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随着互联网络的发展以及信息和通信技术的融合,每时每刻都有大量的内容在互联网络中产生、复制和更新。与此同时,内容获取的个性化和有效性已成为用户对互联网络的主要需求之一,而且用户获取内容时已由关心其所处的位置转化为主要关心其内涵。然而,目前网络中多媒体内容服务的提供和生成方式大都是预先组织和生成,其个性化内容服务程度低,缺乏自适应、自优化和自创新能力。因此,对于互联网络中大规模的动态分布内容,研究语义和自组织的内容整合方法对网络中“内容智能服务”的提供以及支持网络基础设施对数据智能计算和通信的能力发展具有重要的意义,是关于信息网络内容服务体系和提供方法的基础理论问题。
本文结合国家863计划“面向流化业务的分布式网络控制、融合与管理的架构及协议体系”项目,以内容为中心的网络架构以及内容标识路由和语义技术等为基础,对网络环境下动态分布内容的语义整合方法、机制和体系等方面展开了一系列研究,主要取得了以下的研究成果:
(1)提出了流化业务生成架构以及同时适合路由和复杂查询、整合的用户需求模型。在动态分布的网络环境下,复杂请求的路由和语义表达同是关键问题,为此定义了适于内容标识路由的用户需求描述模型。基于网络环境下用户获取完整性内容的需求,提出了流化业务的生成模型。由于网络环境的开放性、动态性等特征,传统内容整合系统采用预先组织或它组织方式的整合方法不能满足当前用户的个性化需求,提出了针对动态分布内容的自组织语义查询和复杂语义整合方案,并提出了流化业务生成的体系架构。
(2)提出了基于关系路由的自组织语义查询方法。针对网络环境中内容分布、动态变化的特点,提出了与网络基础设施无关的、自组织的语义查询方法。具体基于内容标识路由方法的基础上,提出了基于语义关系的路由模型,从而可以利用参照关系以及索引之间的关系将复杂语义查询通过简单路由机制进行定向转发。在关系路由模型中,基于层次命名、关系表达和路由索引的基础上,提出了语义查询的自组织导航、结果完备返回以及关系路由自动维护和优化策略,并提出了达到线速转发、流量平衡的改进方法。
(3)提出了递归、分布和自组织的复杂语义整合方法。在内容互联的网络中因用户操作、存储优化等引起的各种内容划分,使得面向碎片化以及语义关联的内容的语义整合策略成为流化业务生成的关键,为此提出了动态分布内容的各种复杂语义整合模式,如(Iterative)Forward整合、(Iterative)Backward整合、Joint整合、Bridging整合、Base Hybrid整合和Limited Hybrid整合等复杂模式。基于关系路由模型,对各种复杂语义整合模式,设计了异步、递归和自组织方式的语义整合实现算法。最后对自组织语义整合系统的性能进行了测试和分析,并提出了达到负载均衡的控制策略。在整个研究中,我们提出了自组织的语义查询和复杂语义整合方法、机制,解决了网络环境下动态分布内容的语义查询和复杂语义整合对内容位置的依赖性、查询与复杂整合的时效性和准确性、内容传输的有效性等重要理论问题。在这些理论和方法的基础上,我们提出了流化业务生成体系、生成流程和交互控制模型,解决了动态分布内容自组织语义整合的分布式网络控制和内容智能服务的问题,并提供了系统设计方法。为了对提出的方法和系统进行验证,我们对网络环境下动态分布的教学媒体内容的语义整合进行了实验。通过计算机网络与语义技术的结合,本文对动态分布内容的语义整合进行了有益的探索,为进一步研究打下了一定的基础。