Σύστημα Διάχυτης Και Διεισδυτικής Υπολογιστικής Με Επίγνωση Του Περιβάλλοντος

Abstract

Η έννοια της διάχυτης και διεισδυτικής υπολογιστικής (Pervasive Computing - PerCom) είναι συνυφασμένη με το μέλλον των υπολογιστικών και επικοινωνιακών συστημάτων επόμενης γενιάς. Αυτή η βιομηχανία είναι μια άγνωστη αλλά πολλά υποσχόμενη περιοχή, δεδομένου ότι η διεισδυτικότητα θα δημιουργήσει πολλές νέες επιχειρηματικές ευκαιρίες. Η διάχυση της νοημοσύνης στα καθημερινά αντικείμενα, λόγω της σμίκρυνσης και της μείωσης των δαπανών του υλικού, σε συνδυασμό με τα ερευνητικά αποτελέσματα που πραγματοποιούνται από τις διάφορες πρωτοβουλίες στον τομέα PerCom, θα αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι παροχείς με τους πελάτες. Υπό αυτό το πρίσμα η επιχειρηματικότητα θα συναντήσει τους ανθρώπους σύμφωνα με τους όρους τους, ενώ η γεωγραφική θέση του πελάτη θα είναι η θέση του επιχειρηματικού πεδίου δράσης του παροχέα. Καθώς λοιπόν εξελίσσονται τα παραδοσιακά συστήματα, μια σημαντική πτυχή που πρέπει να μελετηθεί είναι η επίγνωση του περιβάλλοντος (context-awareness). Η δημιουργία και παροχή υπηρεσιών που έχουν επίγνωση του περιβάλλοντος (context-aware services) είναι μια από τις κρισιμότερες απαιτήσεις κατά την υλοποίηση της διάχυτης υπολογιστικής. Ο όρος "πληροφορίες περιβάλλοντος" (context) αναφέρεται στην περιρρέουσα φυσική και κοινωνική κατάσταση και θεωρείται βασικό εργαλείο στις προσπάθειες των υπεύθυνων για την ανάπτυξη να διασκορπίσουν και να ενσωματώσουν άρρηκτα την υπολογιστική PerCom στην ανθρώπινη καθημερινότητα. Ο κυριότερος στόχος της υπολογιστικής επίγνωσης του περιβάλλοντος (context-aware computing) είναι να αποκτηθούν και να αξιοποιηθούν πληροφορίες από τον περιρρέοντα χώρο ώστε να παρέχονται υπηρεσίες που είναι κατάλληλες για συγκεκριμένους ανθρώπους, σε συγκεκριμένο τόπο, χρόνο, γεγονότα, κ.λπ. Υπό αυτό το πρίσμα η υπολογιστική επίγνωσης του περιβάλλοντος είναι σε θέση να σφυρηλατήσει νέους συνδυασμούς των υπαρχουσών και μελλοντικών τεχνολογιών και να δημιουργήσει μία τεχνολογική πραγματικότητα ζωηρότερη και πιο ευφάνταστη πιθανόν από κάθε άλλη που προηγήθηκε.Η παρούσα διατριβή δίνει απαντήσεις σε προβλήματα τα οποία δεν έχουν ακόμη αντιμετωπιστεί στα πλαίσια της υπολογιστικής επίγνωσης του περιβάλλοντος, καλύπτοντας θέματα που αφορούν τη σχεδίαση, την ανάπτυξη, την προώθηση και την αξιολόγηση ενός συστήματος διαχείρισης πληροφοριών περιβάλλοντος. Έπειτα από την παρουσίαση της έννοιας της διάχυτης υπολογιστικής, η διατριβή εστιάζει στην υπολογιστική επίγνωσης του περιβάλλοντος και αναλύει τα αναδυόμενα ζητήματα και προκλήσεις κατά την υλοποίηση μεθόδων αποδοτικής διαχείρισης της πληροφορίας που ανακτάται από το περιβάλλον, ενώ πραγματοποιείται μία επισκόπηση των σχετικών λύσεων μεσισμικού. Ακολούθως η διατριβή επικεντρώνεται στους εξής θεμελιώδεις μηχανισμούς βελτιστοποίησης των λειτουργιών διαχείρισης της πληροφορίας περιβάλλοντος: (i) Επιλογή και υλοποίηση ενός αποδοτικού μοντέλου αναπαράστασης πληροφοριών context, (ii) σχεδιασμός ενός ολοκληρωμένου αρχιτεκτονικού πλαισίου που υποστηρίζει προηγμένους μηχανισμούς επικοινωνίας, διαχείρισης και αποθήκευσης πληροφοριών context, ενώ προδιαγράφει ειδικές μεθόδους διαχείρισης της κινητικότητας του χρήστη, (iii) υλοποίηση και αξιολόγηση ευφυών μηχανισμών σημασιολογικής αναζήτησης κατανεμημένων πληροφοριών context σε κείμενα ελεύθερης περιγραφής και (iv) σχεδιασμός και αποτίμηση ενός καινοτομικού μοντέλου διανομής και ενημέρωσης αντιγράφων context σε κατανεμημένους κόμβους του δικτύου.