朱演濤

摘要：如今社會是一個(gè)信息高速發(fā)展的高科技信息化時(shí)代，在這樣的世紀(jì)中正是人們對于學(xué)習(xí)的追求更加注重在自主化，個(gè)性化且伴隨著各種新型軟件的開發(fā)和研究有了進(jìn)一步的發(fā)展，同時(shí)對各項(xiàng)技術(shù)的掌握有了更加成熟的掌握，所以關(guān)于學(xué)習(xí)型的軟件和自適應(yīng)學(xué)習(xí)便隨著時(shí)代的發(fā)展人類的不斷的需求應(yīng)運(yùn)而生。通過了解自適應(yīng)控制可以被當(dāng)作是一個(gè)能通過環(huán)境變化做出自身調(diào)節(jié)并及時(shí)反饋于控制系統(tǒng)，使系統(tǒng)能根據(jù)其中的部分設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)工作中達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。這種模型根據(jù)所使用環(huán)境的不同和研究人員所反映的信息來進(jìn)行自我提升和調(diào)整它自身具有的性能。本篇文章通篇主要從系統(tǒng)構(gòu)建設(shè)計(jì)的角度展開探討這種架構(gòu)的其中一種設(shè)計(jì)方案， 當(dāng)中有許多工作還要人工參與， 但愿這類軟件架構(gòu)的研究探討能對未來軟件系統(tǒng)模型的發(fā)展有著深遠(yuǎn)積極的影響。

關(guān)鍵詞：自適應(yīng)軟件系統(tǒng)模型；軟件開發(fā)；自適應(yīng)；應(yīng)用平臺；算法

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）09-2159-02

隨著時(shí)代不斷的在發(fā)展，人類對軟件質(zhì)量的需求也在不斷提高和變化， 這就預(yù)示著軟件體系結(jié)構(gòu)即將面臨更多變化莫測的環(huán)境， 過往過于單一的邏輯功能模塊化軟件體系構(gòu)件已經(jīng)無法適應(yīng)需求。即將研發(fā)的新產(chǎn)品則將需要具備更多要求，其必須具有能確保系統(tǒng)邏輯功能在面對不同情況的條件下都可以正常運(yùn)作其自適應(yīng)模塊，且在多變復(fù)雜的條件下依然無法改變其高效穩(wěn)定的功能。眾所周知各種較為大型應(yīng)用軟件的開發(fā)都是一項(xiàng)較為復(fù)雜繁瑣的研究開發(fā)工作，如果延用過往的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)開發(fā)，軟件的研發(fā)僅僅只能在硬件和操作中適用于自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，要其與之同時(shí)又具有自動化的導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)功能，這樣會使得它在技術(shù)功能上無法與以往的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)比擬的。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)之所以是智能、先進(jìn)的，主要是系統(tǒng)能夠根計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的變革，成功地用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)武裝的更為強(qiáng)大的效率與更加顯著的效果。本篇文章主要闡述一種有別于傳統(tǒng)的自適應(yīng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)想比并對這種想法做一個(gè)較為初步的剖析。

如今人類對于知識的攝取變得多樣化，學(xué)習(xí)型應(yīng)用的誕生恰恰迎合了這個(gè)需求，但其軟件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)方面卻會面臨許多意想不到的挑戰(zhàn)，這也正是大市場需求所潛在的危機(jī)。所以如何設(shè)計(jì)出一款能應(yīng)對這一系列相應(yīng)問題的軟件，瞬間也就成為當(dāng)下最為炙手可熱的軟件工程設(shè)計(jì)方向。

1 學(xué)習(xí)型軟件的自適應(yīng)

自適應(yīng)構(gòu)件是具備開放性、能動性與可進(jìn)化性的軟件結(jié)構(gòu)模型。自適應(yīng)架構(gòu)會被提出來的研究的目的就是要使得軟件系統(tǒng)能通過它所運(yùn)行的不同環(huán)境的變化，進(jìn)行自我調(diào)整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并能簡單的解決系統(tǒng)構(gòu)件在自行進(jìn)化過程的這種方式不受環(huán)境與系統(tǒng)正在運(yùn)行所束縛這個(gè)矛盾。然而以前的軟件應(yīng)用平臺大部分都是以靜態(tài)、確定的方法為主提供應(yīng)用軟件的開發(fā)，這樣一種方法存在的缺陷就是要從應(yīng)用環(huán)境反饋的信息來提高和改善其系統(tǒng)性能的能力。如何能克服過去的軟件應(yīng)用平臺的缺陷，漸漸已成為軟件研究人員最新的努力方向。能否成功的在以往軟件應(yīng)用平臺中植入相應(yīng)的感知與學(xué)習(xí)機(jī)制，研發(fā)出一個(gè)完全自主化的自適應(yīng)軟件應(yīng)用平臺模型，能使得其在應(yīng)用平臺中建立應(yīng)用系統(tǒng)的方法、控制模式和平臺的學(xué)習(xí)方法上有較高的自適應(yīng)性。該文根據(jù)當(dāng)下社會對軟件平臺模型研究日益增強(qiáng)的趨勢分析，發(fā)現(xiàn)研究和開發(fā)自適應(yīng)的軟件平臺模型是一項(xiàng)很有必要的任務(wù)。

在想到軟件模型自適應(yīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的途中可能會遭到所使用系統(tǒng)的束縛，在設(shè)計(jì)出基本的系統(tǒng)構(gòu)架的同時(shí)還要想出適合自適應(yīng)能正常體現(xiàn)出設(shè)計(jì)方案的工作環(huán)境，以基因的計(jì)算為重心，進(jìn)化計(jì)算為基礎(chǔ)的架構(gòu)模型大大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與適應(yīng)性。這種算法就算面臨不同的行業(yè)，都會具備可復(fù)用性運(yùn)算，這也就為改善自適應(yīng)系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用提升了效率和質(zhì)量?？蓱?yīng)用的范圍則將涉及到學(xué)習(xí)型系統(tǒng)研究、軟件自適應(yīng)構(gòu)建等等。

本文主要根據(jù)所提出的一種自適應(yīng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案來對這類想法做一點(diǎn)點(diǎn)較為表層的研究。

2 如何設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)型應(yīng)用平臺模型

在確定了一定的設(shè)計(jì)方向時(shí)候，就要把目標(biāo)綁定在關(guān)鍵的問題中，例如在知道可以隨時(shí)間地點(diǎn)對象的改變而改變的自適應(yīng)學(xué)習(xí)型應(yīng)用軟件模型構(gòu)件會更加符合市場的需求，從軟件功能上展開設(shè)計(jì)方案時(shí)候就要解決如何把握好自適應(yīng)的運(yùn)用。學(xué)習(xí)型應(yīng)用模塊的自適應(yīng)性是由功能構(gòu)件與可持續(xù)循環(huán)框架所構(gòu)成的，它所具有的功能是在密封后的應(yīng)用板塊得到其所描述的信息和所具有的性能與合適的接入口。這類模型所講述的意思是將集合里的構(gòu)建與構(gòu)建間的相互關(guān)系和遵守的規(guī)則，達(dá)到能使整部系統(tǒng)模型在能適應(yīng)外界多變的環(huán)境中完成其所需要的進(jìn)化變異。

要好使得設(shè)計(jì)出來的學(xué)習(xí)型應(yīng)用軟件模型能在不同的環(huán)境中，可以完全表達(dá)其所具備的自適應(yīng)性優(yōu)勢，在軟件設(shè)計(jì)方面要對其將來會面對的變幻莫測的市場需求做好幾手應(yīng)對方案。首先我們必須明白軟件具有一定的生命周期，這正是軟件工程中最為基本的概念。具體指一個(gè)軟件系統(tǒng)從目標(biāo)被提出開始到最終被淘汰為止的整個(gè)存在期。軟件生命周期可以被劃分為若干階段，每個(gè)階段有相對獨(dú)立的任務(wù)，有特定的方法和工具。而且其一般會有六個(gè)階段。學(xué)習(xí)型應(yīng)用的軟件是現(xiàn)在時(shí)代潮流所需求的新型產(chǎn)物，在研究和開發(fā)這類軟件系統(tǒng)模型我們需要很好的理解其生命周期，必以此為思路，一步一步的闡述清楚所希望提出的想法和設(shè)計(jì)方向。一個(gè)軟件要能被開發(fā)研究出來很重要的一點(diǎn)就是它必須所具備一定的市場需求。正是因?yàn)楝F(xiàn)在時(shí)代的飛速發(fā)展，過往所給與的軟件系統(tǒng)模型以及無法滿足市場，所以隨著軟件的不斷更新?lián)Q代，如果能將自適應(yīng)模式很好的融入到軟件架構(gòu)中去，大大提升軟件系統(tǒng)模型的高自能化，自主化，這將會使自適應(yīng)架構(gòu)發(fā)揮其最大的作用，對未來更進(jìn)一步研究發(fā)展學(xué)習(xí)型應(yīng)用自適應(yīng)軟件系統(tǒng)模型有著深遠(yuǎn)而無法預(yù)測的影響。一般的軟件的設(shè)計(jì)先是從其需求開始分析，然后在開始著手于軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?？梢韵瘸醪皆O(shè)計(jì)各總體，再逐步分解進(jìn)行較為復(fù)雜而詳細(xì)的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)型應(yīng)用這類型軟件因?yàn)槠渌鎸Φ耐獠凯h(huán)境的變數(shù)較為大，涉及的行業(yè)領(lǐng)域比較多，所以要使設(shè)計(jì)出來的軟件達(dá)到使用要求，則必須對軟件能否根據(jù)外部運(yùn)行環(huán)境所提供的信息進(jìn)行自我學(xué)習(xí)修整這一點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析研究和探討。

學(xué)習(xí)型應(yīng)用平臺軟件的系統(tǒng)算法，是設(shè)計(jì)中不可或缺的程序之一，應(yīng)為其所具備的功能是反應(yīng)軟件正常運(yùn)行的每一個(gè)步驟，簡單而言就是把一種進(jìn)化算法達(dá)到為另一種可被接入的構(gòu)件， 這樣能使的新的算法構(gòu)件較為便捷的被接入進(jìn)來，或者可以嘗試改變一下原有的算法。目前所存在的進(jìn)化算法包含了多對象進(jìn)化、可遺傳算法、進(jìn)化程序設(shè)計(jì)等， 各種進(jìn)化算法都可以用來控制層和人類自行提供的功能， 產(chǎn)生新的評價(jià)?？梢蕴峒八惴z驗(yàn)的機(jī)器， 通過其所具備的性能要求來篩選適合其使用的計(jì)算方法。然后再把可以被接入的算法，順利的接入到目標(biāo)。它之所以可以如此運(yùn)行是根據(jù)一下的原理來操作的：算法是一個(gè)具有很多種且其具備很多個(gè)模式，即使新的算法會不斷涌現(xiàn)，但也無法阻礙原來已經(jīng)有算法也會隨著時(shí)代的步伐不斷改變化， 所以說算法是在不斷的進(jìn)行動態(tài)進(jìn)化的。達(dá)到數(shù)據(jù)和算法可以分離的程度， 讓數(shù)據(jù)和算法都可以進(jìn)行自行進(jìn)化，和在算法設(shè)計(jì)表層實(shí)現(xiàn)接入，然后通過接口實(shí)現(xiàn)算法層與外界交流的目標(biāo)，也可以通過人類自行為其添加或刪除。另外，有一部分的基因分析計(jì)算可以當(dāng)作學(xué)習(xí)型軟件所具有的算法的構(gòu)件。比如像解析重點(diǎn)基因或是基因與基因之間的聯(lián)系等，這部分構(gòu)件都利用了數(shù)據(jù)挖掘的類似計(jì)算方法，了解基因具有的特征，傳遞出相關(guān)的結(jié)果，可以被認(rèn)為是對自適應(yīng)系統(tǒng)軟件內(nèi)部算法程序的補(bǔ)給。根據(jù)當(dāng)下的發(fā)展而言， 還未存在一種進(jìn)化算法可以同時(shí)具備所有算法的優(yōu)勢，例如：在較短的時(shí)間內(nèi)完成進(jìn)化且保證有最高準(zhǔn)確性和超高記得進(jìn)化能力， 即使在不久的將來我們?nèi)祟愐矡o法可能研究出具有這種能力的算法， 所以如果要解決生存和進(jìn)化這類問題必須要有多種不同的算法同時(shí)并存，這樣就可以把各種算法接入到構(gòu)件中，最后再利用其具體的要求選出適合的計(jì)算方法加以計(jì)算。

自適應(yīng)所能控制的不單單是存儲構(gòu)件對感知信息和基因邏輯結(jié)構(gòu)，其是經(jīng)過一系列的控制函數(shù)構(gòu)成的，它通過所具有的控制和所反映回來的界面信息來避開人為干擾。人們會經(jīng)過控制層對其進(jìn)行控制，還可以隨意的改變其實(shí)施操作過程，例如對基因的重新排列組合和其進(jìn)化得出來的結(jié)論進(jìn)行評鑒等等?？刂破鋵εc整體的架構(gòu)關(guān)于是否適合自適應(yīng)這類軟件的過程起了關(guān)鍵的作用。在這些基礎(chǔ)之上對基因的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改， 擴(kuò)大系統(tǒng)可以被適應(yīng)的領(lǐng)域， 使其能擁有多種不同的功能和更強(qiáng)大的性能。根據(jù)由原數(shù)據(jù)所提供的基因組排序和控制當(dāng)中所具有的構(gòu)件進(jìn)行運(yùn)作的所得出來的信息與基因邏輯構(gòu)件在通過基因算法得到的基因克隆和發(fā)展變化數(shù)據(jù)情況等等。當(dāng)中原來所具有的數(shù)據(jù)和基因組排列順序都會被當(dāng)作進(jìn)化錄入到所需要的信息數(shù)據(jù)庫中充當(dāng)基因庫；控制其所給出關(guān)于基因變化的邏輯性是為了確保系統(tǒng)能在自我調(diào)整的過程中保證其性能和功能都能發(fā)揮其最大作，并且要保證氣自身的完整性與規(guī)范性不被輕易的破壞。這一層的變化主要依賴與其系統(tǒng)所控制給予的程序應(yīng)對于不同算法的操作調(diào)整，例如它在利用遺傳算法的時(shí)候，會先進(jìn)行基因組的檢驗(yàn)，在所檢驗(yàn)基因滿足可操作的前提下才開始對其進(jìn)行篩選等各方面遺傳變異的步驟。

3 總結(jié)

本篇文章著重的分析了如今存在的軟件系統(tǒng)模型狀況，以及軟件系統(tǒng)模型的建立原理和它所具備的部分應(yīng)用。結(jié)合的技術(shù)分析和研究建立系統(tǒng)模型的技術(shù)同改善其算法。該文所想設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)型軟件模型就是根據(jù)其所面對的適用對象，通過其可動態(tài)分配構(gòu)件的成功實(shí)例，與發(fā)現(xiàn)它同時(shí)連接組合了動態(tài)的原構(gòu)件，所以很好的使用了軟件模型構(gòu)件中的信息，準(zhǔn)確的確保其可順利的被運(yùn)行不被破壞。通過確立學(xué)習(xí)型應(yīng)用軟件所適合使用的大方向 ，對其設(shè)計(jì)進(jìn)行較為復(fù)雜而初步的介紹。

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