Διαχείριση πληροφορίας πλαισίου για το διάχυτο υπολογισμό

Abstract

Pervasive Computing systems have to deal with the contextual information (context), which characterizes the current situation of the involved entities (e.g., users, mobile devices, environment, etc.). This thesis studies context management issues related to the capability of a pervasive system on adapting its behavior to the involved entities’ context. Specifically, the interaction between the user and such system has to be less intruding as long as the latter recognizes the current user situation and adapts its functions accordingly. Such issues comprise the concept of Context Awareness. The thesis focuses on context knowledge representation and reasoning as well as on approximate reasoning (Fuzzy Sets Theory). The management of lower level environmental information that emanates from sensors is also of great importance and is achieved with novel data fusion and decision fusion techniques that are proposed. Moreover, have been studied issues regarding collaborative context awareness and reasoning as well as bio-mimetic contextual dissemination. Adaptive algorithms are proposed so that is rendered possible the efficient dissemination of information in distributed environments. The objective is the minimization of communicating costs and the enhancement of “context quality”. Consequently, in this thesis have been designated issues such as context discovery, context representation and inference, context fusion and collaborative context awareness.

Τα συστήματα διάχυτου υπολογισμού καλούνται να διαχειριστούν την πληροφορία πλαισίου (context) που χαρακτηρίζει την περιρρέουσα κατάσταση διαφόρων οντοτήτων (π.χ., χρήστες, υπολογιστές, περιβάλλον, κτλ.). Στην παρούσα διατριβή εξετάζονται θέματα που αφορούν τη διαχείριση πλαισίου (context management) καθώς και την ικανότητα ενός συστήματος διάχυτου υπολογισμού να προσαρμόζεται στις ανάγκες των χρηστών λαμβάνοντας αυτόνομα αποφάσεις, ελαχιστοποιώντας έτσι την παρέμβασή τους. Έμφαση δίνεται στην αναπαράσταση και το συμπερασμό πλαισίου, καθώς και στη χρήση σχημάτων προσεγγιστικού συμπερασμού γνώσης (Θεωρία Ασαφών Συνόλων-ΘΑΣ). Ιδιαίτερης σημασίας αποτελεί και η διαχείριση σε χαμηλότερο επίπεδο της πληροφορίας περιβάλλοντος που προέρχεται από δίκτυα αισθητήρων. Μέσω των τεχνικών σύντηξης δεδομένων/αποφάσεων που προτείνονται καθίσταται δυνατή η επεξεργασία αυτού του είδους πλαισίου. Επιπλέον, μελετήθηκαν θέματα συνεργατικής επίγνωσης, συμπερασμού και βιο-μιμητικής διάδοσης πλαισίου. Προτάθηκαν κατάλληλοι αλγόριθμοι προσαρμοστικής συμπεριφοράς ώστε να καταστεί δυνατή η αποδοτικότερη διάδοσή της πληροφορίας σε κατανεμημένα περιβάλλοντα. Ο στόχος είναι η ελαχιστοποίηση του κόστους επικοινωνίας και παράλληλα η μεγιστοποίηση της «ποιότητας» του διαδιδόμενου πλαισίου. Κατά συνέπεια, στα πλαίσια της διατριβής αναδείχθηκαν βασικά ζητήματα όπως η ανακάλυψη, η αναπαράσταση και ο συμπερασμός πλαισίου, η σύντηξη πλαισίου και η συνεργατική συμπεριφορά οντοτήτων σε κατανεμημένα περιβάλλοντα.