面向Agent的软件设计模式解析 欧展培
面向Agent的软件工程的现状与挑战探索的论文
面向Agent的软件工程的现状与挑战探索的论文摘要:面向Agent软件工程是当下软件工程最前沿的研究方向之一这种系统结合了Agent理论和技术同时将软件工程的思想、原理和原则相结合为基于Agent系统的开发提供工程化手段最近几年随着Web应用在Internet上的发展同时加上软件开发社会化的需求基于Agent的软件工程在学术界和工业界引起了广泛的关注本文主要阐述了面向Agent软件工程的产生和发展背景面向Agent软件工程的研究内容面向Agent软件工程的研究现状最后讨论了存在的问题和面临的挑战关键词:面向Agent软件工程;基于Agent系统;Agent理论;技术1概念面向Agent软件工程其工作原理是将Agent看作为模型的构成条件同时围绕对应的基本条件有条不紊的开展与系统相关的系列活动被认为是目前技术性较强的软件开发模型不管是软件系统还是应用系统它的内部构成都包括多个AgentAgent表现出来的特点主要有自发性、反应性、社会性和自主性属于行为自控的行为实体Agent与Agent之间表现出来的结构关系较为复杂其作用是由高层相互交换来实现的在这样的前提下达到系统设计的预期目标面向Agent软件工程针对系统研发来讲不仅为其构建了系统平台同时还完成了理论的提供和技术环境的提供它主要通过系统的模块分解数据建模和抽象理论完成系统数据的阐述和管理达到了系统设计的基本要求和目标这样更可以促进系统难度的提升和灵活性的增加在此基础上还增加了维护性特点和重用性特点面向Agent软件工程包括的基本思想与定义在理论论与软件工程整体规划处于同一个轨道线以往的数十年间软件工程始终在探索一套能够促进其研发能力的系统而这个系统基本特点要体现出来自然抽象和功能强大在科学管理的前提下帮助系统建模工程的完成和技术改进面向Agent软件工程侧重反映出来软件的抽象特点和研发技术水平2研究现状分析(1)技术方面面向Agent的需求工程不仅融合了Agent同时还融合了Agent系统定义自身携带的特性这些特性为系统的建模及研究创造了研发条件相关领域的分析涉及到的学科不仅有认知学同时还兼具有社会与组织两个学科常见的研究内容涉及到的框架是i3框架、ALBERT、Tropos、NFR、RoMAS等最近一段时期以来研究者找到了大量面向Agent的建模语言其目的是为Agent系统描述提供支持为系统描述等工作提供帮助常见工作内容包括AgentUMLAMLMAS2MLOrgSCAMLE等因为软件Agent具备的特性和内部构造模块的其他特点面向Agent软件引起研究者关注的侧重点是其应用部分通过使用面向Agent的软件的工作形式面向Agent软件开发出现了形式多样的与其相对应的系统模型所以前提是技术手段必须具备只有这样才可以达到系统规定的精益求精的要求(2)管理方面当前通过使用面向Agent软件工程进行项目研发的成果较少人们对来Agent软件工程内在需求知之尚少同时也不了解该软件在实用过程中具体要求所以未深入开展相关的探索(3)工具方面处于工具状态下的面向Agent软件表现出来的状态较为灵活一直到现在应用领域和研究领域推向市场的Agent的CASE工具有数十种之多在此基础上可以为面向Agent软件工程各个研究环节创造更多的研发条件2.1面向Agent的开发方法基于Agent以及其他相关概念、借助于面向Agent的软件开发思想对系统进行工程化开发的方法学是面向Agent的开发方法包括面向MicrosoftAgent的分析方法、面向Agent的设计方法它提供了相应的建模语言以及结构化和良定义的过程对基于Agent系统(包含应用系统以及软件系统)进行全方位的分析、描述与建模支持软件寿命使用中软件设计和需求分析(从大众化需求的分析)两个过程的软件开发工作到现在人们已经提出了近百种面向Agent的开发方法并且陆陆续续有新的方法出现大部分方法是通用的不限定实现技术平台和应用领域;小部分方法是专用的专门针对某个平台、特定的应用和某个实现技术按照现有方法所需求的差异性和主要技术背景可以将所有的面向Agent设计方法和软件分析分为以下三个方面实际上基于Agent系统进行分析和设计的方法是以各种技术手段集成在一起来进行的(1)基于对象技术该类别的方法依靠于面向某种软件开发方法通过将Agent视为一种特殊的对象建模语言(尤其是UML)的扩充以及用现有面向对象软件开发方法来支持对基于Agent系统进行分析、建模和设计(2)基于知识工程对基于Agent系统进行建模、分析和设计的进行依靠于知识工程(如人工智能、认知科学等)领域的逻辑概念、思想和技术一种常用的方法是将Agent视为由各种认知部件所组成的意向系统比如信念、目标、意图等代表性工作包括TroposDESIREMAS2CommonKADSStyxAAII等(3)基于组织思想这种办法的思想基础就是社会学和组织学并且用这两门学科中不具体的定义来叙述描绘基于在此前提下再对其进行分析和建模这些抽象的定义包括社会角色、社会组织以及组织成员共同遵守的规则、需要承担的责任等等该办法的典型性工作有GaiaAALAADINRo2MAS等①几乎所有的建模方式对软件开发都有着很大的影响主要是对开发的过程和程度协助但是因为不同的建模方式运用的定义和语言都是不同的所以这种帮助的程度也不会一样对于基于Agent系统来说每种建模方式都具有独特的理解认识②如果用户面对的是Agent的开发方法那么就很难全面详细的掌握所有方法的优劣、之间存在的不同以及适合使用的场所等等从而导致根据特点确定合适的开发形式的难度大大增加③虽然每一种形式都有优势但是几乎没有一种形式能集中所有的优势有优势的同时也必然存在着一定的劣势④软件开发者之间和软件开发者和用户之间要想随时实现即时有效的沟通很难因为虽然大部分面向Agent的开发方法都差不多可是其实质还具有很大的差异根据以上论述可知形成一个保准统一、具有很大优势还能被所有相关人员认可的方式将是整个学术范围和工业范围内的努力方向当然这也是一个巨大的挑战因为这必须要把各个面向Agent的开发方法进行对比研究集中所有的有点去掉所有的缺点2.2面向Agent的程序设计面向Agent的程序设计实质上是一种新型的程序设计模型它的基础是Agent软件系统的开发基本编程是Agent而设计的目标就是Agent的运行单元程序语言对于面向Agent的程序设计来说是最重要的也是必不可少的一项工作程序语言是程序员对编程改写目标系统软件的基础目前来看相关人员已经研究出了几十种能帮助面向Agent 的程序设计的程序语言通过分析这些语言技术层面上的不同的一个必要的、同时也是最基本的工具就是该程序设计的语言程序设计员可以通过它对目标软件系统进行编程和改写到现在人们总共提出了数十种依据这些语言技术层面的差异性可以大致对其进行如下分类:面向Agent的程序设计语言笼统的分为以下几类别(1)以LISP技术为基础这种程序语言以运用了LISP的语法形式而得名它就是采用和LISP语法形式差不多的句子对Agent的组成部分进行表达也包括对Agent系统的行为或者系统之间互相交流沟通运用这种理论系统比较严谨的语法系统来进行编程和改写对于提高Agent系统的功能性有很大的帮助运用LISP的语法形式的工作分类有Shoham开发的AGENT20、还有Thomas开发的PLACA、以及Davies和Edwards提出的AGENT2K1(2)基于逻辑技术逻辑系统包括一阶谓词逻辑以及时序逻辑等等逻辑系统也可以作为Agent的程序设计语言来使用在程序编写的时候就用逻辑系统来对Agent系统的各种方式以及内部组成里进行表述和定义例如相关知识、意图和信念、原子动作和规则等都可以用逻辑技术来表述定义逻辑技术的理论系统和语义定义都相当严谨因此运用了逻辑技术的Agent系统可以作为定理证明器来使用Agent系统的工作过程也可以看做是一个证明定理的过程它的典型代表有由Fisher提出的并发METATEM、由Giao和Lesperance等人提出的CONGOLOG、由Hindriks等人提出的3APL等等(3)基于对象技术此项面向Agent程序设计的语言是在对拓展原来程序语言的基础上运用了面向对象的软件开发技术和软部件技术而形成的一种Agent 系统程序语言它属于在语言级上对Agent系统程序语言提供支通常情况下这项技术都是把Agent系统当成一个特有的对象用Agent内部功能的预定义软部件来编程和实现Agent系统它的前提是使用的软部件必须是一组已经封装的特殊类运用这种技术可以利用预编译生成由面向对象程序设计语言(如Java)所描述的程序代码了也可以把用户编程直接表述成能运行的代码并且实现其在目标平台上运行的目的最终生成能够运行的目标代码还要用面向对象程序设计语言编译器对其进行编译到2000年为止面向Agent系统程序语言方面的研究经历了一个由活跃到沉寂的过程影响研究现状的主要因素就是技术问题到最近几年这方面的研究又再次掀起热潮因为人们已经清楚程序语言的设计是软件开发顺利进行的重要保证而且是不可或缺的一环Agent系统系统本身功能性和实用性的提高也必须要建立在程序语言的不断更新换代上到目前为止相关人员研究制定出的Agent 系统程序语言通常都有下面几个特征:①原型化程序语言本身就是已经固化的知识系统实用性小②研究性程序语言并不能为人类工业化具体服务只是用来检验一些理论是否正确可行③非商业性程序语言语言目前的开发系统环境都有待改善其可行程度和简便程度方面的指标还不高2.3面向Agent的CASE工具和环境我们把帮助软件开发者更加快速有家高效的完成Agent系统的一组软件称作面向Agent的CASE工具和环境它能够有效支持Agent 系统在原有的定义和技术的基础上对Agent系统进行开发比如它可以为开发提供需求分析、软件设计、系统实现和验证等等最近几年年有关这项技术的研究逐渐升温到现在为止学术范围和工业范围已经公布了数十种面向Agent的CASE工具和环境而且其种类还正呈现不断增多的趋势虽然其种类繁多特点也各有不同可是总体来看AgentCASE工具和环境可以分成下面这几类:(1)开发包和可重用库开发包与可重用库的使用在很大程度上节约了软件开发成本对于Agent软件开发也是一样对于当下主流的软件开发技术如针对于软件语言开发类的Java、C++等其可以通过软件开发包和可重用库如JATLiteMicrosoftAgent实现二次开发实现创建Agent的软件系统(包括Agent类、Agent接口)的软件重塑从而集成可用的软部件系统(2)体系结构框架面向Agent的体系结构框架随着计算机软件的发展是非常普遍的而针对于CASE工具环境的结构数目也是非常多的(如OpenAgentArchitectureJAFMAS等)这类工具框架的主要作用就是构建软件运行机制实现内部体系的运作构建快速通道Agent(3)开发工具集开发工具集工作环境通常只有独立一个这样是为了后期处理系统的完整性和统一性主要代表有AgentBuilderZeus等其主要价值是用以支持软件开发人员对目标软件系统进行分析、设计、实现、部署和测试等(4)基础设施和平台基础设施和平台主要是为面向Agent的CASE工具和环境提供服务主要包括通信服务、安全服务、目录服务、移动服务等在类的基础服务目前在我国主要流行的面向Agent的CASE工具和环境主要有VoyagerADEGrasshopper等综上所述在对面向Agent的CASE工具和环境的理论研究方面我们取得了长远的立足但是就使用价值和使用情况来说还是一个未知数因此我们就要避免当下基于Agent系统开发过程中存在的诸多问题和不足例如①人机交互的困难;②对象混乱没有实现一对一的使用模式;③缺乏明确的方法论支持;④市场通用价值3问题和挑战面向Agent软件工程远未成熟离工业化、大规模的应用尚有很大的差距还不能为广大软件开发人员所接受尤其是要成为一种主流的软件工程化开发技术还面临着一系列挑战性的问题3.1基础理论人们很早以前就认识Agent理论的重要性并于1963年开始萌发了Agent理论研究的研究思想但是知道20世纪90年代年后人们才真正意义上上的重视起来并着手开始研究自从人们认识到Agent理论的重要性以后大量的科研人员不断对其进行研究无论是Agent的理论还是具体的实际应用人们丝毫不放过任何可以进行研究利用的方面鉴于整个软件系统的质量的好坏受Agent的性能的影响在我们实际通信中就要按不同的要求设计出高性能和高品质的软件系统对于用户的不同要求的用户安装不同大小和功能的系统因此对于Agent 理论的基础理论研究必须掌握得非常牢靠才行早期人们研究的这个Agent理论模型对原理进行了合理详细的解释它主要的基本理论基础就是他把微带辐射单元看成了一个在水平方向上不会产生变化的线状的BDI逻辑和模型而在长度的方向上电场进行的时余弦变化我们这样就可以把他看做是拥有两个开路端的原型化语言AGENT20及其解释器对于这个等效的解释器我们可以把贴片表示为且他们做的是相同方向的激励并且都是向地面上方的半空进行辐射的缝隙不仅如此科学家还给出了进行这个简单计算的计算公式这个公式不需要进行大量的数据采集和计算只适用于工程上的计算但是只能够运用意图理论和自主计算理论这两种类型基础理论的研究对于面向Agent 软件工程而言是极为重要他们将为面向Agent的工程实践技术以及工具的研究与发展提供理论指导并奠定扎实的理论基础3.2关键技术(1)软件开发方式通常情况软件开发方式主要是语言建模与过程开发的有机融合的过程针对建模语言来说如果技术标准进一步统一那么我们可以完善对应的针对Agent的建模语言这要在语言表达能力与语言简洁性之间做出考量包含形式化以及半形式化的语言表义基础展露多视角、多非具体方面的思维给予适当的语言设备以表示在Agent系统基础上的特性比如自然抽象和封装这两方面可以在维持繁琐Agent系统基础上进行效果性显著的建模针对建模过程来说必须给予明确的释义过程以维持针对Agent系统的软件开发项目特别是因为在软件开发中常常会出现非同一抽象层次、非同一视角的该系统模式但是众多系统模式从内在逻辑上讲是不可分割的所以必须给予科学的技术援助以维持模式的转化必须针对模式间是否一致做出抽查测试(2)软件体系结构和设计模式当前我们对在Agent系统基础上的软件模式层次探讨还不够深入一些针对Agent系统的软件开发方式与Agent类系统的技术方式的具体实施是通过基础模板来实现的如果用对象类和对象来比喻Agent类和Agent的话那么对象类是Agent类对象是Agent可以这样说在Agent系统软件模板和Agent 基础之上的两者关系不但是实际比例关系还可以包括动态绑定之间的关联性来切实显露Agent的相关特性、展现Agent技术优点和适应非静态、非封闭系统研发的需求除此之外我们更要通过其他科学方法以探讨、设计规划与阐释在Agent系统基础上的软件整体层次还要凝练和总结出各式各样的设计规划模板我们在探讨设计规划模板和软件重新的时候必须要立足于Agent软件开发建设产业这样的广泛运是十分重要的(3)程序设计思想和语言目前针对Agent系统设计开发的语言难以满足用户的需求为数不多的受众是理论界的学者和研究员同时使用针对Agent程序设计开发的语言系统在消费市场上并不多见远远跟不上C++与Java的使用程度它还是不成熟的技术因而吸引不了许多软件工作者的青睐也无法打入软件工程的广阔发展空间我们对Agent系统设计开发的探讨还不够深入现在无论是理论界和生产中还没有出现针对Agent程序设计开发理念的系统以控制Agent设计语言开发和编写结果软件系统进的程序一些系统设计语言的开发是根据人工智能专家的理念产生的虽然该语言在具体使用功能上可以稍微适应针对Agent程序设计的需求然而针对系统自身的简易实用性没有注入很多精力进行研究针对这方面的理论和实践探究需要尽可能吸收自主研发的Agent执行机制和该系统的整体层次的相关经验4结论和进一步研究针对Agent的软件设计开发展现了和现在不同的主要采用的技术思想方法将此用在维持繁琐系统的工程设计研发上既是软件开发技术的全新尝试和典型模式同时也为网格、普适计算与语义Web等相关研究给予了良好的范例所以这几年理论界与其他科学界十分青睐针对Agent软件工程的研究工作有的人断言这是一次全新的工业技术革命针对Agent软件工程设计研发的理论研究Agent软件工程不是一个独立的研究分支其主要贯穿了其他学科的很多知识在技术手段上融合了当下研究最为热门的学科例如社会经济学、组织行为学、认知科学等使得Agent软件工程复杂的运算系统得到了简易处理随着学科之间的联系更加广泛Agent软件工程也显示出了自己的学科价值优势比如在虚拟计算机研究领域就利用到了Agent的概念和思想其起到的作用将更加将计算机的分布资源实现按需整合这极大的将面向Agent软件工程的应用价值推向市场化一方面计算机等计算与Agent软件工程的有机融合将会拓宽Agent软件工程的应用领域;除此之外计算之间的搭接显露了Agent软件工程的应用缺口和使用价值定向使得今后的Agent软件工程研究更加趋于方向化目标研究这将会使得为面向Agent软件工程走向大规模、工业化应用提供广阔的应用背景参考文献:[1]潘卫华,潘卫红,孙淑琪.移动Agent技术在分布式数据库系统中的应用[J].华北电力大学学报,xx(1).[2]尹章才.一种新的编程方法——面向Agent的程序设计[J].信息技术,xx(3).[3]王昱,周成平,丁明跃.基于多代理的网络图像下载模型的设计研究[J].华中科技大学学报(自然科学版),xx(1).[4]何卫平,蔡鸿明,秦忠宝,李冰.面向工业造型设计的产品设计定位方法研究[J].计算机工程与应用,xx(4).[5]党辰,王嘉祯,王素贞.基于组件的移动Agent平台设计与实现[J].计算机工程与设计,XX(3).[6]周文军,刘斌.面向Agent技术[J].微处理机,XX(1).[7]赵少东.面向对象与面向Agent的比较[J].现代计算机,XX(11).[8]刘霞,吕翠丽,赵鑫.Agent软件技术应用实例[J].中国校外教育,XX(9).[9]潘卫红.移动Agent技术及其在分布式系统中的应用研究[D].华北电力大学,xx.[10]张宇晴.Agent在分布环境中的工程应用[D].华北电力大学(河北).xx.[11]黄达安.基于MobileAgent的KWebService系统的设计与实现[D].暨南大学,XX.[12]於蓓蓓.溪洛渡水电站场内交通系统层次多代理系统及其决策问题的研究[D].天津大学,XX.[13]高雅田.基于Agent的油井作业施工总结智能分析系统研究[D].大庆石油学院,XX.[14]朱莉丽.基于移动Agent的分布式电子商务框架研究[D].武汉理工大学,xx.[15]代春平.基于Agent的数据挖掘模型研究及其在火山岩压裂方案中的应用[D].大庆石油学院,xx.。
一种面向Agent的需求分析和建模方法
基金项 目: 国家 自然科学基金资助项 目(0 70 0) 6 4 35
作者简介 : 赵建民(9 0 ) 男 , 15 一 , 上海人 。 教授 , 硕士. 研究方向 : 模式识别与图像处理 ; 网络安全 ; 软件 A et gn
维普资讯
第 4期
方法; 定义了一组需求元模型图形化符号表示方法 ; 并将图形化符号表示转换为形式化语言描述 ; 最后
通过引入经典实例, 详细分析了本文提出的面向 A et gn 的需求分析和建模方法.
1 面向 A et gn 建模方法 的研究 现状
随着对 A et gn 技术研究的不断深入 , 各种各样 的需求建模 工具逐渐涌现出来 , 由于 A et 但 gn 技术在 各个研究领域的不同应用 , 使得面向 A et gn需求的建模工具和理论也不尽相同. 例如 , 纯面向 A et gn 的软
1 1 Ma E( l -g n ytm n iern ) 法 . S Mut a e t s i S e E g eig 方 n
该方法是由 D Lah eoc 提出的一个通用的 、 支持异构 M l aet u i gn 系统开发的面向 A et t gn 软件开发 方
收 文 日期 :0 6 O; 订 日期 :06 1-6 2o 93 修 20 01
1 2 T o o 方法 … 。 . rp s
Too 方法是 由意大利特兰托大学信息和通信技术系、 r s p 加拿大多伦多大学计算机科学系的一群学 者联合提出的一个面向 A et gn 的软件开发方法. r o 方法是依据 i框架开发的一个软件工程环境 . To s p 除 i框架外 ,r o 方法还结合利用了其他一些重要软件工程的方法 , K O 方法和 A M 方法等, To s p 如 AS U L 力图吸取其他各类方法的长处 , 比较全面地覆 盖软件工程所涉及的所有分析领域. 该方法具有 以下特
面向Agent程序设计
程序设计 •Program Design【关键词】Agent程序设计 问题 措施计算机技术是当前时代发展的重要高新科技成果,并且随着科技体系的不断进步,计算机技术也在不断完善,在各领域中发挥出了越来越重要的作用。
在计算机技术中,软件工程开发是其技术核心所在,也是计算机技术应用的基础所在。
在计算机软件工程设计中,离不开Agent程序设计的应用,Agent程序设计的应用大大提升了计算机软件开发的效率和质量,是推动计算机技术发展的必然途径。
1 Agent程序设计的概念Agent程序设计也被称之为AOP,是当前计算机技术发展的重要基础,Agent程序设计是指在计算机软件程序设计环境中驻留的自主性操作执行指令,具有着驻留性、自主性以及社会性的程序技术特点。
Agent程序设计是在计算机技术发展停滞的现实条件下为推动计算机技术发展应运而生的程序设计体系,其始于1980年,在经过10年的发展后,在1990年时,Agent程序设计已经在计算机技术领域取得了较为优异的成绩,并随着计算机技术体系的不断发展,Agent程序设计的理论体系也不断完善,其应用范围也越来越广泛,大大推动了我国计算机技术的发展。
在Agent程序设计过程中,Agent程序设计能够在问题出现的第一时间对问题进行分析,帮助程序设计人员对问题产生的原因进行探究,辅助程序开发人员将问题顺利解决,提升程序设计开发的速度。
Agent程序设计在进行问题分析时,其分析问题的原理是动态性分析的方式,能够对复杂的程序问题进行多方面、全方位的深层次分析,不仅为计算机技术发展提供了巨大推动力,更为企业工作过程中解决了大量的工作问题,使Agent程序设计的应用领域愈加广泛,并在各行业中逐渐向着实用化的方向而发展。
2 Agent程序设计的理论框架面向Agent程序设计文/瞿梦菊在Agent程序设计的框架结构组成中,并不是单一的结构组织,而是多层次的结构框架,共同组成了Agent程序设计。
面向Agent的软件工程方法学
・综述与评论・面向Agent 的软件工程方法学李 蛟,冯志勇(天津大学电子信息工程学院,天津300072) 摘 要:软件Ag ent 技术正在成为软件开发领域中一个新的发展方向,现在大多数的A gent 研究都是以创建Ag ent 应用程序为目标,即用A gent 的概念创建更为强大,更具灵活性和智能性的程序。
但是随着Ag ent 技术在各种应用中的发展和成熟,就需要在方法论上对之进行指导。
因此,面向Ag ent 的软件方法学就成为Agent 研究中最活跃的一个研究领域之一。
本文通过对几种在面向Agent 软件工程中使用的主流方法学进行分析,指出了Agent 方法学在面向Ag ent 软件系统开发中的重要性。
与此同时,通过对面向对象和面向Ag ent 的方法学比较,指出现有的面向对象方法学的一些不足,以及如何通过面向Ag ent 的概念进行改进。
关键词:Agent;软件工程;面向对象中图分类号:T P311 文献标识码:A 文章编号:1002-2279(2004)01-0001-04Agent Orien ted Software Engineering MethodologyLI Jiao,FENG Zhi-y ong(School of Electronics I nf ormation E ngineering ,T ianj in U niv er sity ,T ianj in 300072,China ) Abstract :T he technology o f so ftw are ag ent is beco ming a new trend in softw are dev elo ping field.Now m ost of the r esearches of Agent aim at building the Ag ent applications.We can use the agent co ncept to build stro ng er ,more flexible and mor e intellig ent applications .Ho w ever w ith the developing and maturing o f the Agent technolog y methodology is needed to g uide how to build these applicatio ns.T hus Agent-Oriented softw are metho dolo gy is one of the m ost active researchfields in Agent -Oriented resear ch .In this paper w e analy sis som e mainstream methodologies inAgent-Oriented Softw are Engineering and point o ut the im po rtance of Ag ent metho dolo gy in Agent -Oriented sy stem developing .Meanwhile w e point o ut the disadvantages of the ex tant Object-Oriented Desig n methodolog y by comparing the Ag ent-Oriented metho dolo gy with the Object -Oriented m ethodo logy and how to impr ove Object -Oriented m ethodolog y w ith the concept of the Agent.Key words :Agent;Softw ar e eng ineering ;Object-Or iented1 前 言在过去的二十多年中,通过不断地在复杂程序建模和开发中使用更自然、更贴近现实的诸如对象的抽象概念,软件工程取得了显著的进步。
面向agent的软件开发
21
2.1.1 agent的基本属性
自发性
表现出某种目标指导的行为,在某些情况下它能 够自发产生目标,继而采取主动的行为。 例如杀毒软件自发下载最新的病毒数据
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2.1 什么是agent
agent例子
人工生命agent – 动态实体 – 自主:游动 – 反应:外部刺激 – 自我成长
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2. 基本概念和思想
开放式系统的开发
– – –
开放式系统特点:无确定边界,系统成分不断变化, 异构 例子:空中交通管制系统,操作系统等等 需要计算实体具备驻留性,反应性,社会性等特征
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2. 基本概念和思想
2.7 应用特点和现状(3)
复杂系统的开发
–
–
–
管理和控制复杂度的有效方法:抽象和模块化 分而治之的问题求解方式,新的问题求解方式 agent 的概念抽象,高度自治, 合作和多agent系统体 现了“分而治之”的问题求解模式
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主流软件开发技术不能有效控制复杂度
1. 产生和发展背景
1.3 对软件开发技术提出的要求(3)
如何理解和认识这类系统 - 建模问题 如何提供技术和工具支持系统实现- 技术手段 如何开发这类系统(规范、设计等) - 开发方法 如何为其提供支撑理论 ……
12
1. 产生和发展背景
因此,基于agent的软件开发方法体现了一种新 的软件开发范型
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2. 基本概念和思想
产生一组新的概念
多agent系统(MAS)
–
由一组具有一定资源和能力、相对独立且交互合作的 agent组成的系统
agent体系架构类型设计案例
Agent体系架构类型设计案例在计算机科学领域,Agent体系架构是一种软件体系架构,它模仿了个体在现实世界中的行为和交互。
Agent是一个能够自主地执行任务并与其他Agent进行交互的软件实体。
Agent体系架构的设计是为了实现智能化、分布式和协作性的软件系统,因此在实际应用中有着广泛的使用。
Agent体系架构类型设计是指根据不同的需求和应用场景,选择合适的Agent体系架构类型来设计和实现系统。
这个过程需要考虑到系统功能、性能、安全性等多方面因素,以确保系统能够满足要求并具有良好的扩展性和可维护性。
在本文中,我们将针对Agent体系架构类型设计进行深入探讨,并通过具体案例来展示不同类型设计的实际应用和效果。
本文以从简到繁、由浅入深的方式来探讨Agent体系架构类型设计,以帮助读者更深入地理解这一主题。
1. 单Agent体系架构类型设计单Agent体系架构类型设计是指整个系统只有一个Agent来执行任务和交互的设计方式。
这种设计简单直接,适用于任务较为简单、要求不高的系统。
智能家居系统中的温度控制器Agent就是一个典型的单Agent体系架构设计。
它负责监测室内温度并控制暖气的开关,交互对象有限,只需考虑室内温度和用户设定的温度值即可。
2. 多Agent体系架构类型设计多Agent体系架构类型设计是指系统中有多个Agent并行地执行任务和交互的设计方式。
这种设计适用于任务复杂、需要协作和分工的系统。
智能交通管理系统中的车辆调度Agent和信号控制Agent就是典型的多Agent体系架构设计。
它们需要相互协作,实现交通的平稳和高效流动。
3. 分布式Agent体系架构类型设计分布式Agent体系架构类型设计是指系统中的Agent分布在不同的计算节点上,并通过网络进行通信和协作的设计方式。
这种设计适用于任务需要在不同地点执行、需要跨网络交互的系统。
大规模在线游戏系统中的游戏角色Agent就是一个分布式Agent体系架构设计的典型案例。
大模型agent开发实例-概述说明以及解释
大模型agent开发实例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述大模型agent是指一种具有强大学习和决策能力的智能体, 它能够在复杂环境中实现高效的决策和行动。
大模型agent的开发对于解决现实世界中的复杂问题具有重要意义。
通过结合深度学习和强化学习等技术,大模型agent可以实现更加全面的智能化表现。
本文将介绍大模型agent的定义、开发步骤以及通过实例演示展示其在实际应用中的效果。
同时,我们也将总结本文的内容并展望大模型agent 在未来的应用前景。
通过学习本文,读者将了解到如何开发一个强大的大模型agent以及其在各种领域中的应用价值。
1.2 文章结构:本文将分为三个主要部分进行阐述,首先是引言部分,将介绍大模型agent开发的背景和意义,以及文章整体结构安排。
接着是正文部分,主要包括大模型agent的定义、开发步骤和实例演示。
最后是结论部分,对本文所述内容进行总结,展望未来的研究方向和应用前景。
通过这样的结构安排,读者将能够清晰地了解大模型agent开发的过程和重要性,进而对其应用和发展有更深入的认识。
1.3 目的本文的主要目的是为读者介绍大模型agent的开发方法和实例演示。
通过详细的介绍大模型agent的定义、开发步骤和实际应用案例,旨在帮助读者更深入地了解和掌握大模型agent的开发过程。
同时,本文也旨在展示大模型agent在人工智能领域的应用前景和潜力,希望能引起读者对该领域的兴趣和关注。
通过本文的阅读,读者将能够了解到如何利用大模型agent来解决复杂的问题,并在实际应用中取得成功。
2.正文2.1 大模型agent的定义大模型agent是指具有复杂智能行为和决策能力的智能代理系统,通常基于深度学习技术和强化学习算法构建。
这种类型的agent能够模拟人类的认知过程和行为选择,从环境中获取信息、做出决策并执行动作,以实现特定的任务目标。
大模型agent通常具有以下特征:- 基于深度学习模型:大模型agent使用深度神经网络等复杂模型进行学习和决策,能够处理大规模的数据集和复杂的输入信息。
面向Agent的软件设计方法
Industrial & Science Tribune 2011.(10).2
·77·
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 2 期
烧结生产引起的大气污染及防治措施
□郭伟鹤 吴倩倩
【摘 要】通过对烧结生产中需的原料、燃料、溶剂以及生产使用过程中相互关系的分析,深刻理解烧结生产过程的基本概念 和核心原理,掌握烧结生产的工作流程,建立烧结材料生产可持续发展观; 同时了解烧结过程中产生的主要污染物的 类型和形成原因以及其对大气产生的不良环境影响,做到有针对性地进行防治措施,依靠先进科学技术,清洁生产, 更好地解决烧结生产中大气污染严重的现状,在不断的努力创新下,探索出一条环境治理与生产同步发展的新道路。
但是随着系统 越 来 越 庞 大 复 杂,而 且 广 泛 呈 现 出 分 布、 自适应、动态 可 扩 展、开 发、异 构 并 且 难 以 预 测 等 复 杂 性 特 征[2],尤其是当前计算机网络的迅速发展和各种分布式软件 的需求不断涌现,面向对象已经不能很好的解决当前软件开 发中出现的各种问题。由此人们想到了源于分布式人工智 能的面向 Agent 技术,来解决复杂的、分布的现实世界问题。 本文首先介绍了面向 Agent 的概念和特点,并从软件设计方 法入手介绍了和分析了几种面向 Agent 的软件设计方法。
李红真( 1972. 1 ~ ) ,女,河北阜城人; 河北工业大学实验师; 研究方向: 计算机应用
自上世纪 60 年代以来,计算机软件开发突飞猛进,出现 了很多软件设计 方 法,从 面 向 过 程 的 设 计 方 法,到 面 向 模 块 的设计方法,再到现在主流的面对对象的设计方法。从面向 对象的设计方法开始,软件开发不再单纯的从通用性和重用 性来考虑,更要将客观世界和程序设计的思想相结合。面向 对象技术是传统软件开发技术的自然演进,将世界中的所有 事物看成对象,将程序看成是离散的、相互通信的对象集合, 使人认识 世 界 的 思 维 方 式 与 计 算 机 求 解 问 题 的 方 法 更 接 近[1]。
面向Agent技术在软件工程中的应用研究
第2 4卷
第 4期
武汉理工大学学报 ・ 信息与管理工程版
JU N L F 1( F R A IN&M N G M N N IE RN O R A 'I O M TO O WU N A A E E TE GN E IG
V0 . 4 No. 12 4 Au 2 2 g.OO
关键词 : 向; 面 对象 ; 向 A et软件工程 面 gn;
中 图 法 分 类 号 :P3 15 T 1 .2 文 献标识码 : A
1 引 言
软件工程是一类工程 , 它借鉴传统 的工程 原
则和方法 , 以求 高 效 地 开发 高 质 量软 件 , 中应 用 其 了计 算 机科 学 、 学 和 管 理 科 学 。计 算 机 科 学 和 数 数 学 用 于 构造 模 型 与 算 法 , 定 规 范 , 计 规 范 , 制 设
有 属性 和方法 。
评估成本等。管理科学用于计划 、 资源 、 质量和成
本 的管 理 。
2 0世 纪 7 O年 代 围 绕 软 件 过 程 以 及 软 件 复 用 , 出应 用 广 泛 的面 向对 象 语 言 以 及 相 关 的 面 提
③ 面 向对象 技 术用 消 息 将 对象 动 态链 接在 一
20 0 2年 8 月
文章 编号 :07 4 X 2O )4 0 9 3 10 —14 (O2 O —02 —0
面 向 gn 技 术 在 软 件 工 程 中 的应 用 研 究 A et
李 民, 李朝纯
( 武汉理工 大学 计算 机科学与技术 学院 , 湖北 武汉 4 07 ) 30 0
摘
上 , 非 结 构化 、 布和 不确 定 等 。 因此 提 出面 向 如 分
面向Agent软件工程的研究
A g e n t 概 念 由于计算机 技术 和 网络 技术 的快 速发 展 ,目前 以 网络 为中心 的软件 密集 型系统 ( 如软件在互联网上 的部署 ) 的形态 以及特 性 正在发生 一些深 刻的具 有实 际意义 的变 化 ,具体表现为 : 环境: 软件系统是处在一个动态的 、 开放 的环境 当中 , 如互联网, 内联网 , 战场环境 中, 物理设备的环境 , 季节气候发生 的变化是不 被系统完全制约的,并且不能预先确定的 , 但在 同一时间将会对系统产生重大的影响。 系统和环境的边界是很模糊的 ,不清晰的。 系统: 大型的软件系统的系统是动态的、 开放的 、 异构的、不同的 、 跨域和跨组织 的, 由于环境的不 明朗性 , 未知 的以及不可预知 的变化、事先性 。软最初 的开发要求 ,最初 是 由大量 的工作人 员在设计 阶段 做 出的决 定将通 过软件 系统在 运行 阶段被 替换来 完 成 ,这就是 常说 的软件系统。 需具备 自主性; 因为环境具 有相 当的复 杂性 。 软件系统必须具有对环境的变化作出 反映的能力如 自 适应性、 自 组织性 、自管理 性等类 似的反应能力。通过软件系统的持续 发展需要 ,以满足系统的不停的运行 需求 , 以及 不断变化 的需求和集成 新技术 的需求 。 交互: 系统和环境的关系、 系统和系统之 间的关 系、系统 和该系统将不同组件之间的 系统 内的多样化 、 连续 的、复杂的交互 和协 作在一起 的关系 , 如C P S 和互联网之间。由 于跨组织系统和功能等性质 ,如 自主性 ,过 程具有不确定性 。 也有不可控等相 互作用 的 结果 的特点 。 该系统的复杂性和环境将导致 大量 的独立交互 的软件 系统 于本身 在运行 的时候完成 , 也就意味着该 软件 系统来决定
建一个更强大的概念代理有更大的灵活性和智能性 的程序 系统 。但 随着Ag e n t 技术在多种应 用领域 的发展和成熟 ,我们需要在方法土对进行 引导。所以,学 习型
浅谈面向Agent的软件工程
浅谈面向Agent的软件工程郑力明;李晓冬【摘要】首先阐述了Agent的定义,分析了面向Agent与面向对象的区别。
然后结合面向Agent的特点提出了面向Agent的软件体系结构,包括Agent的内部结构和基于Agent的软件体系结构,对已有的面向Agent软件开发方法进行了系统的分类,其中包括基于知识工程,基于对象技术和基于角色模型等。
最后,举例说明并分析了面向Agent技术的应用前景。
%In the field of software engineering, agent and object are different, and agent has some import features that object doesn’t have. This paper introduces the internal architecture of agent and the software architecture of Agent-oriented, and classifies the development methods of Agent-oriented, at last, analyses the future of Agent-oriented technology.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】3页(P51-53)【关键词】Agent;面向Agent软件工程;基于Agent软件体系结构【作者】郑力明;李晓冬【作者单位】武警警官学院电子技术系四川成都 610213;武警警官学院科研部学术成果处四川成都 610213【正文语种】中文【中图分类】TP311自20世纪80年代以来,在人工智能、分布计算、计算机辅助协同工作等领域,有关Agent理论和技术的研究引起了人们的极大兴趣。
人们试图通过这一理论和技术来开发出具有更高智能特征、高度灵活并能更为友好地与人类进行交互的计算机系统。
面向Agent的软件设计模式
CN 43 1258/T P ISSN 1007 130X计算机工程与科学COM P U T ER EN GIN EERIN G &SCIEN CE2011年第33卷第6期 Vo l 33,N o 6,2011文章编号:1007 130X (2011)06 0072 07面向Agent 的软件设计模式*Agent Oriented Softw are Design Patterns毛新军,常志明MAO Xin jun,CHANG Zhi ming(国防科学技术大学计算机学院,湖南长沙410073)(School of Computer Science,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China)摘 要:设计模式针对一类在特定上下文中反复出现的问题给出了通用解决方案,模式的提取和重用有助于提高软件开发的效率和质量,其思想和方法已在面向对象软件工程中得到广泛应用和验证。
我们认为同一问题采用不同的实现技术往往具有不同的设计形态,不同软件开发范型也有其各自不同的设计模式。
作为一种新颖的软件开发范型,近年来面向A gent 软件工程的研究取得了长足进展,如何提高软件Agent 技术实用性,发挥其技术潜力,扩大其应用范围成为当前人们关注的焦点。
本文将模式思想引入到面向Ag ent 软件工程,针对软件Ag ent 技术的特点,从组织结构、交互协作和个体Agent 体系结构三个视点提出了一组面向Agent 的软件设计模式,以支持多A gent 系统的设计;并进一步给出了面向Agent 设计模式的描述框架,进行了典型设计模式和应用案例的分析。
Abstract:Design pattern g iv es g eneral solutio ns to the repeatedly occuring problems on certain co n tex ts.It has been w idely used in object oriented softw are eng ineering and pro ved to be helpful to im prov e the quality and efficiency o f softw are dev elo pment.We believe,the same design pattern w ill hav e various design details w hen ado pting differ ent implementation techniques,and different softw ar e devel o pm ent paradigm s have their design patterns.As a novel paradig m,ag ent o riented so ftw are engineering has made great progr ess.N ow adays,many focuses have been put on how to improve its practices and to ex tend its applications.In this paper,pattern appro ach is integrated w ith ag ent o riented softw are engi neer ing.Based o n the characteristics of the agent techno logy,a number o f agent oriented design patterns have been pr esented from m ultiple view points such as structure,collaboration and ag ent architecture.A description framewo rk fo r agent oriented design pattern is presented.An analysis of the typical agent o r iented design pattern and its applicatio n case is conducted.关键词:Ag ent;设计模式;多Ag ent 系统;面向Ag ent 软件工程Key words:ag ent;desig n pattern;multi ag ent system;agent oriented softw are engineering doi:10.3969/j.issn.1007 130X.2011.06.015中图分类号:T P311文献标识码:A72*收稿日期:2009 05 20;修订日期:2009 10 26基金项目:国家自然科学基金资助项目(60773018)通讯地址:410073湖南省长沙市国防科学技术大学计算机学院Address:School of Computer Science,Nation al Un iversity of Defens e Techn ology,Ch angs ha,Hun an 410073,P.R.Chin a1 引言近年来,面向Agent软件工程的研究取得了长足的进展,人们提出一系列面向Ag ent建模语言、开发方法学、程序设计语言和支撑软件环境[1]。
基于 agent 的交通仿真模型设计与应用
基于 agent 的交通仿真模型设计与应用交通问题一直是城市发展中面临的重要挑战之一。
随着城市人口的不断增加和汽车数量的快速增长,交通拥堵、公共交通系统不完善等问题愈发突出。
为了解决这些问题,研究人员开始采用基于 Agent 的交通仿真模型,以模拟和分析交通系统的运行情况,并提出相应的改进措施。
一、Agent 的概念和特点Agent 是指能够自主行动、感知环境并与环境进行交互的实体。
在交通仿真中,Agent 可以是车辆、行人或者其他交通参与者。
与传统的公式建模方法相比,Agent 的仿真模型更加灵活,能够更好地模拟交通系统中的复杂行为和相互影响。
Agent 的特点之一是个体性。
每个 Agent 都有自己的特定属性和行为规则,例如车辆有速度、加速度、转弯半径等参数;行人有移动速度、决策规则等。
这些个体性的特点使得整个模型更加真实和准确。
另一个特点是自适应性。
Agent 可以根据环境的变化调整自己的行为。
例如,在模拟交通拥堵时,Agent 可以通过选择不同的路径来避开拥堵区域,以保证自己的行驶效率。
这种自适应性使得模型能够更好地应对不同的交通情况。
二、基于 Agent 的交通仿真模型的设计基于 Agent 的交通仿真模型的设计过程包括以下几个关键步骤:环境建模、Agent 行为建模和仿真实验。
1. 环境建模环境建模是指对交通系统的空间布局和道路网络进行建模。
在建模过程中,需要考虑交通设施、道路拓扑结构、交叉口等要素。
可以利用地理信息系统(GIS)等工具对这些要素进行数字化,以便更好地分析和模拟。
2. Agent 行为建模Agent 行为建模是模拟每个交通参与者的行为和决策规则。
例如,车辆可以通过规划最短路径、遵守交通规则、避免碰撞等方式来确定自己的行驶方式。
行人可以根据环境的安全性、路径效率等因素选择最佳路线。
3. 仿真实验在设计完成后,可以进行仿真实验以验证模型的有效性。
可以通过调整不同参数、路网结构等来模拟不同的交通情境,并观察 Agent 的行为和系统的运行情况。
CH7-面向AGENT的软件工程
7.2 面向Agent的软件工程 7.2.1 面向Agent的研究内容
• • • • • • • • AOSE的关键主题包括: 1.需求工程 2.开发语言 3.建模语言 4.平台 (1)JADE(Java Agent DEvelopment framework) (2) ZEUS 5.方法学
7.2.2 面向Agent的开发过程
第7章 面向AGENT的软件工程(续)
• 7.4.3元模型 • 7.4.4 潜在的问题 • 7.4.5 Agent建模阶段 • 7.5 多Agent系统的基础设施 • 7.5.1 MAS的基础设施 • 7.5.2 基础设施的授权与协调 • 7.5.3 授权型基础设施JADE • 7.5.4 MAS的协调基础设施
元模型(方法单元) 构成 方 法 定制
实际项目
7.4.1 HDA的定义
• HDA(Hierarchical Development Architecture,层 次开发框架)被提出,用来作为“方法定制”的方 向性指导框架,帮助开发人员从不同AO方法中提 取出合适的元模型,放置到HDA中合适的阶段和 层次,根据项目的特殊需要进行剪裁调整,最终 获取所需的开发方法。 • 开发人员可以在HDA的不同阶段和层次之间并发 进行或迭代往复。
高级软件工程
第7章 面向AGENT的软件工程
第7章 面向AGENT的软件工程
• 7.1 面向Agent的技术 • 7.1.1 Agent的基本概念 • 7.1.2 Agent的体系架构 • 7.1.3 Agent的组织类型 • 7.1.4 Agent与组件的对比 • 7.1.5 语义复用的Agent和组件 • 7.2面向Agent的软件工程 • 7.2.1 面向Agent的研究内容
浅析面向Agent的软件工程
浅析面向Agent的软件工程浅析面向Agent的软件工程【摘要】Agent技术和应用是目前软件研发行业的研究焦点之一,作为一种新颖的软件开发范型,Agent技术常用来解决复杂的大型工程化开发问题。
尽管在过去二十年里面向Agent软件工程领域的研究取得了长足进步,但其仍有很大的挖掘潜力。
本文介绍了Agent的研究背景和开展现状,总结了Agent技术的定义和特点,详述了面向Agent 软件工程的分析和设计步骤,总结了当前Agent应用开发使用的环境语言。
【关键词】软件工程;分析;设计;AgentAbstract:Agent technology and applications is one of the current focus of the software industry,as a novel software development paradigm,Agent technology used to solve complex large-scale engineering development problems.Despite the past two decades inside the Agent software engineering research has made considerable progress,but it still has a lot of tap potentialhis paper describes the background and development status Agent,summarizes the definition and characteristics of Agent technology,Agent-oriented software engineering detailed analysis and design steps,summed up the problems and challenges facing the current Agent field of study. Key words:Software Engineering;Analysis;Design;Agent1.概论随着软件行业的飞速开展,软件产品的标准化生产已经成为研究领域内的共识。
面向Agent的软件分析和设计方法
面向Agent的软件分析和设计方法
向郑涛;缪育平;鲁东明
【期刊名称】《计算机科学》
【年(卷),期】2004(031)006
【摘要】在复杂系统的分析、设计、开发过程中,面向Agent的方法在映射现实世界,模拟人认识问题、解决问题的过程等方面具有优势.从描述Agent的概念、分类和体系结构出发,对面向对象和面向Agent的分析设计方法进行了比较,讨论了面向Agent的分析模型及各模型的组成部分,以及面向Agent的分析模型到设计模型的转换,并指出面向Agent的分析设计方法提供了在建模、设计和实现不同级别上复用的基础.以政府公共行政服务系统为例对上述方法进行实例分析.最后得出面向Agent的软件分析和设计将为复杂系统提供新的解决思路的结论,同时指出本文提出的面向Agent的分析和设计方法的优点以及所面临的问题.
【总页数】6页(P127-132)
【作者】向郑涛;缪育平;鲁东明
【作者单位】浙江大学计算机科学与技术学院,杭州,310027;杭州展望科技有限公司,杭州,310003;浙江大学计算机科学与技术学院,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.5
【相关文献】
1.一种面向重用的软件分析与设计方法 [J], 袁胜琼
2.浅谈面向Agent的软件设计方法 [J], 张东岭;李红真
3.面向对象的软件分析与设计——基于UML、面向对象的系统分析设计方法 [J], 徐锦
4.一种面向Aspect的软件分析设计方法 [J], 张俐佳;唐雪飞;汪林川
5.基于Agent的软件分析设计方法 [J], 李诗高;周春辉
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面向Agent的分析与建模
面向Agent的分析与建模
周永林;潘云鹤
【期刊名称】《计算机研究与发展》
【年(卷),期】1999(036)004
【摘要】传统分析方法注重目标软件系统的功能,分析的结果是一个完全、一致和无二义的软件需求规范(SRS).软件体系结构的提出,使基于构件的软件生产成为可能.需求分析也应从"功能决定论"转向"结构决定论".文中提出了一种面向行为主体的分析与建模方法:面向agent分析(AOA).AOA摈弃对最终产品细节的追求,转而注重问题域实体结构和寻求问题总体解决方案.AOA分析的结果是一个抽象的信息处理模型:需求体系结构模型,它包括:实体结构图(定义agent和对象的静态交互结构),agent状态图(描述agent动态行为模式)和约束.它比SRS具有更大的稳定性和可复用性.
【总页数】7页(P410-416)
【作者】周永林;潘云鹤
【作者单位】浙江大学人工智能研究所,杭州,310027;浙江大学人工智能研究所,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP311;TP18
【相关文献】
1.面向Agent的智能电梯的分析和建模 [J], 蒋美云;郭雷;查杰民
2.一种基于领域分析的面向Agent需求建模方法 [J], 唐孝柱;邵堃;滑培培
3.基于多Agent的面向订单的离散制造系统建模与仿真研究 [J], 郭红康;赵军
4.一种基于ITropos模型的面向Agent需求建模方法 [J], 吴慧林;
5.一种面向Agent的需求分析和建模方法 [J], 赵建民;庄新鹏;朱信忠
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基于流演算的面向Agent语言的设计与原型实现的开题报告
基于流演算的面向Agent语言的设计与原型实现的开题报告一、选题背景面向Agent编程代表了一种全新的编程范式,旨在将复杂的软件系统设计分解为一组简单的互相协作的个体(Agent)。
Agent 是一种被用来完成一个或多个特定任务的软件程序或组件,能够自主地行动、发现和适应其周围环境的变化。
目前常用的代表性Agent语言有Java Agent Development Framework (JADE)、REPAST、AgentSpeak(L)、GOAL 等。
随着智能化水平的不断提升,越来越多的领域开始引入Agent,包括智能家居、智能交通、智能医疗以及智能制造等,但是其中仍存在一些可改进的领域。
例如,现有的Agent语言没有很好地解决并发和分布式并行问题,也没有良好的建模工具支持。
因此,设计一个基于流演算的面向Agent语言是必要的。
基于流演算(CAL)是一种函数式编程语言,它支持异步、并发和分布式计算。
通过将CAL与Agent语言的语法相结合,我们可以提供更高效、更可靠的面向Agent编程体验。
二、研究内容本项目旨在实现一个基于流演算的面向Agent语言的设计与原型实现。
具体地,我们将实现以下内容:1.设计一个基于流演算的Agent编程语言,该语言应该具有以下特点:(1)支持并发和分布式计算;(2)支持Agent之间的消息传递和协作;(3)支持对Agent进行建模和描述;(4)提供友好的界面和文档。
2. 将该语言实现为一个编译器或解释器,使得用户可以将其应用于实际项目中。
实现的编译器或解释器应该具备以下功能:(1)将源代码转化为Agent程序;(2)支持基本数据类型、基本算法、控制流结构等基本编程语言元素;(3)支持生成可执行文件或者字节码;(4)提供友好的调试工具。
三、技术路线技术路线如下:1.使用ANTLR生成一个面向Agent语言的语法解析器和语法树生成器。
2.借鉴JADE、REPAST和AgentSpeak等代表性Agent语言的特点,设计一个基于流演算的面向Agent语言的语法。
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面向Agent的软件设计模式解析欧展培
摘要:就目前的形势而言,Agent技术在市场上的需求量还是比较大的,但是人们对于Agent技术还不够成熟和完善,人们都在致力研发该技术。
设计形态是每个问题技术实现都具备的,不同种类的软件也都拥有不同的设计模式。
为Agent 设计模式可以最大程度化的实现其技术潜力,发挥最大化的作用,为软件工程提供更大的帮助。
而如何为Agent技术设计合适的模式则是需要人们探讨的。
基于此,本文探析面向 Agent 的软件设计模式,旨在为软件设计领域有更好的发展。
关键词:Agent软件;软件设计模式;Agent软件设计模式
1、Agent技术解析
1.1 Agent的概念
由于Agent概念可以从多种方面进行定义,本文选择了较为容易理解的一种进行解释。
该解释是从人工智能的角度对Agent技术进行定义的。
Agent是指自主、灵活的一种执行动作,同时执行的动作能够令目标的实行主体感到满意。
其中自主灵活的执行动作三个特点,分别是反应性、主动性和社会性。
该概念也总结了Agent技术的外部行为方式和特点。
1.2 分析面向对象软件工程与面向Agent软件工程
首先从系统构成来看,两者的系统结构主体不同。
Agent技术是由具有自主形态的实体计算Agent所构成的,而对象技术则是由不具自主性的计算实体对象构成的。
另外Agent技术可以自动感知周围环境的变化情况,但是对象技术都是被动的接受环境变化的信息。
从结构关系来看,Agent技术的主要关系是社会性的关系,对象技术则更偏重于继承、关联等一些类似的联系。
除了以上三点的不同,Agent技术和对象技术还可以从协作实质和协作结果两者进行区别。
图1为面向对象软件工程与面向Agent软件工程的对比分析。
图1
1.3 个体Agent的模式
个体Agent的模式一共有三种。
分别是以下几点:
1.3.1环境感知模式,该模式的主要目的使Agent更加完善的解决环境感知类的问题。
1.3.2状态模式,该模式旨在使Agent解决在其内部发生状态变化时,通过灵活改变其本身的行为方式的问题。
1.3.3单件模式,该模式的存在是为了保证在一个多Agent系统中,一个Agent只能扮演一个特定的某个单一的角色。
2、面向Agent的软件设计模式
2.1 Gaia面向Agent的分析和设计方法
为了更好的分析Agent软件设计模式我们可以利用Gaia的理论进行分析。
虽然Gaia的理论在某些方面存在着一些局限性,但是从另一方面来说Gaia在Agent系统中有值得人们挖掘的某一开发功能。
其次,将Gaia运用到Agent软件设计的过程中可以分为微观和宏观。
在使用Gaia方法进行Agent设计共有以下几个过程,首先是在某一个Agent类中画入某个角色。
并在这之后,将所制作每一个类的Agent进行编辑相应号码。
接着在Agent中制作一个与角色特点想符合的最佳模型。
最后再建立一个合适的模型解释Agent之间的关联性。
2.2 多Agent软件分析和设计方法
多Agent软件分析与Gaia的分析方法有些类似,但也还是有些不同。
多Agent软件设计研究的深层次内容是对利用多Agent软件工程进行支持,并使用其进行工具的自动编码。
与Gaia相比,它还具有一个特别的作用传送对应和不多点,此作用属于Agent的交互作用。
多Agent软件分析一共有七个过程分别是:①找到目标②申请合适的事例③将角色进行训练,到达最佳情况。
④建立相对应的Agent类⑤创建具有交互作用的Agent会话⑥将
Agent类进行不同的聚集⑦根据此前操作,进行合理的系统设计。
2.3 数据库信息系统的建模
Agent对象关系(AOR)模型与信息系统设计的过程有些相类似。
作为运用的数量最多的
数据库模型之一,AOR的主要目的是对ER模型进行一定的扩充。
除了对ER模型的扩展,AOR模型也被人们证明了能够将某些类型Agent之间的联系模型化。
在该模型下,Agent的
要求都可以被当做一个委托。
整个模型下的责任和许可与Gaia的方法相符。
3、面向Agent的软件设计模式及其分类
3.1组织结构型模式
组织结构型模式的主要功能是将出现在多Agent系统组织结构中的各类问题进行合理的
解决。
在模式中,每个Agent都有自己的角色,将其扮演好。
同时,每个Agent还要发挥其
特有的作用,做出一些符合角色的相应行为。
各种社会关系是Agent代表的角色之间联系的
主要路径,同时Agent扮演的角色都会有一定的区别不同,同时角色与角色之间也会存在一
些不可避免的关联性,这些错综复杂的关系就构成了组织拓扑结构。
组织的拓扑结构对需要
解决问题的影响是组织结构型模式解决的典型问题。
3.2交互协作型模式
解决如何实现、保持或方便Agent之间的交互是交互协作型模式的主要目的。
除此之外
还有为了达到Agent之间的行为不出现冲突问题而进行不同的协调。
如果能够科学、合理的
运用该模式也能有效使系统的运行性能得到显著提高,在解决复杂问题时可以利用合作求解。
当然该模式也有一定的缺点,例如,当Agent改变原本的位置后,交互就得不到保持。
严重
的Agent之间可能还会出现欺骗的问题。
3.3个体Agent的模式
3.3.1环境感知模式:该模式旨在解决Agent如何感知环境的问题。
问题的产生的上下文
是Agent需要根据获取的环境信息来决定执行何种动作。
问题的解决方法是:应用Agent负
责处理业务逻辑,它与环境Agent进行交互来获取环境信息;环境Agent的信息来自传感器Agent,传感器Agent负责与物理环境打交道,收集环境信息,响应环境Agent查询信息的请求。
3.3.2状态模式:该模式旨在解决如何使用Agent在其内部状态发生变化时改变自己的行
为方式的问题。
解决这一问题的基本思路是在Agent内部设置一个动作决策部件,该部件描
述了内部状态和执行行为的对应关系。
Agent根据当前所处状态,查找动作决策部件中对应
的条目获知需要执行的动作。
3.3.3单件模式:该模式旨在确保一个多Agent系统中,某角色只能由一个Agent扮演。
例如,在公司系统中,只能有一个Agent扮演总裁角色。
这个模式反映了角色和Agent在数
量对应关系上存在的约束。
除了该模式描述的一对一映射外,还有其他反映角色与Agent在
数量关系上的约束,例如某个角色只能被特定数量的Agent扮演等。
结束语
现代社会,技术一直在不断的发展,随之而应的Agent技术的运用也越来越广泛。
在该
领域的创新和研究应该不断的加强。
虽然该领域的一些概念和具体操作比较抽象、难以理解,但如果能将其深入研究,就一定能对软件工程领域起很大的帮助。
同时也希望有关的研究人
员能够越来越重视该问题。
参考文献:
[1]苗维亮.面向Agent软件的分析和设计方法[J].哈尔滨商业大学学报,2013.
[2]鲁东明.面向Agent的软件分析和设计方法[J].计算机科学,2015,(06).。