Framework Conceitual para SMA Taming Agents and Objects (TAO) Andrew Diniz da Costa

Apresentação em tema: "Framework Conceitual para SMA Taming Agents and Objects (TAO) Andrew Diniz da Costa"— Transcrição da apresentação:

1 Framework Conceitual para SMA Taming Agents and Objects (TAO) Andrew Diniz da Costa andrew@les.inf.puc-rio.br

2 2 Definições concept: "a general idea derived or inferred from specific instances or occurrences." framework: "a fundamental structure", "a set of assumptions, concepts, values, and practices that constitutes a way of viewing reality. [www.dictionary.com]

3 3 Framework Conceitual para SMA Motivação: não existe uma definição comumente aceita sobre agentes. Objetivo: definir os conceitos relacionados a SMA e descrever os contextos nos quais estes conceitos são utilizados. Um framework conceitual para SMA deve definir as abstrações comumente encontradas em SMAs, suas propriedades, seus relacionamentos, suas ações e suas interações.

4 TAO (Silva et al., 2003)

5 5 Camada de meta-modelo Camada de modelo de domínio Camada de meta-meta-modelo Camada de instância MOF meta-meta-modelo ER meta-meta-modelo UML meta-modelo TAO meta-modelo instanciação UML modelos MAS modelos Arquitetura MOF de 4 camadas

6 6 AgentOrganizationRole playownership User AgentMarketplaceBuyer play ownership Bob's AgentWal-Mart play ownership Conceptual Framework Conceptual Model Clothes Buyer Entity Relationship Entity Relationship Camada de meta-modelo Camada de modelo de domínio Camada de meta-meta- modelo Camada de instância

7 7 Entidades e Relacionamentos Organização Agente Papel de Agente Papel de Objeto AmbienteObjeto inhabit ownership play ownership play specialization dependency aggregation association specialization control dependency aggregation association specialization association aggregation dependency association specialization association play association

8 8 Entidades Toda entidade possui: –Propriedades = estado + comportamento –Relacionamentos Estado: informações sobre si mesma e sobre outras entidades Comportamento: conjunto de ações que pode executar Relacionamentos: define o contexto no qual duas entidades estão relacionadas

9 9 Objeto Estado: atributos –não tem qualquer estrutura predefinida –armazena informações sobre si mesmo, sobre o ambiente e outros objetos em seus atributos Comportamento: métodos –define as operações que podem ser executadas –as operações podem modificar o estado do objeto Um objeto tem controle sobre seu estado

10 10 Objeto Objeto tradicional: –não tem controle sobre seu comportamento, ou seja, faz tudo solicitado por outra entidade –não pode modificar seu comportamento Os objetos são entidades passivas que fazem tudo que qualquer um pedir e somente quando solicitado

11 11 Agente Estado: –crenças, objetivos, planos e ações Crenças: conhecimento sobre o ambiente, sobre si mesmo e sobre outras entidades –O que o agente sabe, o que ele vê, suas memórias e suas percepções Objetivos: estados futuros ou desejos que o agente pretende alcançar ou satisfazer –Associados a pelo menos um plano que o agente executa para alcançar o objetivo

12 12 Agente Plano: composto por ações –Está relacionado a um conjunto de objetivos que o agente pode alcançar ao executá-lo Ações: execuções do agente –Exemplo: mudar o estado mental, enviar e receber mensagens de outros agentes e chamar métodos de objetos Um agente é capaz de escolher um plano com base nos objetivos.

13 13 Agente Comportamento: –expresso por meio de seus planos e ações –se baseia nas características do agente, por exemplo, interação, autonomia e adaptação Interação: agentes interagem com outras entidades Autonomia: agente é pró-ativo, não precisam de estímulos externos –os agentes são entidades orientadas a objetivos Adaptação: agente pode adaptar seu estado e seu comportamento

14 14 Objeto X Agente Estado –Armazena o conhecimento sobre si mesmo e sobre outras entidades Comportamento –não possui controle sobre o comportamento –precisa de estímulos para executar –comportamento pré- definido Estado mental: estende o estado de objeto –Adiciona ao estado definição de comportamento Comportamento: estende o comportamento de objeto –possui total controle sobre seu comportamento (pode dizer não ) –não precisam de estímulos externos ou internos para executar; –podem adaptar o comportamento

15 Objeto X Agente Agente é uma entidade ativa e objeto uma entidade passiva. Objeto fortemente relacionado com reatividade. Agente fortemente relacionado com autonomia.

16 16 Objeto Ativo XAgente Comportamento: –Comportamento pré- definido Interativo Até certo grau autônomo –Possui sua própria thread –Começa a executar sem estímulos externos –Atende a todas as solicitações de outras entidades Comportamento: –Pode adaptar o seu comportamento Interativo Autônomo –Possui sua própria thread –Executa sem estímulos externos –Pode dizer não às solicitações de outras entidades

17 17 Ambiente É o habitat de agentes, organizações e objetos –eles não podem residir em mais de um ambiente ao mesmo tempo. Estado e o comportamento são definidos com base na característica Pode ser uma entidade passiva, como um objeto, ou pode ser uma entidade ativa, como um agente

18 18 Ambiente Ambiente modelado como uma classe de objeto possui –métodos e atributos Ambiente modelado como um agente possuem –crenças, objetivos, ações e planos iniciais.

19 19 Organização Organizações agrupam os agentes de um SMA Organização = grupo = comunidades = sociedades Pode definir sub-organizações, axiomas e papéis Sub-organizações: –organizações que desempenham papéis em uma organização

20 20 Organização Papéis: –São desempenhados por agentes, objetos e sub-organizações dentro de uma organização Axioma: –regra, lei ou princípio estabelecido. –restrições globais da organização às quais os agentes e as sub- organizações devem obedecer. Axioma = regra = lei = norma

21 21 Organização Uma organização estende um agente Estado: –crenças, objetivos, ações, planos e axiomas Comportamento: –ações e planos executados pela organização + –ações e planos executados pelos agentes e sub-organizações.

22 22 Papéis Duas propriedades mais importantes: –São definidos no contexto de uma organização –Uma instância de papel deve ser exercida por um agente, por um objeto ou por uma sub-organização. Orienta e também restringe o comportamento de instâncias que exercem o papel.

23 23 Papel de Objeto Descreve um conjunto de características que são vistas por entidades que usam o objeto Orienta o comportamento de objetos porque os objetos agem de acordo com chamadas feitas pelo papel Restringir o acesso ao objeto limitando as informações e o comportamento que outras entidades podem acessar

24 24 Papel de Objeto Pode também adicionar informações (atributos) e comportamento (métodos) ao objeto que exerce o papel. Estado: atributos –mantém as informações Comportamento: métodos –são as operações

25 25 Papel de Objeto Objeto atributo 1 atributo 2 método 1 método 2 Papel de Objeto atributo 1 método 1 método 3 Entidade B Entidade A

26 26 Papel de Objeto Objeto atributo 1 atributo 2 método 1 método 2 Papel de Objeto atributo 1 método 1 método 3 Entidade B Entidade A

27 27 Papel de Objeto Um objeto não tem consciência do papel que está exercendo O papel de objeto é que sabe a qual objeto está associado Todas as instâncias de papel de objeto são um membro de uma organização e são exercidas por um objeto

28 28 Papel de Agente Orienta o comportamento de um agente descrevendo seus objetivos ao exercer o papel Restringe o comportamento definindo as ações que o agente deve exercer (deveres) e as ações que pode executar (direito) ao exercer o papel Pode adicionar novos objetivos e crenças ao agente Um agente e uma organização desempenham pelo menos um papel

29 29 Papel de Agente Estado: –crenças e objetivos. Os objetivos dos papéis caracterizam os objetivos que um agente deve alcançar enquanto exerce o papel Comportamento: –deveres, direitos e protocolos

30 30 Papel de Agente Deveres (ou obrigações) identificam as ações atribuídas ao agente que está exercendo o papel, ou seja, as responsabilidades Direitos (ou qualificações) identificam as ações que o agente pode executar ao exercer o papel, isto é, eles descrevem as permissões associadas às ações Protocolos definem as interações entre papéis por meio da especificação das mensagens

31 31 Relacionamentos Inhabit: –especifica que a instância de entidade que reside – o cidadão – é criada e destruída no habitat e, portanto, pode entrar e sair dele, respeitando suas permissões –um cidadão não pode residir em dois habitats ao mesmo tempo –o habitat conhece todos os cidadãos que residem nele, e cada cidadão conhece seu habitat –Aplicabilidade: ambientes e agentes, ambientes e objetos e ambientes e organizações

32 32 Relacionamentos Ownership: –Especifica que uma entidade – o membro – é definida no escopo de outra entidade – o proprietário – e que um membro deve obedecer a um conjunto de restrições globais definidas pelo proprietário –O membro não existe fora do escopo de seu proprietário –Os proprietários conhecem seus membros, e cada membro conhece seu proprietário –Aplicabilidade: classes de papel – os membros – e às classes de organização – os proprietários

33 33 Relacionamentos Ownership: –Uma instância de papel (papel do agente ou papel de objeto) só pode ser exercida por entidades na organização que definiu o papel –A organização define quem exerce os papéis identificados –A organização define qual papel pode ser exercido por uma entidade

34 34 Relacionamentos Play: –Especifica que uma entidade está relacionada a um papel –Os agentes e as organizações interagem por meio dos papéis que exercem –Os relacionamentos entre agentes, entre agentes e organizações e entre organizações são indiretamente definidos pelos papéis que estão exercendo –Quando um objeto está exercendo um papel, as entidades interagem com o objeto por meio de seu papel –Aplicabilidade: entre papel de agente e agente, papel de agente e sub-organização, papel de objeto e objeto

35 35 Relacionamentos Specialization/Generalization: –Define que a sub-entidade que especializa a super-entidade herda as propriedades e os relacionamentos definidos na super-entidade –As propriedades herdadas também podem ser redefinidas pela sub-entidade –A sub-entidade também pode definir novas propriedades e novos relacionamentos –Aplicabilidade: todas as entidades

36 36 Relacionamentos Control: –Define que a entidade controlada deve fazer tudo que a entidade do controlador pedir –A entidade controlador conhece as entidades controladas, e cada entidade controlada conhece as entidades que a controlam –As entidades controladas e do controlador serão os agentes ou as organizações que estão exercendo os papéis –Aplicabilidade: entre dois papéis do agente

37 37 Relacionamentos Dependency: –Define que uma entidade – o cliente – pode ser definida para depender de outra – o fornecedor – para realizar seu trabalho –Especifica que uma alteração na especificação do fornecedor pode afetar o cliente, mas não necessariamente o contrário –O cliente sempre conhece seus fornecedores, mas o contrário pode não ser verdadeiro –Aplicabilidade: entre papéis de agente, entre papéis de objeto e entre papel de agente e papel de objeto,

38 38 Relacionamentos Association: –Especifica um relacionamento de semântica que pode ocorrer entre instâncias –Se uma entidade estiver associada à outra entidade, ela saberá da existência da outra entidade e, então, poderá interagir com ela –Aplicabilidade: entre papéis (papéis de objeto e papéis de agente), ambientes, agentes e objetos, organizações e objetos, e papéis e objetos

39 39 Relacionamentos Aggregation: –Define a entidade que é o agregador e a entidade que é a parte. –Se uma entidade estiver agregada a outra, dizemos que ela é o agregador de partes. –O agregador pode usar a funcionalidade disponível em suas partes para realizar seu trabalho. –Aplicabilidade: entre papéis de objeto e entre papéis do agente.

40 40 Sistema Multi-Agentes Ambiente Sistema Multi-Agentes agente Organização principal objeto

41 41 Sistema Multi-Agentes Ambiente Sistema Multi-Agentes agente Organização principal objeto Organização principal Papel de agente Papel de objeto

42 42 Organização principal Sistema Multi-Agentes Ambiente agente Organização principal objeto Sub-Organização

43 43 Organização principal Sistema Multi-Agentes Ambiente agente Organização principal objeto Sub-Organização Papel de agente Papel de objeto

44 44 Comportamento das Entidades Análise do comportamento independente do domínio da aplicação Criação das entidades Destruição das entidades Interação entre as entidades –Agentes e sub-organizações interagindo com organizações –Agentes e sub-organizações interagindo com ambientes

45 45 Criação das entidades Criação de papel de agente –A criação ocorre quando um agente ou sub-organização se compromete com o papel. –Condição: existência de um agente ou uma sub-organização para exercer o papel –Criador: organização

46 46 Criação das entidades Criação do agente –Um papel deve ser imediatamente criado e associado ao agente –Condição: existência de uma organização –Criador: outro agente, uma organização ou um ambiente

47 47 Criação das entidades Criação de organização –Se a organização sendo criada é uma sub-organização, uma instância de papel deve ser criada e associada à sub- organização –Condição: existência do ambiente –Criador de organização principal: ambiente –Criador de sub-organizações: agente, (sub-)organização ou ambiente

48 48 Criação das entidades Criação de papel de objeto –Criado quando uma entidade (o criador) deseja acessar um objeto em uma organização que restringe a visão do objeto. –Deve ser associado a um objeto –Condição: existência do objeto –Criador: agentes e organizações

49 49 Criação das entidades Criação de objetos –Condição: existência do ambiente –Criador: agentes, organizações, objetos e ambientes –Não depende do papel

50 50 Criação das entidades Criação de ambiente –O ambiente deve ser criado antes de outras entidades porque elas residem no ambiente. –Condição: -- –Criador: máquina virtual do sistema, outro ambiente, agentes ou organizações que residem em outro ambiente.

51 51 Referências Dardenne, A.; Lamsweerde, A.; Fickas, S. (1993) "Goal-directed Requirements Acquisition." Science of Computer Programming. v.20, p.3- 50. d'Inverno, M.; Luck, M. (2001) "Understanding Agent Systems". New York: Springer, 2001. Luck, M.; d'Inverno, M. A conceptual framework for agent definition and development. The Computer Journal, 44(1):1--20, 2001. Yu, L.; Schmid, B. A Conceptual Framework for Agent-Oriented and Role-Based Work on Modeling. In: WAGNER, G.; YU, E. (Eds.). Proceedings of the 1st International Workshop on Agent-Oriented Information Systems, 1999. Silva, V.; Garcia, A.; Brandao, A.; Chavez, C.; Lucena, C.; Alencar, P. Taming Agents and Objects in Software Engineering In: Garcia, A.; Lucena, C.; Zamboneli, F.; Omicini, A; Castro, J. (Eds.), Software Engineering for Large-Scale Multi-Agent Systems, Springer-Verlag, LNCS 2603, pp. 1-26, 2003.

52 Fim! Questões?