（计算机应用技术专业论文）可移动平台上上下文信息服务组合框架的设计与实现.pdf

u n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g yo f c h i n a at h e s i sf o rm a s t e r sd e gr e e d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o fc o n t e x ti n - - f o r m a t i o ns e r v i c ec o m p o s i t i o nf r a m e - w o r ko nm o b i l ed e v i c e a u t h o r sn a m e ： s p e c i a l i t y ： 一 s u p e r v i s o r ： 1 1 o tl n l s h e dt l m e ： r 一 f 1 1l a n x l a n g3 u c o m p u t e ra p p l i c a t i o na n dt e c h n o l o g y p r o f j i n gl i a p r i l ，2 0 11 中国科学技术大学学位论文原创性l 声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成 果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写 过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确 的说明。 作者签名：杰蛹签字日期：趋! ! ：查：垒c 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥 有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入中国学 位论文全文数据库等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 咙开口保密( 年) 作者签名： 笑宝苴日：d ( i e l d f 签字期：兰竺! 三二竺 导师繇参 ； 签字日期：盘! ! ! ：! ：鉴 摘要 摘要 上下文被定义为“任何用于描述实体状态的信息”，实体可以是“任何在人 机交互中相关的对象”，如人，地点等。目前，在智能手机为代表的可移动设备 中，上下文信息的来源十分广泛，从内置于可移动设备中的传感器( 如g p s ，加 速传感器) ，到来自网络的w e b 服务( 如g o o g l em a pa p i ) ，再到手持设备中大 量的用户信息( 如通话记录) 。 丰富的上下文信息的获取使得上下文感知应用的开发急速增长，同时也产生 了一个问题如何快速有效地管理并组合这些上下文感知应用。事实上，在互 联网领域，已有大量的关于服务组合系统的研究工作披露。同时，在可移动设备 上的服务组合系统也逐渐进入研究视界，但考虑到隐私和带宽问题，将所有上下 文发送到服务器上再作组合或混搭的方式并不能被接受；因此，寻求一种上下文 服务的管理和组合方法，并通过一种系统级工具加以实现，应该具有一定的学术 研究价值和实际应用价值。 在本文中，我们首先分析了在w e b 领域中的服务组合和混搭技术，着重介绍 了服务发现，管理，调用以及组合和混搭时所采用的关键技术；另方面，针对 服务组合的一般步骤和相关文献的报道，我们阐述了服务组合及其自动化的系统 框架通常所需要的主要功能组件以及相互协作步骤。 随后，我们结合可移动平台上上下文信息源的特点和服务组合的一般方案， 提出了可移动平台上的服务组合方法。上下文信息服务以组件的方式运行于系统 之中。j 司时，我们定义了适合在可移动平台上使用的上下文信息源描述语言c s d l ( c o n t e x ts o u r c ed e s c r i p ti o nl a n g u a g e ) 和上下文过程描述语言c p d l ( c o n t e x t p r o c e s s i n gd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ：前者对上下文信息源服务进行了描述：包 括服务的标识符，接口，图形界面的标识符等相关信息；后者用于描述上下文信 息源服务之问逻辑功能的组合和图形界面的混搭，c p d l 是面向终端用户的描述 性编程语言，用于引导终端用户开发自己所需的个性化应用。 接着，我们在n o k i a 的n 9 0 0 智能手持手机上设计并实现了上下文信息服务 组合和混搭的原型系统框架。该框架被划分为多个功能独立且相互协作的功能模 块，包括c s d l 服务管理模块，c p d l 解析模块，c p d l 运行时引擎以及w s d l 自动 转化模块等。各个模块相互合作，在原型框架下实现上下文信息服务的管理，调 用，组合以及混搭。通过q t 以及d - b u s 等关键技术，c p d l 被转化为标准c + + 语 言，并借助于进程闸的通讯以及q t 图形控件的组合等手段实现了服务组合和混 搭。并且，基于此原型框架，我们实现了一个由三个服务组合和混搭而形成的“寻 i 路”应用，进一步验证系统的可用性和有效性。 最后，我们对以上提到的服务组合方案进行了探讨。通过引入实体的概念， 并综合考虑实体的从属关系和服务的输入输出实体，将构建一张包括所有可用服 务的有向图。通过考察有向图中的有效路径，以实现服务组合的自动化发现。同 时，在有向图的某些适当部位添加描述服务非功能性的属性值，可以对所有可能 的服务组合进行质量评估。 关键词：服务组合界面混搭上下文感知可移动设备 a b s t r a c t ab s t r a c t c o n t e x ti sd e f i n e da s ”a n yl n f o r m a t i o nt h a tc a nb eu s e dt oc h a r a c t e r i z et h es i t u a t i o no fa ne n t i t y ”，a n dt h ee n t i t yr e f e r st o ”a n yo b j e c tr e l e v a n tt ot h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nau s e ra n da p p l i c a t i o n ”，s u c ha sap e r s o n ，p l a c e ，e t c t o d a y , o nam o b i l ed e v i c e ， e s p e c i a l l yo nas m a r tc e l lp h o n e ，c o n t e x ti n f o r m a t i o ni sa b u n d a n tf r o ma l lk i n d so f c o n t e x ts o u r c e s ，i n c l u d i n gi n f o r m a t i o nf r o mt h es e n s o rw r a p p e di nt h em o b i l ed e v i c e ( g p s ，a c c e l e r o m e t e r ) ，i n f o r m a t i o np r o v i d e dt h r o u g ht h ew e b - s e r v i c e ( g o o g l em a p a p i ) a n di n f o r m a t i o ns t o r e di nu s e r sp r o f i l e ( p h o n el o g ) r i c hc o n t e x tm a k e st h ee x p l o s i o no ft h ec o n t e x t - w a r ea p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n t a n dt h e r e f o r er a i s e sap r o b l e mt h a th o wt om a n a g ea n d c o m p o s et h e s ec o n t e x t - a w a r e a p p l i c a t i o n se f f e c t i v e l ya n de f f i c i e n t l y i nf a c t ，t h e r eh a v eb e e ns e v e r a lr e s e a r c h e st o r e a l i z es e r v i c ec o m p o s i t i o na tas t a n d p o i n to fs y s t e mi nt h ef i e l do fw e b a n dm e a n - w h i l e ，t h es y s t e md e p l o y e di np r a c t i c e ，p a r t i c u l a r l yo nm o b i l ed e v i c ep l a t f o r m ，i sa l s o g o i n gi n t ot h ea t t e n t i o no ft h er e s e a r c h e r s ，b u tc o n s i d e r i n gt h ei s s u eo fp r i v a c ya n d n e t w o r k i n g ，i tw o n 。tb et h eb e s tc h o i c et ou p l o a da l lt h ec o n t e x ti n f o r m a t i o nt ot h e c e n t r a ls e r v e r s oas y s t e m l e v e lt o o lt om a n a g ea n dc o m p o s et h ec o n t e x t a w a r e 印一 p l i c a t i o n0 nm o b i l ed e v i c ep l a t f o r ms h a l lb es i g n i f i c a t i v eo nr e s e a r c ha n da p p l i c a t i o n f i e l d s i nt h i sp a p e r , w ef i r s t l ya n a l y z et h et e c h n o l o g yo fs e r v i c ec o m p o s i t i o na n dm a - s h u pi nt h ew e bf i e l d ，w h i c hf o c u s e so nt h ek e yt e c h n o l o g yu s e do ns e r v i c ed i s c o v e r y , m a n a g e m e n t ，i n v o c a t i o na n dc o m p o s i t i o no rm a s h u p o nt h eo t h e rs i d e ，c o n s i d e r i n g t h eg e n e r a lp r o c e s so ft h es e r v i c ec o m p o s i t i o na n dp e r t i n e n tl i t e r a t u r er e p o r t e d ，w e s t a t et h em a i nf u n c t i o n a lm o d u l e sa n do r c h e t r a t i o np r o c e s s i n ga m o n gt h e mo ns e r v i c e c o m p o s i t i o na n di t sa u t o m a t i o n t h e n ，w ec o m b i n et h ec h a r a c t o ro fc o n t e x ti n f o r m a t i o ns e r v i c eo nm o b i l ep l a t - f o r ma n d g e n e r a lp r o c e s s i n go fs e r v i c ec o m p o s i t i o n ，a n dp r o p o s et h es e r v i c ec o m p o - s i t i o nm e t h o do nm o b i l ep l a t f o r m c o n t e x ti n f o r m a t i o ns e r v i c er u n su n d e rt h es y s t e m a sac o m p o n e n t w ea l s od e f i n et o wk i n d so fl a n g u a g e s - c s d l ( c o n t e x ts o u r c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) a n dc p d l ( c o n t e x tp r o c e s s i n gd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) - w h i c hi s f i tf o ru s i n go nm o b i l ep l a t f o r m ；t h ef o r m e rd e s c r i b e sc o n t e x t - s o u r c es e r v i c e ，c o n r a i n i n gt h ei d e n t i f i e r , t h ei n t e r f a c e ，t h eu ii d e n t i f i e ra n ds o m eo t h e ri n f o r m a t i o n ，a n d t h el a t t e rd e s c r i b e st h el o g i cc o m p o s i t i o na n di n t e r f a c em a s h u pa m o n gt h es e r v i c e s ， i i i a b s t r a c t o r i e n t e dt oe n d - u s e rp r o g r a m m i n g ，w h i c hg u i d e se n d u s e rt od e v e l o p ep e r s o n a l i z e d a p p l i c a t i o n s e q u e n t i a l l y , w ed e s i g na n di m p l e m e n tt h ep r o t o t y p es y s t e mf r a m e w o r kt oe n a - b l et h ec o n t e x ti n f o r m a t i o ns e r v i c ec o m p o s i t i o na n di t sa u t o m a t i o n t h ep r o t o t y p e s y s t e mf r a m e w o r kc o n t a i n ss e v e r a lf u n c t i o n a li n d e p e n d e n ta n d o r c h e s t r a t i o nc o o p e r a t i v em o d u l e ，i n c l u d i n gc s d ls e r v i c em a n a g e m e n tm o d u l e ，c p d lp a r s e rm o d u l e ， c p d lr u n t i m ee n g i n ea n dw s d la u t o m a t i ct r a n s f o r mm o d u l e t h e s ee n t i r em o d u l e sm e n t i o n e da b o v ec o o p e r a t em u t u a l l y ；e n a b l et h em a n a g e m e n t ，i n v o c a t i o n ，c o m p o s i t i o na n dm a s h u po ft h ec o n t e x ti n f o r m a t i o ns e r v i c e su n d e rt h ep r o t o t y p es y s t e m f r a m e w o r k w i t ht h eh e l po fs e v e r a lk e yt e c h n o l o g i e ss u c ha sq t , d - b u sa n de t c ， c p d li st r a n s f o r m e dt os t a n d a r dc + + l a n g u a g e a n dt h e nt h r o u g ht h ec o m m u n i c a t i o n b e t w e e np r o c e s s e sa n dq tu ic o m p o n e n t ，s e r v i c ec o m p o s i t i o na n dm a s h u pa r er e a - l i z e d w h a t sm o r e ，u n d e rt h i sf r a m e w o r k ，w er e a l i z ea ”t o u r - g u i d e ”a p p l i c a t i o nc o m p o s e da n dm a s h u p p e db yt h r e ei n d i v i d u a ls e r v i c e s ，t h a tp r o v e s t h ea v a i l a b i l i t ya n d v a l i d i t yo ft h ef r a m e w o r k f i n a l l y , w ed e e p e nt h er e s e a r c ho nt h es e r v i c ec o m p o s i t i o nm e t h o du n d e ro u r f r a m e w o r k b yi n t r o d u c i n gt h ec o n c e p to fe n t i t y , a n ds y n t h e s i z et h eh i e r a r c h yr e l a - t i o n s h i pa m o n gt h ee n t i t i e sa n dt h es p e c i f i c a t i o nt h ei n p u ta n do u t p u te n t i t yo fa s e r v i c e ，w ec a ng e ta l lo r i e n t e dg r a p hi n c l u d i n ga l lt h es e r v i c e sa v a i l a b l e t h ee x p l o r i n g p r o c e s s i n go fa l le f f i c i e n tp a t ho ns u c ha no r i e n t e dg r a p h i se x a c t l yt h ea u t o m a t i o no f as e r v i c ec o m p o s i t i o n m e a n w h i l e ，b ya d d i n gn o n - f u n c t i o n a la t t r i b u t ev a l u ei n t ot h e o r i e n t e dg r a p h ，w ec a ng i v eaq u a l i t ye v a l u a t i o nf o ra l ls e r v i c ec o m p o s i t i o n sa v a i l a 。 b l e k e yw o r d s ：s e r v i c ec o m p o s i t i o n ，i n t e r f a c em a s h u p ，c o n t e x t a w a r e ，m o b i l ed e v i c e i v 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i ii 目录v 第l 章绪论1 1 1 研究意义1 1 2 研究现状2 1 3 本文主要工作3 1 4 本文组织结构3 第2 章上下文服务组合应用的组合方法简介5 2 1上下文以及上下文感知应用的概述5 2 1 1 上下文简介5 2 1 2 上下文感知应用6 2 1 3 上下文感知应用系统7 2 2 服务与数据整合的研究7 2 2 1 服务组合的技术7 2 2 2 基于流程的服务组合1 1 2 2 3 基于语义的服务组合1 2 2 3 混搭技术。1 9 2 3 1 混搭技术及其关键技术1 9 2 3 2 混搭技术的已有开发框架2 0 2 4 服务组合的自动化的研究2 2 2 4 1w e b 服务的自动组合框架2 2 2 4 2 基于流程技术的服务自动化组合2 3 2 4 3基于a i 规划的服务自动化组合2 6 2 5 本章小结2 8 v 目录 第3 章m a e m 0 平台上的上下文服务组合框架的设计3 1 3 1 系统概述3 l 3 2 服务及服务组合的描述语言3 l 3 2 1 上下文信息服务3 2 3 2 2 上下文源描述语言( c s d l ) 3 2 3 2 3 上下文过程描述语言( c p d l ) 3 7 3 3 系统架构与功能模块4 l 3 4 服务组合和界面混搭的场景实例设计4 4 3 5 本章小结：4 4 第4 章m a e m 0 平台上的上下文服务组合框架的实现4 7 4 1系统实现的技术支持4 7 4 2 系统实现的关键技术4 7 4 2 1 m a e m o 系统4 7 4 2 2 q t 和q t c r e a t o r 4 8 4 2 3 q t 信号量和信号槽机制4 9 4 2 4 d b u s 5 0 4 3 对描述语言的解析5 2 4 3 1 对c s d l 文件的解析5 2 4 3 2 对c p d l 文件的解析5 3 4 4 对原型系统各个模块的实现5 4 4 5 上下文服务组合及混搭的实例场景的实现5 7 4 5 1 原子服务5 8 4 5 2 服务组合6 l 4 5 3 服务组合及混搭的操作流程6 3 4 6 本章小结6 3 第5 章基于有向图模型的服务组合自动化研究6 5 5 1m a e m o 上原型系统框架的局限性6 5 5 2 输入输出的语义表述以及上下文实体树的建立6 5 5 2 1c s d l 参数与实体的绑定：6 5 5 2 2 实体库的动态构建和组织6 6 v i 目录 5 3 对上下文服务自动组合的有向图模型6 6 5 4 本章小结6 7 第6 章结束语6 9 6 1 本文的工作6 9 6 2 对未来工作的展望6 9 参考文献7 1 致谢7 5 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果7 6 v i i 第1 章绪论 第1 章绪论 随着硬件技术的快速发展，人们获取上下文信息的方法和途径快速扩展；人 们置身于能提供实时信息和响应用户需求的各种智能设备中，人机交互与普适计 算逐渐渗透进入我们的生活之中，并引发以物联网为代表的技术发展。信息的爆 炸式增长带来诸多应用可能性的同时，也为信息的有效合理运用带来挑战。由于 传统的人机交互方式无法满足需求，因而研究者提出了以上下文方式组织信息， 并以此发掘人机交互时的潜在信息。 与此同时，处理相关信息的相应服务应用也大量产生。如何对服务进行有效 管理和合理应用，并进而通过对服务的逻辑互联和混搭呈现，为用户提供更为个 性化的服务，成为亟待研究的问题。在互联网领域，w 3 c 组织已经领导和制定 了大量的技术标准，支持对不同来源，不同组织提供的服务进行统一描述，这成 为服务组合的技术的基础。 本文对服务组合方法以及服务组合自动化的相关方法进行了探讨，并设计和 实现了可移动平台上的上下文服务组合的系统框架，并基于该系统框架上对服务 组合的自动化方法进行了研究。 1 1 研究意义 硬件的飞速发展极大的扩展了可移动设备中所涉及的信息量，也极大地丰富 了可移动设备用户可处理的信息量。同时，海量数据加大了数据管理与处理的难 度，用户不再满足于对特定数据的简单应用，而希望能借助更广泛的数据源使得 应用更为智能化和个性化。这些来自各种信息源的海量的信息被视为上下文信息， 借助上下文信息的协助，可移动设备将以如下更为智能的方式与用户进行交互： 某个信息的产生将伴随着用户可能感兴趣的相关信息的产生； 若干信息的改变可能导致某个应用主动执行为用户提供服务； 用户可以定制某些信息的关联性以提高人机交互中信息交互的效率。 方式的革新将导致大量上下文信息处理应用的产生，如何对这些应用进行有 效地管理和运行成为研究关注的焦点。上下文信息应用的指数式增长可能带来的 问题包括： 大量功能相似的应用的重复性开发会，降低了应用开发和使用的效率； 另一方面，每个应用可能只针对特定情形，应用的可重用率较低。 若干应用可能对使用相同的信息源进行重复性的调用，浪费了总体资源， 1 第1 章绪论 加重了系统负载； 因此，为了解决上述问题，研究者试图将应用划分为若干功能独立的服务模 块，并通过某种简单方式加以组合，得到所需的应用。以这种方式得到的应用通 常具有实时性，短期性，针对性等特点，因而更加符合用户的实际目的和使用习 惯。而如何划分若干服务，如何对其进行管理，通过何种方式组合上述服务得到 应用，即是目前研究工作中的重点。 1 2 研究现状 在互联网领域，服务组合的方法已经有大量的研究成果，包括w 3 c 在内的 各大组织指定了相关规范支持服务的发现，管理，调用以及组合。 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展通讯语言) 是实现服务组合的基 础，它为结构化的数据描述提供了方便的途径；s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s s p r o t o c o l ，简单对象访问协议) 定义具体通讯时的消息传输协议，w s d l ( w e b s e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w e b 服务描述语言) 对一个服务的消息，操作和 绑定等信息进行了描述，u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ； 统一描述、发现和集成协议) 为整个网络提供一个全局的服务发现机制。上述技 术均是由w 3 c 组织提出的w e b 服务的技术标准，他成为服务描述以及服务之间 相互通讯的基础。 服务组合的方法众多，基于流程的组合方法中，b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s s e x e c u t i o nl a n g u a g e ，业务流程执行语言) 是其代表，它试图通过若干流程化的 语句表达服务的组合方案，一个服务组合被视为一个活动，通过调用由w s d l 描述的相应服务操作，实现服务与活动的交互，最终实现该活动的功能，即实现 服务组合。 另一方面，在对网络资源的本体论描述基础之上，发展出了一套基于语义的 组合方法，其目标是向整个互联网推广语义网的概念：该方案首先将所有的w e b 资源都通过r d f ( r e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ，资源描述框架) 加以描述， 通过u r i ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r ，统一资源标识符) 和三元组所有w e b 上 的对象都被加以标识，接着借助本体论的思想及其o w l s ( o n t o l o g yw e b l a n g u a g ef o rs e r v i c e s ，网络服务的本体论语言) ，服务的功能，构建模型和实现 细节被分别加以描述；由于此处的服务也可能是若干服务组合而成的复杂服务， 因此服务组合的设计与实现也可通过该方案完成。 与此同时，服务界面的组合技术也在发展，并发展一系列的混搭技术，受到 各个主要i t 公司的关注，包括y a h o o ，g o o g l e ，m i c r o s o f t ，i n t e l ，w i k i p e d i a 在 2 第1 章绪论 内的各大公司都推出了符合自身特点的支持服务混搭的系统工具。 自动化服务组合问题的产生是服务组合研究发展的必然趋势，服务请求者， 服务提供者和服务组合支撑框架是服务组合及其自动化过程中的三个重要参与 者。而转换模块，过程生成模块，评价模块，执行引擎和服务注册处是服务组合 及其自动化的支撑框架的五个常见的重要模块。目前大量的原型系统中，主要划 分为基于工作流和基于a i 规划的自动服务组合方法。两种方案都有原型系统框 架的相关工作披露。 1 3 本文主要工作 上下文服务及其组合的描述 通过设计c s d l ( c o n t e x ts o u r c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，上下文源描述语言) 与c p d l ( c o n t e x tp r o c e s s i n gd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，上下文处理描述语言) 我们 可以对来自不同来源的上下文服务进行统一描述，并提供服务间组合及混搭的有 效方法，实现终端用户服务组合的简单编程。 系统框架和模块的设计与实现 我们在智能手机m a e m o 平台的实现上下文服务组合的原型系统，系统分 为c s d l 服务管理模块，c p d l 解析模块，c p d l 运行时引擎以及w s d l 转化工 具几个部分，通过几个部分的协作最终实现服务的组合。 自动化服务组合方法的实现 通过对上下文的实体建模，我们提出了一种实现上下文服务自动组合的方法。 并且基于该方法，可以对上下文服务组合的质量进行评估。 1 4 本文组织结构 本文的组织结构如下： 第l 章是绪论。说明了本文研究工作的动机、目标以涉及的相关领域、国内 外研究的现状、相关领域中的已有研究成果，研究的空白，研究依托的技术，设 计思想以及最终的工作成果。 第2 章介绍了相关的研究背景，包括： 介绍上下文及上下文感知应用。首先对上下文以及上下文感知应用的进行了 明确的定义和系统的分类。然后介绍了若干已有的上下文感知应用的系统框架。 介绍了目前数据和服务整合的方法。首先介绍若干支持服务组合的技术基础， 接着分别描述了基于流程和基于语义的服务组合方法。最后，针对数据呈现，论 3 第1 章绪论 述了目前流行的混搭技术以及现有的混搭工具。 介绍了目前自动化服务组合方法的研究现状。首先论述了通用的自动服务组 合的功能模块的架构，及其各个模块间的协作方式，接着分别介绍了现有的基于 工作流和基于a i 规划的自动化服务组合的方法，最后介绍已有的自动服务组合 的系统框架。 第3 章介绍了m a e m o 平台上上下文服务组合框架的设计。重点描述框架 中核心的描述语言。接着论述了框架的各个功能模块的功能，以及相互协作方式。 第4 章介绍了m a e m o 平台上上下文服务组合框架的实现。首先对实现框 架所用到的开发技术和开发环境进行了介绍。接着论述了核心语言的解析。然后 论述了系统各个模块的实现。最后通过在该原型框架下完成一个演示应用论证了 该系统的可用性。 第5 章提出一种基于实体的自动服务组合方案。首先分析了第五章系统的不 足，接着提出了一种通过引入语义实体进行自动服务组合，最后表述了如何基于 该方法进行组合服务质量的评估。 第6 章是结束语，对本文的主要工作进行了总结，并对未来的工作作了进一 步的展望。 4 第2 章上下文服务组合应用的组合方法简介 第2 章上下文服务组合应用的组合方法简介 2 1上下文以及上下文感知应用的概述 2 1 1 上下文简介 人类非常善于进行信息传递和个体问交互。这其中包含多种原因：人类之问 共享丰富的语言，对世界存在大量共同理解的常识，以及对日常状况有潜在的理 解。当人类之间相互交谈的时候，他们能够使用某些潜在的信息增加交流的信息 量，这些信息被称为上下文。但是，在人机交互领域，刚才所提到的潜在信息还 无法有效传递。在传统的交互计算中，用户可以使用的提供输入的方式十分匮乏； 另一方面，目前的计算机也无法有效地利用在人机交互时可获取的上下文信息。 为了提高计算机对上下文的访问，同时也随着人机交互的交流方式的日益丰富， 对上下文信息的关注日益提高。 2 1 1 1 上下文的定义 上下文被定义为任何可以用来描述实体状态的信息；实体可以是一个人，一 个地点，或是任何与用户和应用问的交互相关的对象，也包括用户和应用本身 ( g r e g o r yd ，e ta 1 1 9 9 9 ) 3 。 对于特定的应用场景，应用开发者需要界定应用所涉及的上下文。如果某种 信息可以被用来描述一次交互中参与者的状态，那么该信息被认为是上下文。例 如，在一个显示周围酒店地址的应用中，由于不同国家有不同的地址表达方式， 因此位置是一种上下文，它将决定以何种形式显示酒店的地址。 2 1 1 2 上下文的分类 对上下文信息的有效分类有助于开发者更方便地搜寻所需的上下文信息。一 般而言，上下文感知的应用更关注于实体中的主体，地点，时间以及事件，并通 过上述信息解释某种状态的转换。一种状态是否产生不是有应用本身决定的，而 是由应用的设计者制定。设计者将决定某类上下文信息的出现将导致某一种状态 的产生，并导致应用中某一些行为的发生。 在实际应用中，一些上下文信息类别对上下文感知的应用更为重要，它们包 括位置，标识，活动和时间( g r e g o r yd ，e ta 1 1 9 9 9 ) 4 。位置，标识，时间和地 点是描述某个特定实体的主要上下文类型。这些上下文信息不但提供了最基本的 5 第2 章上下文服务组合应用的组合方法简介 描述，同时也可以作为其它上下文信息的索引。例如，对一个人的i d ，信息可 能不仅止于身份证号，其它的相关信息，比如电话号码，地址，邮编，生日，通 讯录及其社会关系，都可以作为i d 信息的一个方面组织在i d 索引下。因此， 上述的基本上下文信息可以作为次级上下文信息的索引。又如，通过获取一个实 体的位置信息，可以获取该实体周围客体和主体，并预测某些活动的产生。因而， 一个实体基本的上下文信息也可以作为其他实体的上下文信息的索引。 对上下文的分类有助于开发人员为应用选择合适的上下文信息，组织需要的 上下文信息并搜索相关的上下文信息。 2 1 2 上下文感知应用 2 1 2 1 上下文感知的定义 一个系统是否是上下文感知的，取决于系统是否根据用户的具体任务，利用 上下文来向用户提供相关的信息或服务( g r e g o r yd ，e ta 1 1 9 9 9 ) 6 0 上下文感知 的应用包含相当广泛：不仅是那些可以主动适应上下文的应用，也包括那些为用 户简单地提供关联上下文呈现的应用。 2 1 2 2 上下文感知的分类 上下文感知的应用可以依据其对上下文感知的不同功能特点的支持而区分 为三种种类：( g r e g o r yd ，e ta 1 1 9 9 9 ) 7 。8 将信息和服务呈现给用户： 一类上下文感知应用被称为相似选择，它们能够依据实时的上下文信息，为 用户提供相关信息的检索。例如：当呈现一个对象或地点的表单时，系统将发现 和用户上下文相关联的对象和地点，并对其做出明显标记或将其置于显著的位置。 另外一类上下文感知应用会根据上下文信息不同提供不同的服务供用户手动调 用，它们和前者有相似的特征。 服务的自动化执行： 某些上下文感知应用可以根据当前的上下文信息自动化地更新信息。应用将 可以自动化地发现和调用于当前上下文相符合的资源。只要合适的上下文信息的 组合发生，服务将被自动调用执行。同时，部分此类应用的执行方式也会根据上 下文信息的不同做出调整。 对上下文信息进行标记： 此类上下文感知应用允许用户将自定义的信息同上下文信息将绑定。例如， 用户可以对某些酒店入住后服务感受做出评价，此后，当其他用户再次访问到该 酒店是，将可以查看先前用户的评价，帮助用户决策。 6 第2 章上下文服务组合应用的组合方法简介 2 1 3 上下文感知应用系统 随着研究的深入，大量上下文应用在可移动设备上面世( g u a n l i n gc h e na n d d a v i dk o t z 2 0 0 0 ) ： c a l lf o r w a r d i n g c a l lf o r w a r d i n g 基于a c t i v eb a d g e 系统，用于将位置上下文信息呈现给电话 的接线员。接线员将以此为依据找到将距离目标人最为接近的电话( 位置上下文 被动地呈现给接线员) 。目前，通过p b x 中嵌入式的数字接口，位置信息将可以 自动被引导到相关电话。该应用对于一个组织中的员- v s n 接线员都很有帮助。值 得注意的是，其它的上下文信息也可以用于场景中的决策，例如，当某个用户与 上级开会时，他将拒接任何电话。 t e l e p o r t i n g t e l e p o r t i n g ( 也称为“f o l l o wm e ”计算平台) 是一个动态的将用户接v i 和周 边的计算和交互设备相互关联的工具。它也基于a c t i v eb a d g e 系统。该工具可以 追踪用户的位置以及相关的应用。t e l e p o r t i n g 系统由a t & t 实验室开发，最新的 版本中使用了称为b a t 的位置追踪系统，该系统基于超声和无线电信号。后续的 工作希望开发设备组合计算环境( c d c e ) ，其目标是使用资源匮乏的p d a 设备， 与周边计算资源( 如：p c ，工作站，t v ，电话) 交互，完成更多工作。 a c t i v e m a p a c t i v em a p 直接从p a r ct a b 系统收集位置信息。p a r ct a b 网络对不同的 房间使用不同的无线发射点。据此，地图上将显示个人的位置，并附以头像。整 个信息可在几秒内更新，据此已开发出一些应用，比如：寻找开会场所。 m o b i s a i cw e bb r o w s e r m o b i s a i c 扩展通常情况下的浏览器客户端，并允许用户使用动态u r l