自主運算（Autonomic computing，簡稱AC）是指分散式運算系統中的自我管理特性，可以適應不可預期的變化，而且可以封裝其本質上的複雜，不需讓使用者以及操作人員瞭解。自主運算是IBM在2001年提出的倡議，此倡議後來的目的是要開發可以自我管理的電腦系統，可以面對運算系統管理快速成長的複雜性，並且減少複雜性對未來系統擴充造成的阻礙。
敘述
自主運算系統的概念是要用高層次的政策，進行可適應環境的決策。系統會持續的檢查其自身狀態，並且進行最佳化，自動調適系統以適應變動的條件。自主運算框架是由彼此互動的自主組件（AC）組成。自主運算可以用二個主要控制架構（區域及全域）組成，配合传感器（可以進行）、执行器（自我調整）及知識，並且有規劃器／調適器，利用基於自我意識和環境意識的政策，以進行調整。此架構有時會稱為Monitor-Analyze-Plan-Execute（MAPE）。

在此願景的驅使之下，已提出許多以「自我調整」自主组件為基礎的架構框架。另一個類似的趨勢是許多有關多智能体系统的研究。不過大部份的作法是用集中式或是雲端服务器架構, 主要是為了降低管理成本，而不是為了要有複雜軟體系統或是提供創新的服務。有些自主系統和移動代理（mobile agents）有關，其介面是透過鬆耦合的通訊機制。

自主導向運算（Autonomy-oriented computation）是Jiming Liu在2001年提出的範式，用人工智慧系統模仿社会性动物的集合性行為，以此來解決複雜的計算問題。例如，蚁群算法可以會在此範式下進行探討。
複雜度持續成長
根據預測，人們使用的運算裝置每年會以38%的比例成長，設備的平均複雜度也在逐漸增加。運算系統因為其速度及自動化，帶來許多的助益，但目前因為經濟上的考量，自動化維護的需求也非常迫切。

Kephart和Chess在2003年电气电子工程师学会《计算机》的文章中。人體神經系統可以控制重要的人體機能（例如呼吸、心率和血壓），不需要人有意識的介入調整。

在自我管理的自主系統中，人員的角色也和以往不同：人不再直接控制系統，而是訂定一般性的政策和規則，以此引導自我管理的流程。為了這個流程，IBM定義了以下四種特性，稱為self-star（也稱為self-、self-x或auto-）性質。

自我配置（Self-configuration）：組件的自動組態。

自我修復（Self-healing）：自動發現故障，並且自動修正故障

（Self-optimization）：自動監控以及控制資源，在定義的要求下確保機能的最佳化。

自我保護（Self-protection）：針對任何的攻擊，可以主動識別並且保護。

而Poslad將以下的概念加入self-star集合裡。

自我管理（Self-regulation）：系統為了維持某些參數（例如服务质量）而運作，在沒外部控制下有一定的重新啟動區間。

自我學習（Self-learning）：系統用不需外部控制的機器學習技術（例如無監督學習）。

（Self-awareness），也稱為自我檢測（Self-inspection）及自我決策（Self-decision）：系統要瞭解系統本身。必須知道其自身資源的其連結資源的極限。為了控制以及管理，系統需要知道其內部元件以及外部連結。

自我組織（self-organization）：在沒有外在壓力或是外來介入下，由實體模型驅動的系統結構。

自我創建（Self-creation）也稱為自組裝（Self-assembly）或自我复制（Self-replication）：系統在沒有具體壓力或是系統外部參與的情形下，被生態以及社會類別旳模型所驅動。系統成員有self-motivated和自我驅動（self-driven）的特性，在持續變化的策略需求以下產生了開創性的回應，並在其中呈現複雜性以及秩序。

自我管理（Self-management）也稱為自我治理（self-governance）：系統在沒有外界介入的情形可以自我管理。要管理的東西可能會依系統以及應用而變化。自我管理也代表一組的self-star程序（例如自主運算），而不是單一的self-star程序。

自我敘述（Self-description）也稱為自我解釋（self-explanation）或自我呈現（Self-representation）：系統可以解釋自己。可以在不需進一步解釋的情形被人所瞭解（和反射式编程有關）。

IBM更訂定了自主系統的八個條件:

系統要

知道本身存取哪些資源，其容量以及限制，以及和其他系統連接的方式以及原因。

可以依變化的計算環境，自動的進行自身的組態和重新組態。

可以將自身的性能最佳化，以確保計算程序可以最有效率

可以避開所遇到的問題，可能是修補自身的系統，或是可以有繞道演算法，可以避開有問題的點。

在面對不同的攻擊時，可以進行偵測、識別和保護，以維持整體系統的安全性（security）和完整性。

在環境變化時可以適應環境，和周圍的系統互動，並且建立通訊協定

以開放標準為基礎，不會處在某個私有的環境下

可以預測對資源的需求情形，同時對使用者保持透明。

演進程度
IBM針對自主系統的佈署情形，定義了五個演進的程度，也稱為自主佈署模型（autonomic deployment model）：

• 第1級是最基礎的，代表目前的系統是用人工來管理。
• 第2至4級表示較多的自主管理機能。
• 第5級表示自主系統完全自我管理的終極目標。

設計模式
自主系統的設計複雜度可以用设计模式來簡化，例如使用MVC模式，透過封裝和機能有關的關注來達到关注点分离。

控制迴路
控制迴路也是會應用自主運算中的基本概念。此一概念源自过程控制理論。在本質來看，自主管理系統中的控制迴路會監控資源（軟體或是硬體的資源），自主調整，設法在其參數保持在一定範圍內。

依照IBM所述，大型的自主管理電腦系統中會有上百到數千個控制迴路。

概念模型
自主系統的基礎建構模塊就是感知能力（感測器Si），讓系統可以觀察其外在的運作情形。自主系統的固有特性就是有關其運作目的的知識，以及在沒有外在介入時，可以自行運作的知識（可能是透過、組態知識、針對感測資料的詮釋等）。自主系統的實際運作是由「邏輯」所決定，邏輯是為了達到運作目的所進行的決策，同時也會受到感測器所感測的外在運作情形所影響。

此一模型強調自主系統的運作是由其目的（purpos