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A Convergência entre a Web dos Usuários Humanos e a Web dos Agentes de Software: a Engenharia e os Impactos dos Sistemas Multi-Agentes Carlos J. P. de.

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1 A Convergência entre a Web dos Usuários Humanos e a Web dos Agentes de Software: a Engenharia e os Impactos dos Sistemas Multi-Agentes Carlos J. P. de Lucena Julho de 2002

2 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Transição para uma indústria de conteúdos Indústria de Mídia Produção conteúdos Empac. conteúdos Mídia Ind. de Telecom Transporte Operadores de redes Telecom Ind. Computadores Tecn. usuário final hardware / software Computadores Telecom- municações Computadores Mídia Convergência conteúdo Até 1994/95 Agora

3 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Cadeia de Valor nas Indústrias de serviços Interativos Conteúdo é o ativo mais valioso na cadeia de valor Competição no nível de conteúdo vai aumentar Os níveis de conteúdo e infraestrutura são permeáveis Conteúdo Infraestrutura Criação de Conteúdo Empacot/ Conteúdo Distribuição Conteúdo Transporte Suporte Disponibilização Interface e Sistemas Acesso ao Mercado

4 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Convergência de Conteúdos na Web Convergência de conteúdos: One Network, One Box Desafios para o usuário da Web: Descoberta e gestão de conteúdos na Internet Operação e gestão de novas aplicações baseadas em conteúdos multi-mídia (e- commerce, e-learning etc)

5 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Usuários e Atividades na Web podem receber suporte automatizado Exemplos: Na manipulação de conteúdos na Internet: filtragem e sistematização de informação No monitoramento e gestão em tempo real de redes de telecomunicações No comércio eletrônico e em mercados virtuais onde compradores e vendedores negociam em nome de seus usuários Etc...

6 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Aspectos comuns às aplicações Distribuição Inerente Dados e informações a serem processados têm distribuição: espacial, temporal, semântica e funcional. Complexidade Inerente São grandes demais para serem tratadas por um único sistema centralizado em função das tecnologias disponíveis de hardware e software.

7 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Sistemas Multi-Agentes: SMAs Agentes de software são programas para os quais é possível delegar (aspectos de) uma tarefa. Eles se diferenciam do software tradicional por serem personalizados, executarem continuamente e serem semi-autônomos. Essas qualidades são particularmente úteis no ambiente rico em informações e processos das aplicações baseadas na Web.

8 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena SMAs em Comércio Eletrônico O comércio eletrônico compreende uma ampla quantidade de questões que incluem: segurança, reputação, legislação, pagamento, publicidade, catálogos online, intermediários, gerência de lojas etc. Tecnologias de agentes podem ser aplicadas em qualquer dessas áreas sempre que um comportamento semi- autonômo, personalizado e de execução contínua for desejável.

9 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Modalidades de SMAs para Comércio Eletrônico Sistemas de Recomendação Enfoques para Interface Humano-Computador Mecanismos de Negociação Infra-estrutura, Linguagens, Protocolos

10 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Impactos Economicos e Sociais de SMAs em Comércio Eletrônico Interconectividade da WWW e os agentes no comércio eletrônico mudarão as regularidades e os fenômenos na áreas de negócios e comércio. Os agentes podem trabalhar a qualquer hora e a partir de qualquer lugar no ciberespaço. Todo o processo de uma transação pode ter lugar instantaneamente.

11 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Preparando a Web para Aplicações Máquina a Máquina. A Web Semântica na visão Tim Berners-Lee (WWW, URIs, HTTP e HTML). Além do W3C, MIT etc: infraestrutura para o próximo estágio do ciclo de vida da Web.

12 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Expressando Conhecimento A Web para representação de documentos para uso por seres humanos versus a representação de dados e informação para serem processados automaticamente. A Web Semântica dará estrutura ao conteúdo de páginas Web criando um ambiente propício para agentes de software.

13 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Expressando Conhecimento A propriedade essencial da Web é universalidade (anything can link to anything). A Web Semântica não é uma Web separada e sim uma extensão da Web atual que permitirá que computadores e pessoas possam trabalhar cooperativamente.

14 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Representação do Conhecimento Sistemas atuais para representação do conhecimento são centralizados exigindo que todos compartilhem as mesmas definições de conceitos Cada qual tem um conjunto diferente de regras para fazer inferências sobre os seus dados.

15 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Representação do Conhecimento O desafio da Web Semântica é prover uma linguagem que expresse tanto os dados quanto as regras para raciocinar sobre os dados Regras de qualquer sistema de representação de conhecimento existente devem poder ser exportadas para a Web.

16 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena XML Tecnologias disponíveis para Web Semântica: a eXtensible Markup Language (XML) e o Resource Description Framework (RDF). XML permite que cada um crie seus próprios tags para anotar páginas Web ou seções de texto em uma página.

17 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena XML Scripts, ou programas, podem fazer usos de tags, mas o autor dos scripts precisa saber para que o autor da página usa os tags. Em resumo, XML permite que usuários adicionem uma estrutura arbitrária a seus documentos mas não diz nada sobre o que as estruturas significam.

18 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena RDF O significado é expresso em RDF como um conjunto de triplas onde cada uma delas representa o sujeito, o verbo e o predicado de uma sentença elementar. As triplas podem ser escritas usando-se tags XML. Em RDF um documento expressa que coisas particulares (pessoas, páginas Web etc) têm propriedades (tais como é parente de, é autor de) com certos valores (outra pessoa, outra página Web etc).

19 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena RDF Sujeito, verbo e objeto são identificados por um Universal Resource Identifier (URI) o que permite a definição de um novo conceito através da definição de uma URI para algum ponto da Web. As triplas de RDF formam webs de informação sobre coisas relacionadas.

20 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias O terceiro componente básico da Web Semântica são as ontologias. Em Filosofia uma ontologia é uma teoria sobre a natureza da existência, sobre que tipos de coisas existem.

21 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias Em Inteligência Artificial a palavra foi co- optada para significar um documento ou arquivo que define formalmente a relação entre termos. The specification of a conceptualization (Gruber 1993)

22 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias Uma ontologia para a Web inclui uma taxonomia e um conjunto de regras de inferência. A taxonomia define classes de objetos e relações entre elas. As regras de inferência fornecem o aparato dedutivo.

23 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias Ontologias podem aperfeiçoar o funcionamento da Web. Ex.: a busca pode procurar apenas por páginas que se referem a um conceito preciso ao invés de todas as que usam palavras-chave potencialmente ambíguas.

24 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias Aplicações mais avançadas usam ontologias para relacionar a informação em uma página às estruturas de conhecimento associadas e suas regras de inferência. Por exemplo, uma página marcada para tal uso está disponível em: Para uso por computadores a página está conectada a uma ontologia que define informação sobre departamentos de Ciência da Computação.

25 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Ontologias Vários grupos de pesquisa vêm desenvolvendo linguagens para exprimir expressões ontológicas na Web (http://www.daml.org/links) DAML+OIL: baseada em RDF Detalhes sobre linguagens e um repositório com um grande número de ontologias pode ser encontrado em

26 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena

27 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Uma Nova Web Web Semântica + complexo - inteligente - complexo + inteligente

28 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Processamento com Agentes na Web semântica Poderá envolver a criação de uma cadeia de valor na qual sub-agregados de informação serão passados de um agente para outro cada um deles adicionará valor para a construção do produto final requisitado pelo usuário.

29 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Uma Visão sobre o Futuro da Computação Programas distribuídos interagindo com recursos baseados na Web não-locais (ex.: Web services) podem se tornar a forma dominante pela qual computadores interagirão com seres humanos e outros computadores e serão a forma primária de computação em um futuro não distante (J. Hendler)

30 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Direções para a Engenharia de Software A engenharia de software das aplicações baseadas na Web vai evoluir para lidar com um novo tipo de infraestrutura (orientada para semântica). Os processos de desenvolvimento irão se basear fortemente em sistemas multi-agentes e suas ontologias associadas (C. J. Lucena).

31 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Cenário Atual Sistemas de Grande Porte E-Commerce Aplicações abrangendo várias empresas Ambientes de desenvolvimento virtuais Desafios Heterogeneidade Escalabilidade Adaptabilidade Confiabilidade Reutilização Manutenibilidade

32 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena SOC + MAS TecComm Group/LES 6 Doutorandos 5 Mestrandos Tópicos SMA Técnicas SoC: AOP e Reflexão Computacional Publicações

33 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena SELMAS 2002 Carlos Lucena (PUC-Rio) Alessandro Garcia (PUC-Rio) Jaelson Castro (UFPE) Andrea Omicini (University of Bologna) Franco Zambonelli (University of Modena and Reggio Emilia) Maio 19, 2002

34 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Agentes e Engenharia de Software Abstrações OBJETOS FUNÇÕES ENGENHARIA DE SOFTWARE ENGENHARIA DE SOFTWARE Análise de Requisitos Projeto Arquitetural Detalhado Codificação Teste ManutençãoAGENTESE-Commerce Ambientes de Desenvolvimento Nova Plataforma de Desenvolvimento Software de Grande Porte Software de Grande Porte TecnologiasEmergentes SoluçõesIntegradas

35 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Agentes e Engenharia de Software Agentes não é uma nova idéia, mas em ES... Propriedades Intra-agente Estado Mental Autonomia Adaptação Aprendizagem... Propriedades Inter-agentes Coordenação Mobilidade Comportamente Emergente... Environment: Web/Internet A Big ORB Ambiente Artificial Simulado Web Semântica Simulações e Jogos Sistemas de Grande Porte E-commerce, E-learning,...

36 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Objetivo 1: ES-Objeto x ES-Agente Atributos de Qualidade Princípios Métodos Estudos Empíricos AGENTES X ENGENHARIA DE SOFTWARE ENGENHARIA DE SOFTWARE Análise de Requisitos Projeto Arquitetural Detalhado Codificação Teste Manutenção Abstrações OBJETOS Técnicas Ferramentas

37 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Objetivo 2: Agentes para Sistema de Grande Porte AbstraçõesAGENTES Comportamento Emergente Autonomia Aprendizado Mobilidade… ENGENHARIA DE SOFTWARE ENGENHARIA DE SOFTWARE Análise de Requisitos Projeto Arquitetural Detalhado Codificação Teste Manutenção E-Commerce Ambientes de Desenvolvimento Nova Plataforma de Desenvolvimento Software de Grande Porte Software de Grande Porte TecnologiasEmergentes SoluçõesIntegradas Novos modelos de Processo

38 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Objetivo 3: Técnicas Existentes X SMAs Estilos Arquiteturais Design Patterns Use Cases Viewpoints ASoC Frameworks Arquiteturas AbstraçõesAGENTES Comportamento Emergente Autonomia Aprendizado Mobilidade… ENGENHARIA DE SOFTWARE ENGENHARIA DE SOFTWARE Análise de Requisitos Projeto Arquitetural Detalhado Codificação Teste Manutenção

39 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Referências Tim Berners-Lee, James Hendler and Ora Lassila, The Semantic Web, lee.htmlhttp://www.sciam.com/2001/0501issue/0501berners- lee.html James Hendler, Agents and the Semantic Web, Edd Dumbill, The Semantic Web: A Primer, Aaron Swartz, The Semantic Web in Breadth, Sean B Palmer, The Semantic Web: an Introduction, / /

40 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Referências Garcia, A.; Lucena, C. J.; Cowan, D.D. "Agents in Object-Oriented Software Engineering, Software: Practice & Experience, Elsevier, 2002(to appear) Garcia, A.; Lucena, C.; Castro, J.; Omicini, A.; Zambonelli, F. "Software Engineering for Large-Scale Multi-Agent Systems – SELMAS 2002". ACM Software Engineering Notes, August (To appear) Garcia, A.; Chavez, C.; Torres, V.; Lucena, C. J. "Engineering Multi-Agent Systems with Patterns and Aspects". Accepted to appear in Journal of the Brazilian Computer Society, SBC, Special Issue on Software Engineering and Databases, Garcia, A; Lucena, C. J. Proceedings of the 1st International Workshop on Software Engineering for Large-Scale Multi-Agent Systems (SELMAS 2002) at ICSE 2002, Orlando, USA, May 2002 (to appear LNCS) Mesquita, C.; Barbosa, S.; Lucena, C. J. "Towards the Identification of Concerns in Personalization Mechanisms via Scenarios". Workshop on Early Aspects at AOSD'2002, The Netherlands, April, 2002.

41 Julho de. 2002Carlos J. P. de Lucena Referências Garcia A., Chavez, C., Silva O., Silva V. & Lucena, C. "Promoting Advanced Separation of Concerns in Intra-Agent and Inter-Agent Software Engineering". Workshop on Advanced Separation of Concerns in Object-oriented Systems (ASoC) at OOPSLA'2001, Tampa Bay, Florida, USA, October 14, Chavez, C. & Lucena, C. "Design-level Support for Aspect-oriented Software Development". Workshop on Advanced Separation of Concerns in Object-oriented Systems (ASoC) at OOPSLA'2001, Tampa Bay, Florida, USA, October 14, Silva, O; Garcia, A; Lucena, C.J. "T-Rex: A Reflective Tuple Space Environment for Dependable Mobile Agent Systems". III WCSF at IEEE MWCN 2001, Recife, Brazil, August 2001 Garcia, A.; Torres, V.; Lucena, C.; Milidiú, R. "An Aspect-Based Approach for Developing Multi-Agent Object-Oriented Systems". Brazilian Symposium on Software Engineering (SBES), Rio de Janeiro, Brazil, October Silva, O.; Garcia, A; Lucena, C. J. "A Unified Software Architecture for System-Level Dependability in Multi-Agent Object-Oriented Systems", 7th ECOOP Workshop on Mobile Objetcts Systems, June 2001 Garcia, A.; Lucena, C. J. "An Aspect-Based Object-Oriented Model for Multi-Agent Systems". Advanced Separation of Concerns Workshop at ICSE'2001, May 2001.


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