用上下工夫， 以期提高整个系统的处理能力。a g e n t 软件的发展实际上是人工智能在网络技术 发展基础上的新成果、新阶段”。 那么，到底什么是a g e n t 呢? 作为分布式人工智能( d a i ) 的一个基本术语，人 工智能的一个原语，目前人们对于它的定义尚有很大的分歧。 在定义得不到公认的情况下，a g e n t 可以通过下面的性质来描述。通常认为一 个a g e n t 部分或全部拥有特性o ”包括：自治性，交互性，协作性，可通讯性， 长寿性，移动性，推理能力，规划能力和学习和适应能力。另外，有些学者还提 出a g e n t 应该具有自适应性、个性等特性。 根据国内外那些已经实现了的系统，我们可以对a g e n t 进行一般性的描述： a g e n t 是一种抽象实体，它能作用于自身和环境，并能对环境做出反应。 上世纪8 0 年代初，分布式问题求解是研究软件a g e n t 技术的主要动力。到 8 0 年代中后期，分布式计算环境的快速成长和普及应用，使研究者们认识到松散 型协同工作才是社团组织和个人迫切需要的计算机支持功能，从而促进了s a 的 深入研究，以及旨在发挥个体能力的多类型s a 系统的开拓工作。 目前，s a 技术的研究主要集中在以下三个方面：s a 的行为理论、s a 的体系结 构和s a 间的通信，并由此极大地促进了旨在发挥个体能力的多类型s a 和面向松 散型协同工作的m a ( h i a g e n t ，多a g e n t ) 系统的研究和开发。 2 2 多a g e n t ( 1 l l l t i l _ a g e n t ) 系统 多a g e n t 系统是由多个可计算的a g e n t 组成的集合。而每个a g e n t 被视为是 一个物理的或抽象的实体，能作用于自身和环境，操纵环境的部分表示，并与其 他a g e n t 通信。从这个意义上说，人也可以成为多a g e n t 系统的一员。多a g e n t 系统优于仅由单个a g e n t 控制世界的系统。 6 浙江大学硕士学位论文 第2 章多a g 曲t 技术及其在自治计算中的应用 设计一个a g e n t 使它具有足够的能力来控制其环境存在许多困难：首先a g e n t 必须处理众多不确定的相互矛盾的信息，其次它必须处理多个上下文相关的、冲 突的目标：并且a g e n t 必须把它的目标与自己受限的感知和行为能力相对应。 为了解决上述困难，多a g e n t 系统是一次质的飞跃：首先，通过与其他a g e n t 的通信，可以开发新的规划或求解方法来处理不完全的、不确定的知识；第二， 通过a g e n t 间的合作，多a g e n t 系统不仅改善了每个a g e n t 的基本能力，而且从 a g e n t 的交互中进一步理解了社会行为；第三，便于用模块化风格组织系统。如 果说模拟人是单个a g e n t 的目标，那么多a g e n t 系统则是以模拟人类社会作为其 最终日标的。 通信是多a g e n t 系统中关键的问题。在人类社会中个体之间存在着一定联系， 正是这种联系把人的集合变成了人类社会，把单个的人变成了具有社会属性的 人。多a g e n t 系统也是如此。几个a g e n t 堆放在一起永远是几个独立的个体，只 有相互协调合作它们才能构成一个有一定功能的可以运转的系统。正是由于 a g e n t 闻联系的存在，由于协调的必要性，致使多a g e n t 系统与单一的a g e n t 比 较，有了质的区别。如何协调多个a g e n t 之间关系的问题，也成为了研究的热点。 2 3 多a g e n t ( m a ) 在自治计算中的应用 我们认为软件a g e n t s 和m u l t i “g e n t 系统是构建自治计算元素和自治计算系 统的最佳候选。首先，工作于应用级的a g e n t s 可以作为人的自治代理。在网格 上提供、寻求应用级服务和开展协作活动；嵌套的a g e n t 联邦则构成可动态伸缩 的自治计算系统，去支持v o 中的协同问题求解和工作流管理。许多网格基础级 服务也可从基础结构中分离出来，封装为工作于基础级的a g e n t s 能向外提供的 服务，以便更有效、自然和灵活地支持应用级服务的提供、寻求和协同工作。尤 其是设计服务中介a g e n t s 和安全管理a g e n t s ，前者提供注册、目录、匹配、代 理、拍卖等服务，以支持应用级服务的广告和发现：后者则提供认证、授权、证 书签发、证书转换、审计、委派等服务，以支持应用级服务提供和取用的安全管 理。也可建立面向应用级服务的生命周期，执行过程监控、人机交互等管理的基 础级a g e n t s 。 其它的网格基础级服务可以封装为应用级a g e n t 开发框架提供给a g e n t 内部 自用斡服务，如协作规划，服务寻求，服务提供协商、协作政策管理、协作生命 周期管理、协作过程调度、协作异常处理等。人对自治计算系统的个性化宏观调 控则可通过制定用户政策和与a g e n t 的w e b 接口( 其提供智能人机界面) 交互来 7 浙江大学硕士学位论文 第2 章多a g 蚰t 技术及其在自治计算中的应用 实施。实际上，基础级a g e n t s 和应用级a g e n t 开发框架联合形成了网格基础结 构的上层设施本身。 2 4 本章小结 a g e n t 从人工智能分离出来有多种原因，最明显的就是分布式协作处理 ( d i s t r i b u t e dc o o p e r a t i v ep r o c e s s i n g ) 和 a g e n t间通信( i n t e r a g e n t c 0 珈u n i c a t i o n ) 的概念的影响。如今，a g 卸t 技术的研究正如火如荼的展开。本 章简要的从概念上介绍了a g e n t 以及若干相关研究。 2 1 节介绍了我们对a g e n t 的认识，a g e n t 的概念很广，本节主要从其理论上 对它进行概念说明，并a g e n t 的实现软件a g e n t 的概念和研究方向；单个a g e n t 功能有限，多个协作可以实现更强的功能，在2 3 中介绍多a g e n t 系统的概念和 研究难点。 浙江大学硕士学位论文第3 章管控a g c t l t s 社交行为的基础结构 第3 章管控a g e n t s 社交行为的基础结构 3 1 总体架构 为实现虚拟组织间资源共享和协同工作的功能而且同时具有自主管理的特征 的多a g e n t 体系，我们实验室已经从不同的角度对这个问题进行了研究。嘲”“ “删采用软件a g e n t 作为入和组织( 企事业) 的代理，以政策导向的方式自 主管理服务的提供和获取以及a g e n t 间的协同工作，并由此强化和延伸人类的社 交智能溉删为目标，我们实验室提出支持a g e n t 社交活动的方法体系s a s a 5 嘲( a 硼e t h o ds y s t e mf o rs u p p o r t i n ga g e n ts o c i a la c t i v i t i e sf r o m5d i m e n s i o n s ) ， 旨在以社区联邦式的政策导向型社会体制为主线，从5 维：信息建模、中介服 务、理性协商、法制管理和用户调控，去建设开放式、多方位、系统化、安全的、 且易于人透明调控的社交活动基础结构( i m c s b a ) 。 骨 ( 叽，a m ，分别指示成员、熟人和陌生a g e n t ， 舭、m e a 分别指示联邦管理和中介服务 g e n t ) 图3 1a g e n t 联邦的构成和动态组成 该方法体系s a s a 5 将社区联邦式的社会体制作为组织a g e n t 社交活动的总体 框架，而给社交活动制定的政策则作为引导和协调a g e n t 社交行为的准则。社区 联邦式的社会体制是指将a g e n t 联邦作为人或组织在_ | e b 的代理，联邦应协作 需求动态生成，发起协作的a g e n t 作为联邦管理者，a g e n t 联邦的可以嵌套和虚拟 化；如图3 一l ，联邦由称为m a 的管理a g e n t 和成员a g e n t s ( m i ) 构成，并可动 态吸收熟人a g e n t s ( a j ) 参加。联邦设置某个m i ( 如m 1 ) 作为与人交互的a g e n t 的w e b 接口，熟人a g e n t s 则选自中介a g e n t ( m e a ) 推荐来分担操作活动的陌生 9 浙江大学硕士学位论文第3 章管控a g e n t s 社交行为的基础结构 a g e n t s ( u k ) 。a g e n t 协作由姒集中管理，姒自身又可代表联邦参加上层联邦( 作 为其成员或熟人) ，从而形成嵌套的a g e n t 联邦。联邦管理者通过面向活动分担 的联合意向( a s 叮i ) 嘲来集中管理和协调a g e n t s 间的合作。复杂问题求解活动 ( 任务) 可通过层次分解来细分，每个复合活动由相应的a g e n t 联邦负责完成， 不再分解的基本活动作为单一a g e n t 可提供的服务加以执行。 服务寻求政策中介政策 胸姒?吐蝴 i 遵从遵从i 用户政策制订鼍丝1 擀。中介政箫制订 遵从 蕊 ，1 举 f 悱合同i 揠 邑协商协议l i 、 处 捌 ，理 - 用户政策铜订。 r1r 捻。法制政策制订 m 遵从 遵从 1， 服务提供政策 法制政策 图3 五政策导向的软件a 鲫t 自主管理示意图 给a g e n t s 参与的各种社交活动制定约束政策，可以实现政策导向的a g e n t 社 会，也成为人类宏观和透明地调控a g e n t 行为的有效手段。图3 2 给出政策导向 的a g e n t 社会示意图，只涉及4 个a g e n t 联邦的i i a ：姒s 、m a p 、m a i l l 、 i a l ，分别 指示软件服务寻求者、软件服务提供者、中介服务提供者和法制服务提供者。这 些联邦的所有者( 主人) 分别制定了服务寻求、服务提供、中介和法制政策；软 件服务的供、需方( 漱p 和凇s ) 动态选择适当的协商协议，并经协商达成协作 合同( 作为协作政策) 。合同成为m a p 和m a s 协作时调控彼此协作行为的准则， 一旦出现违约行为，可以经协商解决，或依据法制政策向m a l 举报。中介和法制 政策则作为m a m 、m a l 提供中介服务和法制服务的准则。 浙江大学硕士学位论文第3 章管控a g e 吣社交行为的基础结构 遵循社区联邦式的政策导向型a g e n t 社会体错提供的开放、安全和灵活的总 体框架，s a s a 5 从5 维：信息建模、中介服务、理性协商、法制管理和用户调控， 提供逻辑构架和相关的基本要素，去建设支持a g e n t 社交活动的基础结构。具体 包括： 信息建模信息内容语义的清晰化。语义清晰的信息交互是a g e n t s 展开 和协调社交活动的必要基础；建立基于共享本体论的信息模型，使得a g e n t s 能 以赞同一致的表示方式和语义清晰的术语传递需交换的信息内容，有助于实现 a g e n t s 间的语义互操作。 中介服务a g e n t 中介服务的体系化。辅助服务是a g e n t s 展开和协调社 交活动的催化剂；为使a g e n t s 能够及时、准确和便捷地寻找到协作伙伴和获得 所需的软件服务，建立中介服务体系是强化a g e n t 社交活动成效的重要环节。 理性协商a g e n t 协商过程的理性化。通过协商建立优化的协作关系和妥 善处理协作过程出现的异常情况是a g e n t s 展开和协调社交活动的有效手段；基 于内容建模的理性化协商机制依赖灵活的协商协议和基于通信内容的推理技术， 使a g e n t s 在社交活动中具有较高的协商智能。 法制管理 g e n t 行为规范的法制化。社交活动需要安全、公正和可控的 法制屏障；只有建立基于政策的法制化管理体系去规范和约束a g e n t s 的社交行 为，人类才有理由信任a g e n t 社交活动能代表和保护a g e n t 主人的利益。 用户调控a g e n t 行为调控的个性化。只有在人能以便捷、透明的手段去 按个性调控a g e n t s 的社交行为时，才会有大量用户愿意将a g e n t s 作为其在网络 虚拟世界的代理；让用户按商务逻辑给a g e n t s 指派行为政策，并建立用户习性 ( p r o f i l e ) 模型，有助于实现人机阆的无缝连接。 浙江大学硕士学位论文第3 章管控a g 即t s 社交行为的基础结构 册s c 的开发环境印运行环境 图3 3a b f s c 的开发环境和运行环境 我们建立了管控a g e n t 建模和运作的体系结构，为了强化a g e n t s 参与社交活 动的操作能力，该体系结构遵照s a s a 5 ，从五维作了全面的扩展和提升，包括使 用o k r l 定义软件服务、应用域本体论和社交政策，应用o m l 作为通信语言，依 赖中介服务寻求和提供软件服务，通过理性的协商选择协作伙伴，内嵌政策遵从 机制( 目前仅面向合同遵从) 和向法制型a g e n t 联邦报警的操作，支持用户给 a g e n t s 制定社交政策并在协商过程中贯彻体现于政策的用户意愿，使该体系结构 进化为支持a g e n t 社交活动的个体操作平台。它从整体上分为两部分：开发环境 和运行环境( 图3 3 ) 。开发环境提供图表化人机界面去指导和辅助a g e n t 模型( 描 述活动、意向、复合活动的调度计划等) 和多种信息模型( 包括软件服务、行为 约束政策以及领域本体论) 的编制，支持应用开发人员设计用于不同目的、用途 和领域的各种a g e n t s ，以满足组织和个人用户的需求。运行环境则提供a g e n t 引 1 2 浙江大学硕上学位论文第3 章管控a g c 鹏社交行为的基础结构 擎，依据a g e n t 模型和信息模型去展开和协调社交活动，包括请求中介服务，通 过理性协商建立优化的协作关系和妥善处理协作过程出现的异常情况，使自身行 为遵从约束政策( 如协作合同) ，并依据用户制定的个性化政策调控自身的社交 行为。 正是采用了社区联邦式的政策导向型社会体制，并全方位( 5 维) 推动社交 活动基础结构的建设，方法体系s a s a 5 避免了只考虑a g e n t 社交活动的部分要素 而导致的不一致和不协调问题，大幅度提高了a g e n t s 作为人的网络代理去延伸 人类社交智能的可行性和有效性。 3 2 运行环境架构 从软件合成的角度来看，应用系统即为软构件的包容器。包容器致力于组织 和控制软构件的协同工作，并支持软构件间的柔性联接。 整个应用系统( 相应于运行环境) 的体系结构包括协作规划、软构件配置以 及软构件在实现应用系统的全局和局部功能中所起的作用和地位。其中，软件 a g e n t s 、a g e n t 技能和常规软构件形成上层、中层和下层三个级别的软构件。( 或 称为宏、中、微构件) 。 3 2 1 运行环境的宏观架构 本体系结构是在分析了目前企业的组织结构之后，模仿企业组织结构提出来 的。企业的日常行为可以看作是完成一个任务集的过程。一个复合任务可以分解 为多个子任务，而子任务也可以进一步细分，最终的原子任务通常由单个企业职 员来完成。对应的，在i 们s 队框架中，这个复合任务将通过多个a g e n t 协作完 成，a g e n t 协作组中的每个成员a g e n t 负责对应的子任务。如果该子任务不能进 一步分解，那么该成员a g e n t 通过它拥有的技能来完成这一子任务，如果该子任 务还需要进一步分解，那么这个成员a g e n t 负责去组织另一个a g e n t 协作组来完 成这一子任务。因此在本系统框架中，运行环境的体系结构分为两个：a g e n t 协 作，a g e n t 技能合成”。 3 2 2 运行环境的微观架构 作为本系统的运行部件，软件a g e n t 是组成整个体系的微观个体。作为运行 时刻的微观主体，软件a g e n t 的设计成功与否决定了整个本系统的成败。 社交型a g e n t s 的体系结构框架设计为由a g e n t 协作和技能合成构成的双层次 包容体系结构。通过领域接口，技能合成层将基于中闻件( j 2 旺、e 0 r b a 、c o m 、 浙江大学硕士学位论文 第3 章管控a g 叨t s 社交行为的基础结构 d c 0 m ) 技术建立的应用域组件( 和基于w s d l 的常规软件服务) 封装为能由a g e n t 引擎集中调控的a g e n t 技能。a g e n t 协作层则以面向活动分担的联合意向为主线， 清晰和灵便地定制a g e n t 协作的柘朴结构和动态交互行为。软件a g e n t 的体系结 构如图3 4 所示。其中的协作层与领域层分别对应宏观结构中的a g e n t 协作层与 a g e n t 技能合成层。 协作层支持骼a 实现联邦内外相关a g e n t 间协作的联合调度，该层由联合调 度机制、协作知识库和信息黑板三部分组成。联合调度机制由合作协商模块、意 向规划模块和意向执行模块构成。后两者分别执行面向特定目标( 即意向) 的联 合规划和联合行动，并通过合作协商模块与其它a g e n t 联系和协商，实现紧凑协 调的规划和行动。协作知识库包括两个知识模型：熟人模型和自身模型，后者又 由配置模型和意向模型集构成。这些模型成为m