專利名稱：一種表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種普適計算環(huán)境下的編程方法，特別涉及一種普適環(huán)境中環(huán)境上下文使用表格來驅(qū)動程序邏輯的表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法。
背景技術(shù)：
普適計算(Pervasive Computing)是繼主機計算(Mainframe Computing)和桌面計算(Desktop Computing)之后計算模式的一次新變革。隨著互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)的發(fā)展以及各種終端及移動設(shè)備的逐漸成熟，普適計算己逐步滲透到人們的生活中。普適計算環(huán)境具有開放性、移動性、環(huán)境多變的特征，環(huán)境中應(yīng)用程序的運行必須能夠適應(yīng)上下文及資源的變化。為了適應(yīng)這種變化，需要提供應(yīng)用程序在設(shè)計時和運行時的支撐環(huán)境支持。
在運行環(huán)境支撐方面，目前的研究主要是建立完善的基礎(chǔ)設(shè)施，由體系架構(gòu)中的服務(wù)來獲取環(huán)境上下文信息并進行融合，通過應(yīng)用程序接口向上下文感知應(yīng)用程序提供這些信息，應(yīng)用程序根據(jù)得到的信息選擇不同的執(zhí)行策略，從而適應(yīng)環(huán)境變化。在設(shè)計時支撐方面，目前主要還是采用傳統(tǒng)的面向?qū)ο蟮燃夹g(shù)及編程方法。由于這類編程模式需要在設(shè)計時確定參數(shù)個數(shù)及類型，與環(huán)境相關(guān)的很多信息都被"固化"在程序中而成為硬編碼(Hard Code)，導(dǎo)致環(huán)境依賴因素和程序控制主體結(jié)合過分緊密。 一旦空間環(huán)境發(fā)生變化(比如新的設(shè)備加入、資源更新等)，往往需要修改程序并重新進行編譯、部署等工作，不能很好地適應(yīng)普適計算環(huán)境多樣、復(fù)雜、動態(tài)和多變等特點，因此應(yīng)用程序開發(fā)難度較大。
傳統(tǒng)的編程方法應(yīng)用于普適計算環(huán)境下的不足主要表現(xiàn)在 一方面應(yīng)對系統(tǒng)已知的環(huán)境變化的編程過程較為復(fù)雜。普適環(huán)境中的設(shè)備、人員、各種信息資源以及與這些實體相關(guān)的狀態(tài)、位置信息等上下文類型紛繁復(fù)雜，變化多樣，很難用一種統(tǒng)一的描述和表示方式來將其實例化到程序中來驅(qū)動應(yīng)用邏輯。另一方面，也是更重要的一點，傳統(tǒng)編程方法對未知的環(huán)境變化及擴展的應(yīng)對能力不足。普適環(huán)境中新的設(shè)備、資源不斷加入，如何使現(xiàn)有的應(yīng)用對這些新加入的未知設(shè)備和資源提供支持，是傳統(tǒng)編程方法難以解決的一大難題。隨著普適計算的逐步深入應(yīng)用，這種面向動態(tài)環(huán)境編程的需求愈發(fā)顯得迫切，客觀上需要一種新的、可將環(huán)境依賴信息從程序邏輯分離的機制來解決目前面臨的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述傳統(tǒng)編程方法的缺點，提供一種靈活的基于表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1)改造傳統(tǒng)程序開發(fā)的兩大基本結(jié)構(gòu)即變量和函數(shù)的定義，給出表格驅(qū)動的變量以及函數(shù)的基本定義
a)表格驅(qū)動的變量可用如下形式來定義
^3VZfe/Y/ e rar加e 「an^Z7e .. co"texd^/ec^/)7"e分77'/7^7 :(3 ■f他_/i/e,'其中， tGV/fe/Y/7e是定義表格驅(qū)動的變量的起始標(biāo)記；rar7ype是變量本身的數(shù)據(jù)類型；昭r,柳e是變量名；co/7tex^w^'eW以一個分號開頭，給出該變量感知的上下文主題；""e分n'/^是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該變量用途的字符串；「s^e指定該表格驅(qū)動變量的缺省值；
本編程方法基于一種最簡單易用的三元組形式(即<^^/6" /7r^fc"te，V"/M >)的本體建模模型，文中所出現(xiàn)的CW7fe^SMtyed對應(yīng)于此處的Wfy'e"，
所出現(xiàn)的/7rec/z ateiofe/2"/Yer對應(yīng)于此處的/7rec/z'csz^。
b)表格驅(qū)動的函數(shù)采用如下定義形式^ZiZte/i/7e ret7)^e AOTcAferae (^araZisd .' c。77Z^rz^Sl^/ect/)7。te5"tr/u7
乂
其中，W/"e/Y/7e是定義表格驅(qū)動的函數(shù)的起始標(biāo)記；r^7y/^是函數(shù)返回值的數(shù)據(jù)類型；/1//7CiV，e是函數(shù)名稱；parsAi^是函數(shù)的參數(shù)列表；co/7to^5"喊/e"以一個分號開頭，給出該函數(shù)感知的上下文主題;/7"e分nV^是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該函數(shù)用途的字符串；最后的花括號包圍的部分，是該表格驅(qū)動的函數(shù)的缺省函數(shù)體；
以上兩種定義形式僅作為具體實現(xiàn)的一種參考，并未限定任何實現(xiàn)語言。系統(tǒng)開發(fā)人員可以用熟悉的任何一種語言來實現(xiàn)這種表格驅(qū)動的變量和函數(shù)定義。
2)給出用于驅(qū)動變量的虛擬表的基本結(jié)構(gòu)
此虛擬表與一般意義的二維表類似，有最基本的兩列、若干行，以及三類輔助信息，兩列包括
ra^e促COTZ^;^5^》"指出該變量所感興趣的上下文主題，在普適環(huán)境中實際可能的取值；* raheW&rj'sWe:指出當(dāng)感興趣的上下文主題在環(huán)境中的真實取值 與第一列對應(yīng)行的值相同時，該上下文感知變量的實際取值；
三類輔助信息包括
* cOTte^Wi/Zy'ecM^/e:指定該變量所感興趣的上下文主題的名稱；
* pi^/icate/ofe/7"/Yer:是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可 能的取值；
* /7"e6Y2^^:是示意變量用途的可供閱讀的字符串，領(lǐng)域?qū)＜以谂渲?該表格時參看該字符串以便進行合理配置；
該虛擬表的行數(shù)，將取決于領(lǐng)域?qū)＜覍Υ颂摂M表的配置數(shù)據(jù)量的多寡， 表格中的第一行有效內(nèi)容，由系統(tǒng)在構(gòu)建該虛擬表時根據(jù)掃描程序代碼得到 的缺省值，程序運行時上下文主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配項時，此 行將自動匹配；
3)給出用于驅(qū)動函數(shù)的虛擬表的基本結(jié)構(gòu)
此虛擬表也與一般意義的二維表類似，有最基本的兩列、若干行，以及 三類輔助信息，兩列包括
* ra勿e促tb/7^^^^y'e":指出該函數(shù)所感興趣的上下文主題，在普 適環(huán)境中實際可能的取值；
*朋tr朋ce促F如c"o化指出當(dāng)感興趣的上下文主題在環(huán)境中的真實取 值與第一列對應(yīng)行的值相同時，該上下文感知函數(shù)的(調(diào)用)入口； 此處的函數(shù)入口是指上下文主題取值被匹配后函數(shù)將轉(zhuǎn)向去執(zhí)行的 指令或者代碼之所在，其概念依不同的實現(xiàn)方式而有所不同對于支 持函數(shù)指針的一類編程語言，比如C、 C++、 Pascal之類，函數(shù)入口可以是一個具體的函數(shù)指針地址；其他情況下，函數(shù)入口可以用不同 的函數(shù)名稱來代替。
三類輔助信息與表格驅(qū)動的變量對應(yīng)的虛擬表類似，包括
* COT";^5^u'ect7V柳e:指定該函數(shù)所感興趣的上下文主題的名稱；
* pre必c^e7ofe77"/i'er:是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可 能的取值；
/7"a5YW/^是示意函數(shù)用途的可供閱讀的字符串，領(lǐng)域?qū)＜以谂渲?該表格時參看該字符串以便進行合理配置；
該虛擬表的行數(shù)，同樣將取決于領(lǐng)域?qū)＜覍Υ颂摂M表的配置數(shù)據(jù)量的多 寡，與表格驅(qū)動變量對應(yīng)的虛擬表結(jié)構(gòu)類似，表格中的第一行有效內(nèi)容，由 系統(tǒng)在構(gòu)建該虛擬表時根據(jù)掃描程序代碼得到的缺省值，程序運行時上下文 主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配卿寸，此行將自動匹配。
本發(fā)明根據(jù)應(yīng)用程序中對于表格驅(qū)動的變量和函數(shù)的聲明信息自動構(gòu)造 虛擬表，構(gòu)造的流程描述如下
對于程序中定義的每一個表格驅(qū)動實體即變量或者函數(shù)，系統(tǒng)都按如下 順序進行操作首先，系統(tǒng)提取表格驅(qū)動編程實體的聲明信息，包括定義中
的co/7&xz^/Zu'ect、 /7^e分ri'/拔和缺省值信息，對于表格驅(qū)動變量來講是 c/ft^2"e，對于表格驅(qū)動的函數(shù)來講是"e/朋B t力e /"/ c"ot部分；
然后，根據(jù)提取到的contextSubject從基于本體的上下文模型中檢索要感知 的上下文主題對應(yīng)的謂詞(predicate);最后，系統(tǒng)根據(jù)所得到的所有這些 信息(包括co/^e義z^/Ay'e"、 /7oz^6Yrf/^、疑皆^t^E息、/ recZ/c^e)，開始 構(gòu)造表格驅(qū)動實體對應(yīng)的虛擬表，虛擬表以XML格式處理。本發(fā)明虛擬表的匹配過程由系統(tǒng)自動完成，其一般的匹配過程為-
首先獲虛擬表對應(yīng)的上下文主題在實際環(huán)境中的取值，然后從虛擬表的 第二行至結(jié)尾行中比較與該值相同的行，如果找到匹配的行，則提取該行第
二列的值返回；如果沒有發(fā)現(xiàn)匹配的行，則將表中第一行第二列的取值(即
應(yīng)用程序中預(yù)定義的缺省值)返回。
本發(fā)明應(yīng)用程序的編寫及部署過程有多種角色的成員共同參加，由虛擬 表將應(yīng)用程序員與普適環(huán)境的領(lǐng)域?qū)＜?或空間管理人員)的知識進行連接，
最終完成感知上下文并靈活驅(qū)動應(yīng)用邏輯的任務(wù)，該過程各步驟如下
a) 應(yīng)用開發(fā)人員根據(jù)普適環(huán)境的功能要求，在程序中定義表格驅(qū)動的變 量和函數(shù)，并結(jié)合宿主語言的其他程序結(jié)構(gòu)開發(fā)應(yīng)用；
b) 系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用程序中聲明的表格驅(qū)動編程實體信息構(gòu)造對應(yīng)的虛擬 表；
c) 領(lǐng)域?qū)＜覄t基于對空間環(huán)境的了解以及上下文主題的可能取值情況 來配置虛擬表；
d) 應(yīng)用系統(tǒng)投入運行，由系統(tǒng)根據(jù)程序指定的上下文主題自動提取該環(huán) 境上下文的當(dāng)前值，與虛擬表中的配置值進行匹配，并將匹配的結(jié)果 返回到應(yīng)用程序中做后續(xù)處理對于表格驅(qū)動變量，應(yīng)用程序訪問其 返回值；對于表格驅(qū)動函數(shù)，應(yīng)用程序完成對返回函數(shù)的調(diào)用。
實驗表明，表格驅(qū)動的變量和函數(shù)，與傳統(tǒng)的編程方法中的變量和函數(shù) 在使用方式保持了一致性，并未給應(yīng)用開發(fā)人員帶了更多的學(xué)習(xí)新編程方法 的負擔(dān)，但方法本身卻提供了感知上下文并靈活驅(qū)動應(yīng)用邏輯的更大的靈活 性。本發(fā)明將多樣的、易變的環(huán)境信息與程序的邏輯主體分離，解決傳統(tǒng)編 程方法應(yīng)用于普適環(huán)境所帶來的高復(fù)雜性以及缺乏靈活性和不擴展的問題。 并使程序員更加關(guān)注程序的業(yè)務(wù)邏輯，提高編程效率。


圖1是本發(fā)明表格驅(qū)動變量的虛擬表結(jié)構(gòu)； 圖2是本發(fā)明表格驅(qū)動函數(shù)的虛擬表結(jié)構(gòu)； 圖3是本發(fā)明表格驅(qū)動的編程體系結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
本發(fā)明圍繞傳統(tǒng)程序開發(fā)的兩大基本結(jié)構(gòu)(即變量和函數(shù))的表格驅(qū)動 改造進行，所采用的技術(shù)方案是
1、提出表格驅(qū)動的編程實體的定義，給出普適環(huán)境下表格驅(qū)動的編程實 體定義的參考模型。
變量和函數(shù)是傳統(tǒng)編程方法的最基本程序結(jié)構(gòu)。 一般地，在一個典型的 上下文感知應(yīng)用中，程序員通過定義變量來獲取上下文相關(guān)的信息，同時定 義函數(shù)來實現(xiàn)與上下文相關(guān)的操作(即對上下文的變化做出響應(yīng))。也就是說， 這些變量和函數(shù)都是上下文敏感的。將這些變量和函數(shù)同環(huán)境上下文信息進 行關(guān)聯(lián)，即符合了以下關(guān)于表格驅(qū)動的編程實體的定義
"表格驅(qū)動的編程實體是一個可以感知特定上下文變化，并且可以根據(jù) 一個系統(tǒng)自動構(gòu)建和維護的虛擬表對這些變化做出響應(yīng)的編程結(jié)構(gòu)。"
以上定義包含三層含義 一個表格驅(qū)動的編程實體，(1)是程序編寫的 基本結(jié)構(gòu)；(2)對特定的上下文主題敏感的；(3)有足夠的信息來指導(dǎo)系統(tǒng)自動構(gòu)建和維護虛擬表。
此處提及的特定上下文主題，來自于下文將要提到的基于本體的上下文
模型。本編程方法基于一種最簡單易用的三元組形式(〈s"/y'eA pre必ca^ rahe〉)的本體建模模型，減少了具體實現(xiàn)的復(fù)雜性。也正是此所謂的上下 文主題最終指導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)建和維護用以驅(qū)動上下文感知應(yīng)用程序邏輯的虛擬 表。此處的虛擬表將應(yīng)用程序員與普適環(huán)境的領(lǐng)域?qū)＜?或空間管理人員) 的知識進行連接，最終完成感知上下文并靈活驅(qū)動應(yīng)用邏輯的任務(wù)。
由此，本發(fā)明給出表格驅(qū)動的變量以及函數(shù)的基本定義形式。 一般地，
a) —個表格驅(qū)動的上下文變量可用如下形式來定義
其中，纟GV/fe力'77e是定義表格驅(qū)動的變量的起始標(biāo)記；rar7ype是變量本 身的數(shù)據(jù)類型；rarA^ e是變量名；co72tex""&'ect以一個分號開頭，給出 該變量感知的上下文主題；wote&W;^是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該變 量用途的字符串；^A^7"e指定該表格驅(qū)動變量的缺省值。
b) 表格驅(qū)動的函數(shù)采用如下定義形式
tG￥Zfe/!z'/ e _rez^7)7^ /1// c7^/z e (^a2^3Zj'5^, : co/zte^tS^Z^'ect/^c^aSYri"^/
...0e/a〃W Zw介of t力e AwcW—
其中，^f/fe/i/2e是定義表格驅(qū)動的函數(shù)的起始標(biāo)記；r^7ype是函數(shù)返 回值的數(shù)據(jù)類型；/朋c7fe/Z7e是函數(shù)名稱；是函數(shù)的參數(shù)列表； co/7Z^;rz^喊/ed以一個分號開頭，給出該函數(shù)感知的上下文主題;加te6^i/是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該函數(shù)用途的字符串；以下的花括號包圍的 部分，是該表格驅(qū)動的函數(shù)的缺省函數(shù)體。
以上兩種定義形式，僅作為具體實現(xiàn)的一種參考，并未限定任何實現(xiàn)語 言。系統(tǒng)開發(fā)人員可以用熟悉的任何一種語言來實現(xiàn)這種表格驅(qū)動的變量和 函數(shù)定義。以此種方式來定義的變量和函數(shù)，與傳統(tǒng)的編程方法中的使用變 量和函數(shù)的方式保持了一致性，并未給應(yīng)用開發(fā)人員帶了更多的學(xué)習(xí)新編程 方法的負擔(dān)，但方法本體卻提供了感知上卜文并靈活驅(qū)動應(yīng)用邏輯的更大的 靈活性。
2、提出一種用于驅(qū)動上下文感知應(yīng)用邏輯的虛擬表結(jié)構(gòu)模型。
在應(yīng)用程序中的表格驅(qū)動的編程實體的定義給出了用以構(gòu)造虛擬表的基 本信息。系統(tǒng)首先搜索程序中表格驅(qū)動編程實體的信息，然后抽取
co/^ex^5i/力yecz^， "oteS^ri/ ^ 和dftra/wes (對表格驅(qū)動的函數(shù)來講是缺
省函數(shù)體/fe/朋"/woy ( //朋"/朋)等信息，從基于本體的上下文模型中
檢索要感知的上下文主題對應(yīng)的謂詞(pre^cste)。當(dāng)所有這些信息都具備 后，系統(tǒng)開始構(gòu)造表格驅(qū)動變景和函數(shù)的虛擬表。兩種虛擬表的結(jié)構(gòu)分別說 明如下
1)、附圖1所示為表格驅(qū)動的變量對應(yīng)的虛擬表結(jié)構(gòu)。在該虛擬表中， 有兩列和若干行(具體的行數(shù)取決丁領(lǐng)域?qū)＜襒寸此虛擬表的配置過程)，以及 一些必不可少的附加信息。
表格中最頂行是兩列表頭信息列rahe促tb/^e;r^^ye"給出該變量 感興趣的上下文主題在普適環(huán)境中實際可能的取值；列ra勿eflf^r/a^e是 當(dāng)感興趣的上下文主題取得與第一列對應(yīng)行的相同取值時，該上下文感知變 量的實際取值。程序在運行中，系統(tǒng)將從環(huán)境中獲取的上下文主題的當(dāng)前值，與第一列的值進行匹配，將匹配行的第二列的值返回作為該表格驅(qū)動變量的 真正取值。
表格中的第一行有效內(nèi)容(在圖中行Index值為[O])，由構(gòu)建該虛擬表
時所抽取的變量缺省值dftf^/M決定。此行無需領(lǐng)域?qū)＜疫M行配置，程序運 行時上下文主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配項時，此行將自動匹配。表
中的其他行(在圖中行Index值為[1] [N])是領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)真實空間環(huán)境 對該虛擬表的配置信息。
虛擬表的其他附屬信息包括
/7"aS^^^是示意領(lǐng)域?qū)＜以撟兞坑猛镜目砷喿x字符串，領(lǐng)域?qū)＜?在配置該表格時參看；
* /7Z"e必cWe7cfe/7"/yer是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可能 的取值，這確保領(lǐng)域?qū)＜铱偸桥渲蒙舷挛闹黝}的有效值到虛擬表中；
* co/^e;fZ^&Je"#affle用于指定該變量感興趣的上下文主題。
2)、附圖2所示為表格驅(qū)動的函數(shù)對應(yīng)的虛擬表結(jié)構(gòu)。在該虛擬表中， 也有兩列和若干行(具體的行數(shù)取決于領(lǐng)域?qū)＜覍Υ颂摂M表的配置過程)，以 及一些必不可少的附加{言息。
表格中最頂行是兩列表頭信息列ra7"e。/To/^e;sr"喊/e"表示該函數(shù) 感興趣的上下文主題在普適環(huán)境中實際可能的取值；列朋^朋ceflf尸z;/7c"o/7
是當(dāng)感興趣的上下文主題取得與第一列對應(yīng)行的相同取值時，該上下文感知 函數(shù)的實際調(diào)用入口。程序在運行中，系統(tǒng)將從環(huán)境中獲取的上下文主題的 當(dāng)前值，與第一列的值進行匹配，將匹配行的第二列的值返回作為該表格驅(qū) 動函數(shù)的調(diào)用入口。此處的函數(shù)入口是指上下文主題取值被匹配后函數(shù)將轉(zhuǎn)
15向去執(zhí)行的指令或者代碼之所在，其概念依不同的實現(xiàn)方式而有所不同對
于支持函數(shù)指針的一類編程語言，比如C、 C++、 Pascal之類，函數(shù)入口可以
是一個具體的函數(shù)指針地址；其他情況下，函數(shù)入口可以用不同的函數(shù)名稱 來代替。
表格中的第一行有效內(nèi)容(在圖中行Index值為[O])，來自于應(yīng)用程序 中定義的該函數(shù)的缺省函數(shù)體(即定義中的Zfe/^/A 6o辦f力e /i//7c"'o/ ， 在附圖2中表示為必^y^j^/7ce)。此行無需領(lǐng)域?qū)＜疫M行配置，程序運行時 上下文主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配項時，此行將自動匹配。表中的 其他行(在圖中行Index值為[1] [N])是領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)真實空間環(huán)境對該 虛擬表的配置信息。
虛擬表的其他附屬信息包括
* /70&5^r力^是示意領(lǐng)域?qū)＜以摵瘮?shù)用途的可閱讀字符串，由領(lǐng)域?qū)?家在配置該表格時參看；
/ rec^cate/Gfe/7"/yer是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可能 的取值，這確保了領(lǐng)域?qū)＜铱偸桥渲蒙舷挛闹黝}的有效值到虛擬表 中；
參co/7Z^^喊/e"7feffle用于指定該函數(shù)所感興趣的上下文主題。
3)虛擬表由系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用程序中聲明的信息自動構(gòu)造，然后由領(lǐng)域?qū)＜?根據(jù)空間環(huán)境的具體情況進行配置。在應(yīng)用程序運行時，由系統(tǒng)根據(jù)程序指 定的上下文主題自動提取環(huán)境上下文的當(dāng)前值，與虛擬表中的配置值進行匹 配，并將匹配的結(jié)果返回到應(yīng)用程序中做后續(xù)處理。具體的程序構(gòu)造以及執(zhí) 行過程由以下的表格驅(qū)動編程模型的體系結(jié)構(gòu)進行描述。3、結(jié)合基于本體的上下文建模技術(shù)，提出表格驅(qū)動編程模型的體系結(jié)構(gòu)， 并給出使用本模型進行應(yīng)用程序開發(fā)的一般流程。
附圖3給出了普適環(huán)境下表格驅(qū)動的編程體系結(jié)構(gòu)，該體系結(jié)構(gòu)中各主 要元素說明如下
Zfe^7o/^r:應(yīng)用開發(fā)人員，即根據(jù)普適環(huán)境的功能要求開發(fā)應(yīng)用的 程序員；
*汰，皿j'/ ^r/ e7^領(lǐng)域?qū)＜?，對空間環(huán)境的充分了解，并對應(yīng)用的最
終功能有清楚理解的人員，他們將根據(jù)上下文主題的取值情況來配置
由系統(tǒng)自動創(chuàng)建的虛擬表；
* ^w》o/Me/^空間環(huán)境，包括各種實體，如用戶、設(shè)備、事件、活 動等信息，它為領(lǐng)域?qū)＜疫M行本體建模以及應(yīng)用程序獲取上下文提供 數(shù)據(jù)源；
v^^razffi由應(yīng)用程序開發(fā)人員根據(jù)空間環(huán)境應(yīng)用需求而開發(fā)的程序， 在其中，通過聲明表格驅(qū)動的編程實體，并組合宿主語言(也就是用 以具體實現(xiàn)該模型的編程語言)的控制部件來完成應(yīng)用事務(wù)邏輯；
* 5y^e辺6ZA/7bo s:系統(tǒng)應(yīng)用程序接口及圖形化工具，用以輔 助領(lǐng)域?qū)＜医＃约盀閼?yīng)用程序獲取環(huán)境上下文提供接口支持；
* Wrtoa7 7^7戰(zhàn)虛擬表，由系統(tǒng)自動創(chuàng)建，由領(lǐng)域?qū)＜腋鶕?jù)需求進 行配置，并由系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用程序?qū)Ρ砀耱?qū)動的變量(函數(shù))的引用情 況進行上下文主題取值的匹配；
* ft^o7o^7勘secT Co"te;st胞cfe7:基于本體的上下文建模的模型，它 由Z 。鵬i/7i^pe7^通過本體建模工具(如prot6g6等)進行建模而成，在應(yīng)用程序開發(fā)過程中由Developer參考編寫代碼，系統(tǒng)構(gòu)造虛擬表 時將檢索該模型獲取與指定上下文主題(co/2te;r"i/Z^e")相關(guān)的謂
本編程方法未限定具體的實現(xiàn)方式，系統(tǒng)開發(fā)人員可以釆用任何熟悉的 編程語言來實現(xiàn)。既可以采用語言擴展(Language Extension)方式，也可
以采用特殊函數(shù)實現(xiàn)途徑來完成對變量(函數(shù))定義、虛擬表構(gòu)造、上下文 主題值的匹配等關(guān)鍵流程。
在附圖3中所給出的普適環(huán)境下表格驅(qū)動編程的體系結(jié)構(gòu)圖中，用數(shù)字 序號標(biāo)出了利用該模型編程的一般過程。程序開發(fā)的一般流程如下
① 領(lǐng)域?qū)＜依孟到y(tǒng)提供的接口和工具對普適環(huán)境采用基于本體的上下 文模型進行建模，將建成的模型存入模型庫；
② 應(yīng)用開發(fā)人員通過檢索上下文模型庫，定義表格驅(qū)動的變量或函數(shù)， 并結(jié)合具體事務(wù)邏輯進行編程；
③ 系統(tǒng)掃描應(yīng)用程序及上下文模型庫，構(gòu)建表格驅(qū)動的變量及函數(shù)對應(yīng) 的虛擬表；
領(lǐng)±或?qū)＜腋鶕?jù)空間環(huán)境中上下文主題的取值情況對虛擬表進行配置；
⑤ 應(yīng)用程序根據(jù)系統(tǒng)提供的接口 (System API)抽取環(huán)境上下文的當(dāng)前
值；
⑥ 應(yīng)用程序根據(jù)獲取的上下文主題的當(dāng)前值對虛擬表進行匹配，并將匹 配后的變量取值(函數(shù)入口)返回；
⑦ 應(yīng)用程序?qū)Ψ祷亟Y(jié)果變量(函數(shù)入口)進行處理，執(zhí)行對應(yīng)的應(yīng)用邏 輯并對空間環(huán)境產(chǎn)生影響。
權(quán)利要求
1、一種表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法，其特征在于1)改造傳統(tǒng)程序開發(fā)的兩大基本結(jié)構(gòu)即變量和函數(shù)的定義，給出表格驅(qū)動的變量以及函數(shù)的基本定義a)表格驅(qū)動的變量可用如下形式來定義tdvDefine varType varNamecon textSubject[noteString]＝dftValue；其中，tdvDefine是定義表格驅(qū)動的變量的起始標(biāo)記；varType是變量本身的數(shù)據(jù)類型；varName是變量名；contextSubject以一個分號開頭，給出該變量感知的上下文主題；noteString是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該變量用途的字符串；dftValue指定該表格驅(qū)動變量的缺省值；b)表格驅(qū)動的函數(shù)采用如下定義形式tdfDefine retType funcName(paraList)contextSubject[noteString]{. ..(Default body of the function)}其中，tdfDefine是定義表格驅(qū)動的函數(shù)的起始標(biāo)記；retType是函數(shù)返回值的數(shù)據(jù)類型；funcName是函數(shù)名稱；paraList是函數(shù)的參數(shù)列表；contextSubject以一個分號開頭，給出該函數(shù)感知的上下文主題；noteString是可供領(lǐng)域?qū)＜议喿x的用于描述該函數(shù)用途的字符串；最后的花括號包圍的部分，是該表格驅(qū)動的函數(shù)的缺省函數(shù)體；2)給出用于驅(qū)動變量的虛擬表的基本結(jié)構(gòu)此虛擬表與一般意義的二維表類似，有最基本的兩列、若干行，以及三類輔助信息，兩列包括●valueOfContextSubject指出該變量所感興趣的上下文主題，在普適環(huán)境中實際可能的取值；●valueOfVariable指出當(dāng)感興趣的上下文主題在環(huán)境中的真實取值與第一列對應(yīng)行的值相同時，該上下文感知變量的實際取值；三類輔助信息包括●contextSubjectName指定該變量所感興趣的上下文主題的名稱；●predicateIdentifier是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可能的取值；●noteString是示意變量用途的可供閱讀的字符串，領(lǐng)域?qū)＜以谂渲迷摫砀駮r參看該字符串以便進行合理配置；該虛擬表的行數(shù)，將取決于領(lǐng)域?qū)＜覍Υ颂摂M表的配置數(shù)據(jù)量的多寡，表格中的第一行有效內(nèi)容，由系統(tǒng)在構(gòu)建該虛擬表時根據(jù)掃描程序代碼得到的缺省值，程序運行時上下文主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配項時，此行將自動匹配；3)給出用于驅(qū)動函數(shù)的虛擬表的基本結(jié)構(gòu)此虛擬表也與一般意義的二維表類似，有最基本的兩列、若干行，以及三類輔助信息，兩列包括●valueOfContextSubject指出該函數(shù)所感興趣的上下文主題，在普適環(huán)境中實際可能的取值；●entranceOfFunction指出當(dāng)感興趣的上下文主題在環(huán)境中的真實取值與第一列對應(yīng)行的值相同時，該上下文感知函數(shù)的(調(diào)用)入口；此處的函數(shù)入口是指上下文主題取值被匹配后函數(shù)將轉(zhuǎn)向去執(zhí)行的指令或者代碼之所在；三類輔助信息與表格驅(qū)動的變量對應(yīng)的虛擬表類似，包括●contextSubjectName指定該函數(shù)所感興趣的上下文主題的名稱；●predicateIdentifier是謂詞標(biāo)識符，用以連接上下文主題與其可能的取值；●noteString是示意函數(shù)用途的可供閱讀的字符串，領(lǐng)域?qū)＜以谂渲迷摫砀駮r參看該字符串以便進行合理配置；該虛擬表的行數(shù)，同樣將取決于領(lǐng)域?qū)＜覍Υ颂摂M表的配置數(shù)據(jù)量的多寡，與表格驅(qū)動變量對應(yīng)的虛擬表結(jié)構(gòu)類似，表格中的第一行有效內(nèi)容，由系統(tǒng)在構(gòu)建該虛擬表時根據(jù)掃描程序代碼得到的缺省值，程序運行時上下文主題的當(dāng)前值在表格中沒有找到匹配項時，此行將自動匹配。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法，其特征在 于系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用禾呈序中對于表格驅(qū)動的變量和函數(shù)的聲明信息自動構(gòu)造虛 擬表，構(gòu)造的流程描述如下對于程序中定義的每一個表格驅(qū)動實體即變量或者函數(shù)，系統(tǒng)都按如下 順序進行操作首先，系統(tǒng)提取表格驅(qū)動編程實體的聲明信息，包括定義中 的CO/2Z^^5^U'e"、 720^5^7'/^和缺省值信息，對于表格驅(qū)動變量來講是 i/ftfe^e，對于表格驅(qū)動的函數(shù)來講是Zfe/aWt Me /w/7c"ot部分；然后，根據(jù)提取到的contextSubject從基于本體的上下文模型中檢索要感知 的上下文主題對應(yīng)的謂詞(predicate);最后，系統(tǒng)根據(jù)所得到的所有這些信息(包括co/ z^xt5"〃Zy'eczN "c^e6"trj'/^、疑咨、;#"/^息、prec/j'cate)，開始 構(gòu)造表格驅(qū)動實體對應(yīng)的虛擬表，虛擬表以XML格式處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法，其特征在 于虛擬表的匹配過程由系統(tǒng)自動完成，其一般的匹配過程為首先獲虛擬表對應(yīng)的上下文主題在實際環(huán)境中的取值，然后從虛擬表的 第二行至結(jié)尾行中比較與該值相同的行，如果找到匹配的行，則提取該行第 二列的值返回；如果沒有發(fā)現(xiàn)匹配的行，則將表中第一行第二列的取值(即 應(yīng)用程序中預(yù)定義的缺省值)返回。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法，其特征在 于應(yīng)用程序的編寫及部署過程有多種角色的成員共同參加，由虛擬表將應(yīng) 用程序員與普適環(huán)境的領(lǐng)域?qū)＜?或空間管理人員)的知識進行連接，最終 完成感知上下文并靈活驅(qū)動應(yīng)用邏輯的任務(wù)，該過程各步驟如下a) 應(yīng)用開發(fā)人員根據(jù)普適環(huán)境的功能要求，在程序中定義表格驅(qū)動的變 量和函數(shù)，并結(jié)合宿主語言的其他程序結(jié)構(gòu)開發(fā)應(yīng)用；b) 系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用程序中聲明的表格驅(qū)動編程實體信息構(gòu)造對應(yīng)的虛擬 表；c) 領(lǐng)域?qū)＜覄t基于對空間環(huán)境的了解以及上下文主題的可能取值情況 來配置虛擬表；d) 應(yīng)用系統(tǒng)投入運行，由系統(tǒng)根據(jù)程序指定的上下文主題自動提取該環(huán) 境上下文的當(dāng)前值，與虛擬表中的配置值進行匹配，并將匹配的結(jié)果 返回到應(yīng)用程序中做后續(xù)處理對于表格驅(qū)動變量，應(yīng)用程序訪問其 返回值；對于表格驅(qū)動函數(shù)，應(yīng)用程序完成對返回函數(shù)的調(diào)用。
全文摘要
一種表格驅(qū)動的普適計算環(huán)境編程方法，應(yīng)用開發(fā)人員根據(jù)普適環(huán)境的功能要求，在程序中定義表格驅(qū)動的變量和函數(shù)，并結(jié)合宿主語言的其他程序結(jié)構(gòu)開發(fā)應(yīng)用；系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用程序中聲明的表格驅(qū)動編程實體信息構(gòu)造對應(yīng)的虛擬表；基于對空間環(huán)境的了解以及上下文主題的可能取值情況來配置虛擬表；應(yīng)用系統(tǒng)投入運行，由系統(tǒng)根據(jù)程序指定的上下文主題自動提取該環(huán)境上下文的當(dāng)前值，與虛擬表中的配置值進行匹配，并將匹配的結(jié)果返回到應(yīng)用程序中做后續(xù)處理對于表格驅(qū)動變量，應(yīng)用程序訪問其返回值；對于表格驅(qū)動函數(shù)，應(yīng)用程序完成對返回函數(shù)的調(diào)用。本發(fā)明將多樣的、易變的環(huán)境信息與程序的邏輯主體分離，使程序員更加關(guān)注程序的業(yè)務(wù)邏輯，提高編程效率。
文檔編號G06F9/44GK101482819SQ20081023652
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者暉 何, 迪 侯, 張俊斌, 明 李, 牛玉潔, 勇 齊 申請人:西安交通大學(xué)