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一种基于语义编程的端云计算协同架构研究

作　者: 宁垒
导　师: 余岳辉
学　校: 华中科技大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 云计算协同客户端语义
分类号: TP391.1
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的飞速发展,协同应用越来越多地进入到人们的工作、学习和生活中。由于其不受时间和空间的限制,具有灵活的组织形式和强大的交互功能等优点,协同将成为未来网络发展的主要方向。另一方面,网络的发展逐渐呈现出个人终端设备性能越来越强和移动终端设备越来越普及这两种趋势。前者在网络中承担更多的计算和存储等任务,个人用户在网络环境中扮演越来越重要的作用。后者由于性能受限,且当前移动计算环境存在较多问题,例如网络带宽低、连接不稳定等,所以大部分计算和存储工作的重心仍需要由服务器承担,这促使了云计算的迅速发展。这两者推动了云计算模式向客户端靠拢,也就是客户端+云计算。作为一种新兴的计算模式,端云计算可以为不同类型的客户端设备带来无限的、按需分配的计算能力和存储能力,并且端云计算可以规避日益受到质疑的云安全问题,例如在社交网络中,人们彼此分享的意愿和兴趣越来越强,人们在Facebook等网站上传了大量个人信息,包括图片、视频等,这引发了人们对数据安全的担忧。体系结构是协同研究的重点,目前存在的分布式结构虽然实现了信息和知识的共享,但是缺乏个性化、轻量级的构建方法、设计机制和实现手段。对此论文提出了一种以客户端为中心的协同系统开发、维护的办法与流程,构建了基于云的协同服务平台,允许个人用户从本地快速、便捷地发起和管理协同应用。论文设计了由客户端发起协同应用的若干关键步骤。分析表明,端云计算可以在提供本地安全保障的同时充分利用云计算在可靠、分布等方面的优势。在端云协同构架研究中发现,为了让个人用户能自行创建协同应用并维护整个生命周期,软件体系形态应是一种易于理解、可演化的；与传统协同应用相比,并不是按照明确的需求自顶向下开发而成,而是能根据个性化需求不断发展。论文将协同模型涉及到的相关分量层次化、概念化、语义化,以描述的方式表达协同应用的运行状态。为了增强协同模型语义的可读性,本文采用了可扩展标记语言XML保存层次化信息并通过Schema对XML内容进行限定：一方面便于实现对应用的各种管理功能,包括演化在内,一方面也便于理解和编辑模型内容,用户可以对协同应用模型的所有细节进行调整。基于该构架和模型,本文给出了端云计算协同原型实现,通过应用案例分析了该实现按照移动协同的特点和要求进行适配的思路,从而校验得出该原型实现能够向情景感知的效果演化。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-20
  1.1 前言  10-11
  1.2 研究背景  11-13
  1.3 研究动机  13-16
  1.4 研究思路与内容  16-19
  1.5 论文组织  19-20
2 研究基础与现状  20-33
  2.1 云计算基础  20-23
  2.2 基于云计算的协同形态研究  23-25
  2.3 分布式计算与协同研究  25-29
  2.4 相关领域研究现状  29-32
  2.5 本章小结  32-33
3 端云计算协同构架设计  33-51
  3.1 引言  33-34
  3.2 总体构架  34-36
  3.3 协同模型设计  36-44
  3.4 协同模型结构性能分析  44-47
  3.5 端云协同构架分析  47-50
  3.6 本章小结  50-51
4 协同模型语义研究  51-77
  4.1 引言  51
  4.2 可演化协同模型核心思想  51-53
  4.3 语义化协同概念模型设计  53-67
  4.4 协同模型语义描述  67-73
  4.5 演化机制  73-75
  4.6 本章小结  75-77
5 端云计算协同原型实现  77-102
  5.1 引言  77
  5.2 原型系统总体构建思路  77
  5.3 技术路线分析  77-82
  5.4 原型系统结构  82-87
  5.5 原型系统关键技术实现  87-93
  5.6 原型系统主要技术特征及存在问题  93-94
  5.7 端云协同原型实现应用案例  94-101
  5.8 本章小结  101-102
6 总结和展望  102-105
  6.1 工作总结  102-104
  6.2 未来展望  104-105
致谢  105-107
参考文献  107-115
附录攻读博士学位期间发表的论文目录  115

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