【基金标书】2010CB328100-信息服务的模型与机理研究.doc

项目名称:
信息服务的模型与机理研究
首席科学家:
蒋昌俊同济大学
起止年限:
2010年1月-2014年8月
依托部门:
上海市科委教育部
一、研究内容
本项目从网络环境下信息服务的“流程、内容和环境”三要素及其相互关系出发,凝炼出两个关键科学问题:信息服务的表达性问题和适配性问题。信息服务的表达性问题是指如何应对不确定和多样的用户需求,准确地设计和表达服务的流程与内容,以提供动态、精准、可伸缩的信息服务,满足用户需求的问题。信息服务的适配性问题是指如何应对异构、复杂、动态的业务环境,实现和增强服务对环境的适配能力,促进服务聚合和协同,提升信息服务质量的问题。围绕关键科学问题,本项目将从信息服务的过程范式基础理论、信息服务的设计方法学、网络环境下信息服务的适配理论、信息服务的运行支撑平台与应用验证四个方面展开研究。具体研究内容如下所述。
信息服务的过程范式理论
新的服务模式与技术,如SOA、云计算、SaaS(Software as a Service)等,极大促进了信息服务的发展。然而,整个面向“服务”的计算缺乏坚实的数学基础理论,缺乏行之有效的方法论,制约了信息服务的进一步应用和发展。为此,本项目拟从信息服务的本质入手,建立信息服务的行为模型及其过程范式理论,为信息服务提供一套具有坚实理论基础的规范化方法,避免服务设计中的潜在错误,促进信息服务的重用。
信息服务行为的网进程模型及其代数理论
网络环境下的信息服务是一类典型的具有过程语义的异步并发系统,一个复杂的信息服务往往是由多个信息服务聚合而成。因此,研究信息服务聚合过程中的操作算子及其行为并发性、一致性、相关性等,是实现信息服务正确聚合及协同的基础。而这些研究都需要一套坚实的形式化理论和方法体系来对其进行支持,因此需要建立信息服务行为的网进程模型及其代数理论。主要内容包括:
信息服务行为的网进程模型;
网进程的代数理论;
基于网进程理论的信息服务行为分析和验证。
信息服务的规范化理论
由于网络环境的复杂性、人们需求的多样性,造成各类信息服务难以共享,制约了信息服务的进一步发展。为提供高质量、易于共享、易于重用的信息服务,本项目将在信息服务行为分析的基础上,探索信息服务的设计、开发与评价的理论;围绕信息服务的粒度、流程、交互及执行四个方面,建立服务的过程范式体系,提供一套规范化方法。主要内容包括:
信息服务的过程范式体系;
信息服务过程范式的形式语义;
过程范式的形式化验证算法;
信息服务的规范化方法。
信息服务的设计方法学
目前,对信息服务的设计并没有一套统一的方法体系,本项目将依据信息服务的过程范式理论,着手从信息服务的需求、流程与语义出发,给出一套行之有效的设计、分析方法,确保服务流程的正确,提高服务的重用。
信息服务需求的获取、建模与确认
网上大量用户不确定的多样性服务要求,导致了频繁变化与多目标的用户需求,而传统的面向确定用户、确定需求与确定目标的软件需求工程方法已难以满足上述变化。为此,需要建立适合描述大众用户服务要求的需求模型——业务视图模型,即在传统需求规格说明书的基础上,侧重刻画用户需求的整体业务流程,使我们能够以一种能被业务领域专家理解和验证的精确方式来表达业务领域知识及需求。主要内容包括:
基于情景和特征领域的服务需求的分类与描述方法;
业务视图模型及获取方法;
业务视图模型的演化理论;
需求协同与优化理论;
业务视图模型的分析与验证。
服务流程的设计、验证与优化
未来信息服务的一个发展方向是能够利用各种网络环境下的跨平台、松散耦合的若干服务,来协同构造一个满足用户需求的增值服务。这就要求在针对新的用户需求进行服务设计时,一方面要保证服务易被其他服务可重用,另一方面要保证可重用已有服务。这些都涉及按照何种粒度对服务进行拆分,如何建立满足用户需求的、可通过绑定基本服务实现、并易被其他服务可重用的服务流程。为此,主要内容包括:
信息服务的统一描述语言;
服务的拆分理论与方法;
基于范式的服务流程设计方法;
服务流程的分析及验证;
服务流程的优化方法。
服务语义描述、分析与推理
服务的描述是构建信息服务的基石,表达和描述服务提供的功能、服务输入/输出以及服务正确执行必须满足的约束等的语义有助于准确快速地发现服务、实现服务间的交互、提高服务匹配的精度和保证匹配的正确性。因此,研究信息服务语义(包括内容、接口、策略等多维语义)模型及相关方法,是实现信息服务智能聚合、协同以及有效使用的基础。主要内容包括:
信息服务多维语义描述模型与分析方法;
信息服务的多维语义标注方法;
语义匹配的机理及方法;
语义推理方法。
网络环境下的信息服务适配理论
融合网络下的信息服务面对的是一