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Implementando os SMA Viviane Torres da Silva

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Apresentação em tema: "Implementando os SMA Viviane Torres da Silva"— Transcrição da apresentação:

1 Implementando os SMA Viviane Torres da Silva

2 Motivação Motivação: Como implementar as entidades de um SMA (agentes, organizações, objetos,....)? –Não existe uma linguagem de programação para SMA que possibilite implementar todas as características dos agentes Objetivo: propor frameworks e plataformas que se baseiem em linguagens de implementação já conhecidas –Linguagens OO Solução: frameworks e plataformas baseados em Java –ASF, Jade, Jadex, Jack, ASF, Jason,....

3 Arquitetura BDI Arquitetura abstrata para implementação de SMA

4 Arquitetura BDI Modelo proposto por Bratman em 1987 Modelo consiste de: –Beliefs: crenças –Desire: desejos ou objetivos –Intetions: intenções ou planos Arquitetura BDI proposta por Rao e Georgeff em 1995 –É uma arquitetura abstrata

5 Arquitetura BDI

6 FIPA (Foundation for Inteligent Physical Agents) ISMAViviane Torres da Silva

7 FIPA FIPA: propõe padrões para organizar os agentes e os sistemas multi-agente

8 FIPA: Agent Management Agent Platform (AP): plataforma onde o agente executa –Estrutura física onde o agente se encontra Service

9 FIPA: Agent Management Directory Facilitator (DF): provê um serviço de páginas amarelas para os agentes. –cada agente registra o serviço que oferece. Agent Management System (AMS): controla o acesso e o uso da plataforma –só existe um por plataforma –todo agente de uma AP precisa se registrar no AMS –contém uma lista de endereços dos agentes registrados na plataforma –oferece serviço de páginas brancas para conhecer os agentes registrados Message Transport Service (MTS): serviço de comunicação entre agentes de diferentes plataformas

10 FIPA: Agent Message Transport Define as três possíveis formas de comunicação –ACC : Agent Communication Channel (liga com a buferização da mensagem, o endereçamento, a transferência, os erros,...)

11 FIPA: Agent Message Transport Envelope: detalhes do transporte Payload: mensagem ACL comprimida

12 JADE Java Agent Development Framework

13 JADE Jade é um framework para o desenvolvimento de SMA Atualmente na versão 4.0 –Slides associados a versão Inclui: –Um ambiente de execução onde os agentes JADE "vivem" e que deve estar ativo em um host antes que um agente possa ser executado –Uma biblioteca de classes que programadores podem usar para desenvolver agentes –Um conjunto de ferramentas gráficas que permite a administração e o monitoramento das atividades dos agentes em execução

14 Conceitos Importantes JADE deve ser utilizado para … –implementar sistemas distribuídos –agentes móveis Contêiner –Instância de um ambiente Jade –É onde os agentes executam –Ao iniciar o Jade, um MainContainer é criado Plataforma –Conjunto de contêineres ativos

15 Contêineres e Plataformas

16 Modelo FIPA JADE segue o modelo de desenvolvimento da FIPA Todo MainContainer tem um AMS e um DF Agent Management System (AMS) –Agente que exerce o controle sobre o acesso e o uso da plataforma –Existe um único AMS por plataforma –Mantém a lista de identificadores dos agentes (AID) que estão na plataforma –Todo agente deve se registrar no AMS Directory Facilitator (DF) –Oferece o serviço de páginas amarelas na plataforma

17 Classe Agent Representa a classe base para a definição de agentes Para o desenvolvedor, um agente Jade é uma instância de uma classe Java que estende a classe Agent Já oferece todas as interações básicas da plataforma (registro, configuração, etc...) Oferece um conjunto de métodos para a implementação do comportamento do agente

18 Modelo Computacional do Agente Um agente é multi-tarefa, onde os serviços são executados concorrentemente Cada serviço de um agente deve ser implementado como um ou mais comportamentos A classe Agent oferece um scheduler (não acessível ao programador) que gerencia automaticamente o agendamento dos comportamentos

19 O Ciclo de Vida de um Agente I/III

20 O Ciclo de Vida de um Agente II/III Iniciado –O objeto agente é criado, mas ainda não se registrou no AMS, i.e. não possui um identificador e não pode se comunicar com outros agentes Ativo –O objeto agente está registrado no AMS, possui um identificador e pode executar seus serviços Suspenso –O objeto agente está parado, i.e. sua thread interna está suspensa e o agente não está executando serviço algum

21 O Ciclo de Vida de um Agente III/III Esperando –O agente está bloqueado, esperando por algum evento, i.e. sua thread interna está dormindo e será acordada quando uma condição se tornar verdadeira Removido –O agente terminou sua execução, i.e. sua thread interna acabou sua execução e o agente não está mais registrado no AMS Em Trânsito –Um agente móvel entra neste estado quando está migrando para um novo local (contêiner). O sistema continua a armazenar as mensagens enviadas a este agente, que lhe serão passadas quando ele estiver no novo local

22 Criando um agente Jade Jade gerencia a criação de um novo agente com os seguintes passos O construtor do agente é executado –O agente recebe um identificador do AMS –Ex: nomePlataforma : numeroPorta / JADE –Entra no estado Ativo É executado o método setup() –Método responsável por inicializar os comportamentos do agente

23 Destruindo um agente Jade Mesmo que não esteja fazendo coisa alguma, o agente continua ativo Para terminar um agente, deve-se executar o método doDelete() que chama o método takeDown() (pode ser reimplementado) –Serve para remover todas as referências ao agente da plataforma

24 Classe Behaviour Todas as tarefas dos agentes são executadas por meio de "comportamentos" Um comportamento é um objeto da classe Behaviour O agente adiciona um comportamento com o método addBehaviour(X) Comportamentos podem ser adicionados a qualquer momento com o método removeBehavior(X)

25 Classe Behaviour Método action() –Método que define as operações que são executadas quando o comportamento está em execução Método done() –Método que especifica se um comportamento foi completado e deve ser removido do pool de comportamentos que um agente está executando

26 Hierarquia de comportamentosI/II Comportamentos Simples –Modelam os comportamentos atômicos –OneShotBehaviour: modela comportamentos que só devem executar uma vez e que não podem ser bloqueados (parar o comportamento até que algum evento ocorra) –CyclicBehaviour: Modela comportamentos atômicos que devem ser executados eternamente Comportamentos Compostos –Modelam comportamentos que são compostos de outros comportamentos. –As operações que devem ser executadas não estão definidas neste comportamento em si, mas nos comportamentos filhos que o compõem –SequentialBehaviour, ParallelBehaviour e FSMBehaviour

27 Hierarquia de comportamentosII/II Comportamentos compostos –SequentialBehaviour: Executa seus sub-comportamentos seqüencialmente e termina quando todos estes estiverem terminados –ParallelBehaviour: Executa seus sub-comportamentos concorrentemente e termina quando uma condição particular sobre o conjunto de sub- comportamentos é alcançada –FSMBehaviour: Executa seus sub-comportamentos como uma Máquina de Estados Finita (FSM). Quando uma tarefa acaba, sua saída é usada para se calcular a transição para a próxima tarefa. O comportamento termina quando uma tarefa final é executada

28

29 Comportamentos Especiais WakerBehaviour –Comportamento que espera um determinado período de tempo (em ms) para efetivamente executar a tarefa TickerBehaviour –Comportamento que executa uma tarefa periodicamente em intervalos de tempo constantes (em ms). Este comportamento nunca acaba

30 Comunicação entre os agentesI/III A comunicação é assíncrona e utiliza FIPA ACL Os objetos enviados são instâncias de ACLMessage Para enviar uma mensagem se chama o método send()

31 ASF Framework Agent Society Framework

32 ASF: Agent Society Framework Objetivo: dar suporte a implementação de agentes, organizações, papéis e ambiente Como implementar... –as entidades, –suas propriedades, –seus relacionamentos, –a interação entre as entidades e –a execução interna das entidades

33 Framework OO É orientado a um domínio de aplicações –Captura os conceitos gerais de um domínio Define um conjunto de classes relacionadas capazes de gerar diferentes aplicações em um mesmo domínio Classes são reutilizadas ou estendidas para implementar uma determinada aplicação –Define partes que são fixas, i.e., não podem ser estendidas –Define partes que são flexíveis, i.e, podem ser estendidas

34 Entidades Objetos –Atributos e métodos Agentes –Objetivos, crenças, planos e ações Organizações –Objetivos, crenças, planos, ações e axiomas Papel de agente –Objetivo, crença, deveres, direitos e protocolos Papel de objetos –Atributos e métodos Ambiente –Atributos e métodos

35 Aspectos Estruturais do ASF Fornece um conjunto de módulos que devem ser estendidos para implementar a aplicação Cada módulo representa uma entidade do SMA Instanciação da aplicação: –para implementar uma classe de agente da aplicação estende-se o módulo Agent –para implementar uma classe de organização da aplicação estende-se o módulo Organization –...

36 Agente Classe Agente –Thread (entidade autônoma) Classe Mensagem –Enviadas e recebidas Classe Objetivo –Nome, tipo, valor –Está associado a planos que podem ser alcançar o objetivo Classe Crença –Nome, tipo, valor

37 Agente Classe Plano –Define uma ordem de execução de um conjunto de ações –Está relacionado a goals que pode atingir Classe Ação –Define a execução interna do agentes (entidade adaptativa) –Possui pré e pós-condições Tem que existir ao menos uma instância de agente

38 Módulo Agent

39 Organização –Thread (entidade autônoma) Classe Main-organization –Não desempenha papéis –Pode definir sub-organizações Classe (Sub-)Organization –Desempenha papéis em organizações –Pode definir sub-organizações Goals, beliefs, plans, actions and messages Axiom: –Nome, tipo, valor Tem que existir ao menos uma instância da organização principal

40 Módulo Organization

41 Role de Agente Classes Goals, Beliefs Classe Duty –Define ações que são obrigações Classe Right –Define ações que são direitos Classe Protocol –Define ordem de envio e recebimento de mensagens Tem que existir ao menos uma instância desempenhada por um agente

42 Módulo Agent Role

43 Módulo Object Role Atributos Métodos

44 Módulo Environment Tem que existir ao menos uma instância de ambiente donde estará a organización principal e os agentes

45 Relação entre as entidades

46 ISMA Viviane Torres da Silva Estrutura do ASF

47 Exemplo

48 ASF + FIPA Classe Agent e Main-Organization têm um atributo que é o identificador único. Estão relacionadas a uma classe chamada Description que descreve os estados do agente de acordo com os estados definidos pela FIPA –Começando, executando, congelado e morto. Implementam a interface MTP

49 ASF + FIPA Interface MTP (Message Transport Protocol) –Define um método send que os agentes podem utilizar para enviar as mensagens Classe AMS: –Gerencia a criação e a destruição das entidades –Informa quais são os agentes que executam um serviço


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