普适计算是继分布式计算、移动计算之后一种新的计算模式，已成为当前计算技术的一个研究热点。普适计算强调由通信设备、计算机等构成的信息空间与人们生活和工作的物理空间的融合，形成一个以用户为中心的普适环境。随着普适计算的发展和研究深入，从高层、抽象的用户任务出发的任务计算范例逐步引起了国内外研究者的关注，并被认为是实现“以用户为中心”的普适计算的可行方式。任务计算范例试图为用户所涉及的任务(活动、目标、计划等)提供计算支持，弥补代表用户意图的任务和服务之间在抽象级上的“鸿沟”。为了支持高层、抽象的用户任务，减少用户注意力的耗费，需要研究支持任务计算范例的关键技术。　　 本文以动态、开放、异构的普适环境为研究背景，满足用户的个性化需求为目标，围绕普适环境中任务计算范例所涉及的相关理论、体系结构以及若干关键技术和应用问题进行了比较广泛和深入的研究。本文的主要工作和研究内容包括以下几个方面：　　 (1)提出一种以用户为中心的任务计算架构。为了支持任务计算范例的实现，本文对普适环境中任务计算范例的框架和体系结构进行了研究。在当前任务计算范例研究和实现工作基础上，本文融合面向服务的计算和中间件技术，提出了一种以用户为中心的任务计算架构，对其中的关键理论和技术问题给出解决方案，为构建支持任务计算范例的原型系统提供了架构基础。　　 (2)针对普适环境中用户任务建模需求，提出了一种基于语义的角色一任务模型(Semantics-based Role-Task Model，SRTM)。SRTM具有以下特征：引入了角色的概念，角色作为用户与任务的中介，将用户与任务关联起来，能够充分体现用户任务的上下文依存性，从而更好地适应用户的动态性；定义了任务的语义关系，能够更精确地描述任务的分解和协作行为，从而有利于形成表达用户意图或需求的抽象的任务过程。在SRTM和现有形式化描述语言的基础上，本文提出了角色-任务本体的概念，通过扩展OWL-S语言来实现对用户任务进行统一和规范化的描述。　　 (3)针对任务计算范例中的资源共享需求和普适资源的特征，提出了一种普适资源共享模型(Ubiquitous Resource Sharing Model，URSM)。URSM具有如下特征：利用面向服务的思想对资源进行服务化，同时建立了服务的语义模型以有效地支持任务映射过程中的服务匹配和服务选择，从而屏蔽普适资源的异构性，使得普适环境以统一的、标准化的方式进行资源共享和协同；通过服务虚拟化技术构建虚拟服务，能够有效地屏蔽资源的动态性，为用户任务与资源之间的动态绑定提供了基础；借鉴人类社会组织方式，提出基于服务社区的资源组织和管理方式，同时在服务社区中引入“信任”的概念，以实现安全、可信的资源共享以及消除普适环境中“资源孤岛”现象。最后以国家科技资源平台中实际需求的软件资源共享、管理为背景，根据URSM模型构建了一个软件资源共享原型系统，初步验证了URSM模型的可行性和有效性。　　 (4)针对用户任务的非功能需求，提出了一种任务驱动的服务选择方法。为了正确选择到满足用户任务QoS需求的服务资源，根据服务本身QoS特点，提出了一个可扩展的服务质量模型E_QoS，以有效地衡量服务的QoS。根据用户任务的复杂程度将任务驱动的服务选择问题分为面向原子任务的服务选择和面向复合任务的服务选择，其中将面向原子任务的服务选择问题转化为一个多属性决策问题并利用模糊决策的方法进行实现；将面向复合任务的服务选择问题转化成一个多目标最优化问题，设计并实现了一个求解该问题的粗粒度遗传算法。