Page 41 - 《软件学报》2021年第7期

李念语 等:一种基于分层适应逻辑的自适应系统实现框架 1959

本文第 1 节概述基于归因理论的概念模型,并为内归因和外归因提供例子说明.第 2 节给出概念模型的形
式定义,包括内因和两类自适应规则.第 3 节介绍独立设计和部署时绑定的自适应架构的实现.第 4 节通过实验
结果对我们的方法和现有方法进行比较,对内外因两层结构进行评估.第 5 节详细介绍一些相关工作.最后一节
对本文进行总结,并指出未来的研究方向.

1 方法概览

提出和回答“为什么”问题——试图弄清楚是什么导致了一件事——这一基本过程被定性为人类最基本的
活动.由弗里茨-海德(Fritz Heider) [16] 发起,哈罗德-凯利(Harold Kelley)和伯纳德-韦纳(Bernard Weiner) [17] 进一步
推进的归因理论,试图描述和解释个人的日常行为或事件.例如,一个人生气了,可以归因于他的坏脾气,也可以
归因于坏事情的发生.
归因有多种定义,但常见的定义方式是将归因定义为解释和理解个体行为背后的内部过程和外部过程.外
部归因又称为情境归因,是指将行为的原因解释为人所不能控制的情境或环境特征.内部归因是指将行为的原
因归结为某些人格特征,而不是外部力量.
同样地,我们也需要确定系统自适应性行为的原因,即系统为什么要适应?这也是影响自适应性行为的核心
问题.一般来说,产生自适应行为的原因是由于部署环境的非确定性:i) 技术资源的变化.例如,可供选择的网络
连接发生了变化;ii) 环境变量的变化.例如,网站的负载量发生了变化;iii) 用户的变化.例如,用户目标或用户偏
好发生了变化 [18] .用户和技术资源可以看作是部署环境的一部分,与环境因素一起构成了自适应系统的外围 [19] ,
它们是系统存在的外部条件,也被称为外因.
然而,环境因素(即外因)不是系统执行自适应行为的必要条件.例如,对于部署在云上的网站,当活跃用户数
量增加时,有些网站会饱和,而有些网站不会.事实上,网站是否饱和,从而需要动态地分配更多的资源(服务器),
取决于响应延迟.如果响应延迟是在一个让人可接受的范围内,即使该网站有大量的活跃用户,也不需要进行自
适应调整.换句话说,用户数的变化并不能决定资源分配上的自适应行为.相反,只有当变化影响了响应延迟并
进一步损害了系统目标时(即内因),这种变化才会触发自适应行为.因此,内因是系统自适应行为的根本原因.
基于此,我们将一个自适应系统的适应逻辑分为两层,分别对应了内部归因过程和外部归因过程,如图 1 中
的概念模型所示.

Fig.1 Conceptual model of attribution-based self-adaptive systems
图 1 基于归因理论的自适应系统的概念模型