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随着基于网络的信息服务系统规模尺度和复杂程度的快速增加,信息服务的部署和运行不可避免会受到异构网络服务能力差异、软硬件资源失效与性能退化、用户访问行为不确定以及外部干扰等客观因素的影响,导致信息服务与运行环境不适配,无法为用户提供满足服务质量要求的增值服务。因此,如何提升信息服务的环境可适配性(Environmental Adaptability)开始成为工业界和学术界的研究热点。 现有工作试图从多个方面研究信息服务的环境可适配性问题,但都存在不足。首先,已有环境建模方法缺乏对环境组成元素的可变性的研究,也没有考虑组合服务运行环境的特点;其次,对环境适配性的判定主要是基于用户满意度的事后分析,缺乏前瞻性预判手段;最后,对适配机制的研究比较关注重试、重组、替换等适配动作的具体算法,没有考虑不同适配动作的选择决策,也缺少对信息服务系统自主适配性的研究。上述研究的不足制约了信息服务的环境可适配性问题的解决。 为此,本论文依托国家重点基础研究发展计划(973)项目课题“信息服务的聚合与协同(2010CB328104)”,从信息服务的执行过程出发,分析信息服务与运行环境的交互关系,研究信息服务的环境可适配性问题。主要工作包括:在环境建模方面,提出了面向特征的运行环境建模方法,并分别对服务器节点与通信链路、个体服务和组合服务建立了环境模型,实现了对信息服务的业务特征和运行环境的资源特征的统一描述;在适配性判定方面,基于排队Petri网(QPN)建立了服务器节点、个体服务和组合服务的可运行性模型,提出了基于可运行性分析的适配性判定方法;在适配机制方面,提出了基于分层反馈控制的信息服务系统自主可适配性模型,利用QPN建立了适配动作效用模型,并结合马尔可夫决策过程理论提出了适配动作动态选择决策算法;最后,基于旅行信息服务系统环境对适配性判定方法和适配动作选择决策方法的有效性和可行性进行了验证。 综上所述,本论文对信息服务的环境可适配性问题做了深入研究,通过一系列仿真环境和真实系统环境的实验结果表明,所提出的运行环境建模方法和适配性判定方法能够有效解决信息服务与运行环境“是否适配”问题,而自主可适配性模型和适配动作动态选择决策方法为解决“怎么适配”问题提供了方案。因此,本论文的理论研究和系统实现成果对提高信息服务系统的自适应能力具有很好指导意义。