[论文解读] Context Aware Adaptable Applications - A global approach

Marc Dalmau, Philippe Roose+1 more|ArXiv.org|Sep 11, 2009

Context-Aware Activity Recognition Systems参考文献 37被引用 14

一句话总结

本文提出了一种名为 Kalimucho 的全局平台，用于构建上下文感知的可适应应用，这些应用能根据环境变化动态调整，采用基于组件的软件工程和数据流模型。该平台整合了上下文管理、自我适应和平台驱动的适应机制，以支持动态环境中的普适计算和机器对机器（M2M）应用。

ABSTRACT

Actual applications (mostly component based) requirements cannot be expressed without a ubiquitous and mobile part for end-users as well as for M2M applications (Machine to Machine). Such an evolution implies context management in order to evaluate the consequences of the mobility and corresponding mechanisms to adapt or to be adapted to the new environment. Applications are then qualified as context aware applications. This first part of this paper presents an overview of context and its management by application adaptation. This part starts by a definition and proposes a model for the context. It also presents various techniques to adapt applications to the context: from self-adaptation to supervised approached. The second part is an overview of architectures for adaptable applications. It focuses on platforms based solutions and shows information flows between application, platform and context. Finally it makes a synthesis proposition with a platform for adaptable context-aware applications called Kalimucho. Then we present implementations tools for software components and a dataflow models in order to implement the Kalimucho platform.

研究动机与目标

• 应对普适计算和移动计算环境中对能够适应上下文变化的应用程序日益增长的需求。
• 克服现有基于组件的系统在缺乏原生上下文感知适应支持方面的局限性。
• 设计一种统一的平台架构，实现上下文管理与运行时适应的无缝集成。
• 提供一个综合解决方案，结合软件组件、数据流模型和平台级协调机制，以支持可适应应用。
• 在一个可扩展的统一框架内，支持自我适应和受监督的适应策略。

提出的方法

• 提出一种正式的上下文模型，用于表示影响应用程序的环境和运行时条件。
• 引入一种基于平台的架构，其中应用程序、平台和上下文管理组件通过定义明确的信息流进行交互。
• 采用基于组件的软件工程原则，对可适应的应用逻辑和上下文感知行为进行模块化设计。
• 使用数据流模型来指定和实现运行时适应逻辑，支持基于上下文变化的动态重新配置。
• 将 Kalimucho 平台设计为一个运行时环境，协调上下文感知、决策制定和适应操作。
• 通过可扩展的组件接口，支持自主（自我适应）和人工介入（受监督）的适应策略。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效建模和管理上下文，以实现在动态环境中的应用适应？
• RQ2 哪些架构模式能够支持在基于组件的系统中实现上下文感知与运行时适应的无缝集成？
• RQ3 如何通过统一平台同时支持自我适应和受监督的适应机制？
• RQ4 数据流模型在实现灵活且可组合的适应逻辑中扮演何种角色？
• RQ5 如何扩展基于组件的软件工程原则，以支持上下文感知的可适应性？

主要发现

• Kalimucho 平台通过基于组件、数据流驱动的架构，成功实现了上下文管理与应用适应的集成。
• 该平台支持自我适应和受监督的适应，可在不同部署场景中提供灵活性。
• 使用数据流模型可清晰地指定和执行运行时适应逻辑，提升了可维护性和可组合性。
• 所提出的上下文模型能够实现对影响应用行为的环境变化的一致表示与推理。
• 通过为上下文感知应用量身定制的软件组件和数据流模型的实现，平台展示了其可行性。
• 该方法提供了一个全局解决方案，将上下文管理、适应机制和平台服务统一在一个可扩展的框架中。