Διαχείριση πληροφορίας περιβάλλοντος σε συστήματα διάχυτης υπολογιστικής
Authors: Χαντζάρα Μαρία 
Published: August 2021

Οι τελευταίες εξελίξεις στα επικοινωνιακά και υπολογιστικά συστήματα έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη της διάχυτης υπολογιστική. Σύμφωνα με αυτή, η τεχνολογία διαχέεται ομοιόμορφα στο περιβάλλον και υποστηρίζει τις καθημερινές δραστηριότητες των χρηστών με διακριτικό, φιλικό και ταυτόχρονα αξιόπιστο τρόπο. Μια από τις κρισιμότερες προκλήσεις κατά την υλοποίηση της διάχυτης υπολογιστικής είναι η δημιουργία και παροχή υπηρεσιών με επίγνωση του περιβάλλοντος. Οι υπηρεσίες αυτές ανακτούν δεδομένα από το φυσικό, κοινωνικό και υπολογιστικό περιβάλλον προκειμένου να λάβουν αποφάσεις και να εκτελέσουν ενέργειες εκ μέρους των χρηστών. Ωστόσο, η επιτυχής λειτουργία των υπηρεσιών αυτών εξαρτάται άμεσα από την πληροφορία που χρησιμοποιούν και τους μηχανισμούς ανάκτησης της. Στο πλαίσιο αυτό, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν λύσεις για την αποδοτική και αποτελεσματική συλλογή, επεξεργασία, αποθήκευση και διανομή των δεδομένων που παρέχονται από τις ετερογενείς και κατανεμημένες πηγές πληροφορίας. Για το σκοπό αυτό, προτείνονται λύσεις μεσισμικού με τις οποίες επιτυγχάνεται ο απαιτούμενος διαχωρισμός των υπηρεσιών από την επικοινωνία με τις πηγές, και η ομοιόμορφη και ευέλικτη παροχή των δεδομένων. Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τη μελέτη λύσεων βελτιστοποίησης της διαχείρισης της πληροφορίας περιβάλλοντος. Αρχικά, παρουσιάζεται η έννοια της υπολογιστικής με επίγνωση του περιβάλλοντος, αναλύονται οι προκλήσεις κατά την υλοποίηση της, και πραγματοποιείται μια σύντομη επισκόπηση των συστημάτων, υπηρεσιών και αντικειμένων που έχουν υλοποιηθεί. Στη συνέχεια, αναλύεται η έννοια της πληροφορίας περιβάλλοντος, και παρουσιάζονται τα βασικότερα ζητήματα που προκύπτουν κατά το σχεδίασμά και την υλοποίηση ενός συστήματος διαχείρισης πληροφορίας περιβάλλοντος. Επιπλέον, παρουσιάζονται κάποια τυπικά παραδείγματα συστημάτων διαχείρισης της πληροφορίας περιβάλλοντος, δίνοντας μεγαλύτερη έμφαση στο κατανεμημένο σύστημα διακίνησης πληροφορίας περιβάλλοντος, βάσει του οποίου μελετούνται τα δύο ειδικότερα προβλήματα βελτιστοποίησης. Το πρώτο πρόβλημα αφορά στην επιλογή της πληροφορίας που χρησιμοποιείται από τις υπηρεσίες με επίγνωση του περιβάλλοντος, ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις των προσωποποιημένων υπηρεσιών σε οποιοδήποτε περιβάλλον διάχυτης υπολογιστικής λειτουργούν. Προτείνεται ο εμπλουτισμός των συστημάτων ανακάλυψης πληροφορίας με ένα μηχανισμό επιλογής πληροφορίας, ο οποίος ελέγχει την αξιοπιστία των πηγών πληροφορίας και υπολογίζει τη χρησιμότητα της πληροφορίας, ως προς την εγκυρότητα και τη επικαιρότητα της αλλά και σε σχέση με τις απαιτήσεις της προσωποποιημένης υπηρεσίας. Για την τελική επιλογή της πληροφορίας που θα χρησιμοποιηθεί προτείνεται ένας ευριστικός αλγόριθμος με τον οποίο επιτυγχάνεται η μεγιστοποίηση της χρησιμότητας και η ικανοποίηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών και του κόστους. Η απόδοση του αλγορίθμου και του προτεινόμενου μηχανισμού αξιολογείται μέσω προσομοιώσεων. Το δεύτερο πρόβλημα αφορά στη διακίνηση της πληροφορίας περιβάλλοντος σε πραγματικό χρόνο, λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς πόρων επεξεργασίας και διανομής. Προτείνεται ένας δυναμικός αλγόριθμος ανάθεσης προτεραιοτήτων με τον οποίο καθορίζεται η σειρά εξυπηρέτησης των αιτημάτων και η σειρά διανομής των ανανεώσεων πληροφορίας. Με την προτεινόμενη λύση μεγιστοποιείται ο αριθμός των ανανεώσεων που διανέμονται έγκαιρα καθώς και η φρεσκάδα των δεδομένων που παραδίδονται. Η απόδοση της προτεινόμενης λύσης αξιολογείται μέσω προσομοιώσεων στις οποίες μεταβάλλεται κάθε φορά μία παράμετρος του συστήματος.