基于細(xì)胞因子的生物網(wǎng)絡(luò)協(xié)同進(jìn)化理論與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求日益朝著高性能、大規(guī)模、多樣性的方向發(fā)展，對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)提出了更高的分布式要求。對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)逐漸提出自擴(kuò)充性、可移動(dòng)性、可生存性、簡(jiǎn)單易操作性的要求。并且，隨著用戶和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變化的自適應(yīng)性等特點(diǎn)，有必要進(jìn)一步優(yōu)化Internet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)其應(yīng)用。生物系統(tǒng)是分布式自治系統(tǒng)，能提供給科學(xué)和工程領(lǐng)域各種富有成效的技術(shù)和方法。在生物界中，像人體系、蜂群和人類社會(huì)這樣的大規(guī)模系統(tǒng)，已形成許多重要的原理和機(jī)理，正好可

2、以滿足以上對(duì)Internet的未來(lái)需求。
　　 本課題將生物細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的一些相關(guān)原理和機(jī)理，應(yīng)用到Internet網(wǎng)絡(luò)中，提出新穎的生物網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型和相關(guān)智能算法語(yǔ)應(yīng)用。
　　 首先，本文對(duì)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工免疫系統(tǒng)和人工內(nèi)分泌系統(tǒng)等生物智能理論及各種智能技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了綜述，指出了目前發(fā)展存在的問(wèn)題以及將來(lái)的發(fā)展方向。并介紹了細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的生理基礎(chǔ)及其調(diào)控機(jī)理和網(wǎng)絡(luò)模型，為本文智能網(wǎng)絡(luò)模型及算法的研究設(shè)計(jì)奠定了生物理論

3、基礎(chǔ)。介紹了智能移動(dòng)Agent的特性及應(yīng)用領(lǐng)域，為生物網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。
　　 其次，從細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的理論和研究結(jié)果中抽象出一種新穎的生物網(wǎng)絡(luò)集成計(jì)算框架，設(shè)計(jì)了一種細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其中間件，該中間件包括網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和生物實(shí)體。生物網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)由通用基礎(chǔ)組件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)模塊和關(guān)聯(lián)模塊三部分組成，生物實(shí)體是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的最小組件。并設(shè)計(jì)了生物結(jié)構(gòu)的通信機(jī)制。
　　 接著，對(duì)初步激活輔助性T細(xì)胞前體提出了一個(gè)“兩步雙信號(hào)”模

4、型，用來(lái)了解外周的自我-非我區(qū)分的機(jī)制?；谶@個(gè)“兩步雙信號(hào)”模型，我們提出了一種新穎的人工免疫算法用來(lái)產(chǎn)生不同的“兩步雙信號(hào)”生物實(shí)體，而且設(shè)計(jì)了基于一個(gè)“兩步雙信號(hào)”生物實(shí)體的分布式入侵檢測(cè)系統(tǒng)用來(lái)保護(hù)生物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的安全，對(duì)它的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行了討論。
　　 借鑒造血細(xì)胞因子模型的協(xié)同調(diào)整模型，擴(kuò)展生物實(shí)體的設(shè)計(jì)，提出了一種Web服務(wù)的協(xié)同調(diào)度。造血細(xì)胞因子模型研究了細(xì)胞因子之間的促進(jìn)與抑制機(jī)制，以及對(duì)于造血祖細(xì)胞的控制調(diào)節(jié)作用

5、。在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，對(duì)Web合成服務(wù)請(qǐng)求與調(diào)度的建模，融入基于造血細(xì)胞因子調(diào)節(jié)模型，設(shè)計(jì)了一種資源的實(shí)時(shí)計(jì)算方法。并結(jié)合兩種服務(wù)選擇策略，在擴(kuò)展的生物網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上研究系統(tǒng)的響應(yīng)能力和服務(wù)質(zhì)量。仿真實(shí)驗(yàn)表明基于造血細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的Web服務(wù)實(shí)時(shí)調(diào)度方法是有效的，具有很好的性能。
　　 借鑒生物神經(jīng)內(nèi)分泌免疫系統(tǒng)的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，基于細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提出了Web服務(wù)的合成方法。在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控下的生物實(shí)體代理Web服務(wù)，構(gòu)成為一個(gè)帶

6、有條件的米蘭機(jī)單元，Web服務(wù)的合成可以轉(zhuǎn)換為米蘭機(jī)進(jìn)化過(guò)程。生物實(shí)體通過(guò)消息匹配和條件約束形成細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)，Web服務(wù)的合成通過(guò)生物實(shí)體細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)支持。在服務(wù)協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中可以動(dòng)態(tài)調(diào)整其合成的服務(wù)，完成服務(wù)的動(dòng)態(tài)自組織合成和管理等工作。仿真結(jié)果表明該方法在環(huán)境動(dòng)態(tài)變化時(shí)具有適應(yīng)性。
　　 然后，借鑒生物細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同進(jìn)化機(jī)制，為生物實(shí)體設(shè)計(jì)協(xié)同感知的屬性與計(jì)算能力，提出了Web服務(wù)合成中的方法。在細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)調(diào)控下的生物