Tác tử công nghệ phần mềm hướng tác tử

Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP………………………… 1.1 Lịch sử thành lập phát triển công ty qua giai đoạn………………6 1.2 Tổ chức máy quản lý công ty……………………………………… 1.3 Các sản phẩm - Dịch vụ Công ty Điện toán truyền số liệu……9 1.4 Định hướng phát triển……………………………………………………… CHƯƠNG CÔNG NGHỆ TÁC TỬ………………………………………… 12 2.1 Khái niệm tác tử…………………………………………………………12 2.2 Các đặc điểm tác tử…………………………………………………….13 2.3 Các thành phần tác tử………………………………………… 14 2.3.1 Kiến trúc đơn tác tử………………………………………………14 2.3.2 Cảm nhận tác động……………………………………………… 15 2.3.2.1 Cảm nhận……………………………………………………… 15 2.3.2.2 Tác động……………………………………………………… 17 2.3.3 Cơ chế định 17 2.3.3.1 Mô hình chung 17 2.3.3.2 Tác tử phản xạ 18 2.3.3.3 Tác tử có trạng thái .19 2.3.3.4 Tác tử hành động có mục đích 21 2.3.3.5 Tác tử với chế suy diễn logic…………………….………… 23 2.3.4 Hệ đa tác tử-Phối hợp hệ đa tác tử .26 2.3.4.1 Phối hợp tầm quan trọng hệ đa tác tử 26 2.3.4.2 Chia sẻ công việc 29 2.3.4.3 Chia sẻ kết 31 2.3.4.4 Phối hợp nhờ cấu trúc 32 2.3.4.5 Phối hợp nhờ quy tắc luật 33 2.3.4.5.1 Hình thành quy tắc luật lệ .33 2.3.4.5.2 Quy tắc dựng sẵn .35 2.3.4.6 Phối hợp thông qua ý định chung .36 2.3.4.7 Phối hợp nhờ lập kế hoạch 39 2.5 Các lĩnh vực ứng dụng 40 2.5.1 Ứng dụng quản lý sản xuất 40 2.5.2 Tác tử quản lý trình luồng công việc(workflow) .40 2.5.3 Tác tử thu thập quản lý thông tin 41 2.5.4 Tác tử phục vụ thương mại điện tử 41 2.6 Ưu nhược điểm tác tử công nghệ tác tử 42 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử CHƯƠNG CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM HƯỚNG TÁC TỬ 45 3.1 Tiếp cận hướng tác tử cho công nghệ phần mềm 45 3.2 Phần mềm hướng tác tử gì? .47 3.3 Tiếp cận hướng tác tử cho hệ thống phần mềm 50 3.3.1 Các phân rã hướng tác tử 50 3.3.2 Các trừu tượng hoá hướng tác tử cho hệ thống phần mềm phức tạp 52 3.3.3 Sự thay đổi cấu trúc tổ chức tạo quản lý mềm dẻo .53 3.4 Vòng đời phần mềm hướng tác tử .54 3.4.1 Đặc tả (Specification) 54 3.4.2 Thực (Implementation) .56 3.4.2.1 Làm mịn (Refinement) .57 3.4.2.2 Việc thực trực tiếp đặc tả tác tử 57 3.4.2.3 Việc biên dịch đặc tả tác tử 59 3.4.2.4 Sự xác minh 61 3.4.3 Các hướng tiếp cận tiêu đề (axiomatic) 61 3.4.3.1 Sự tiên đề hoá hai ngôn ngữ đa tác tử 62 3.4.3.2 Các hướng tiếp cận ngữ nghĩa: kiểm tra mô hình 62 3.5 Phương pháp luận hướng tác tử 64 3.5.1 Phương pháp Prometheus 64 3.5.2 Phương pháp Tropos 65 3.5.3 Phương pháp Gaia .66 3.6 Một số ví dụ ứng dụng công nghệ tác tử………………………….…….68 Kết luận đánh giá………………………………………………………… ……74 Tài liệu tham khảo… ………………………………………………………… ….75 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử MỞ ĐẦU Ngay từ đầu năm 80, tác tử hệ đa tác tử (Agent MultiAgent System) biết đến với hàng loạt công trình nghiên cứu hướng nghiên cứu Tuy nhiên, khoảng thập niên 90, tác tử hệ đa tác tử thừa nhận rộng rãi thu hút quan tâm ngày lớn giới nghiên cứu giới công nghiệp lĩnh vực Công Nghệ Thông Tin Sự phát triển kỹ thuật tính toán vài thập kỷ cuối dẫn tới thay đổi tích cực lĩnh vực sử dụng thông tin đồng thời dẫn đến đời nhiều công nghệ lĩnh vực nghiên cứu Một mặt hệ thống máy tính ngày tiên tiến cho phép xử lý thông tin nhanh hơn, đa dạng tác động tích cực đến đời sống, văn hóa, kinh tế Mặt khác thân phát triển phổ cập máy tính đặt yêu cầu mặt công nghệ, cách thức xây dựng, ứng dụng nghiên cứu hệ thống thông tin Các hệ thống máy tính đại có số đặc điểm sau: Việc sử dụng máy tính thiết bị tính toán ngày phổ dụng Do giá thành liên tục hạ, hệ thống xử lý thông tin ngày sử dụng nhiều ứng dụng, thiết bị trước sử dụng thiết bị tính toán lý kinh tế Máy tính ngày không hệ thống hoạt động riêng lẻ Ngày nhiều máy tính nối mạng cho phép liên kết, trao đổi, chia sẻ thông tin công việc tính toán với Hệ thống thông tin có dạng hệ thống làm việc phân tán song song Việc tính toán xử lý thông tin xem xét trình tương tác (giữa hệ thống tính toán) Xu hứng kết nối xử lý phân tán coi đặc điểm quan trọng máy tính đại Số lượng ứng dụng đa dạng với độ phức tạp không ngừng tăng Máy tính ngày đảm nhiệm công việc phức tạp hơn, không gần với khái niệm tính toán truyền thống Đây công việc trước vốn có người có khả thực Nói cách khác, máy tính ngày trở nên “thông minh” hơn, “trí tuệ” Máy tính ngày có thêm tính tự chủ Để tăng xuất, hiệu quả, giải phóng người khỏi nhiều công việc truyền thống, có xu hướng trao cho máy tính nhiều quyền hành động định, đồng thời giảm bớt can thiệp trực tiếp người vào hoạt động máy tính Nhiều hệ GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử thống tính toán điều khiển có khả tự động hóa cao, định độc lập làm tăng tính hiệu quả, ổn định độ an toàn Các hệ thống tính toán đại ngày có tính chất hướng người dùng Ở hệ máy tính đầu tiên, số người sử dụng máy tính hạn chế Họ chuyên gia máy tính lập trình viên chuyên nghiệp, trang bị kiến trúc đặc biệt đểt làm việc với máy tính Ngược lại, yêu cầu với máy tính ngày phục vụ người dùng tốt, thể loạt yêu cầu giao diện thân thiện trực giác, khả thich nghi với yêu cầu người dùng, cho phép cung cấp thông tin có tính cá nhân hóa với đối tượng sử dụng Để xây dựng hệ thống tính toán thỏa mãn đặc điểm yêu cầu nói số hướng nghiên cứu ứng dụng máy tính đời, có tác tử hệ đa tác tử trở thành công nghệ tương lai để giải vấn đề nêu Vì em định chọn đề tài: “Tìm hiểu công nghệ Agent” để có nhìn tổng quan công nghệ tác tử, giúp người đọc hiểu qua phần công nghệ Agentcông nghệ dần mang tính ứng dụng tương lai Do thời gian có hạn công nghệ nên đề tài em không tránh khỏi sai sót thực Em xin chân thành cảm ơn Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Trung Tuấn toàn thể giảng viên Bộ môn Công nghệ Thông Tin, cán công nhân viên công ty VDC1 giúp đỡ em trình thực tập để em hoàn thành báo cáo tốt nghiệp CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ THỰC TẬP 1.1 Lịch sử thành lập phát triển công ty qua giai đoạn - Nǎm 1974: Trạm máy tính Ngành Bưu điện đời miền Bắc Trạm máy tính thuộc vụ Kế toán Thống kê thành lập theo định số 539/QĐ, ngày 02 tháng 07 nǎm 1974, quyền Tổng cục trưởng Tổng cục Bưu điện Vũ Vǎn Quí ký, có nhiệm vụ tính toán số liệu theo nhiệm vụ Vụ Kế toán Thống kê, giúp quan, xí nghiệp thuộc Tổng cục công tác tính toán Ra đời hoàn cảnh chiến tranh, ngày đầu có 07 cán công nhân làm việc với máy điện cá nhân Cộng Hoà Dân Chủ Đức để thống kê số liệu cho Ngành - Nǎm 1976: Thành lập Trung tâm máy tính Ngành Bưu điện: Một Trung tâm máy tính nước -Từ 1979 đến nay: + Thống tổ chức máy tính toàn Ngành Bưu điện + Thay đổi tổ chức Trung tâm Máy tính + Trung tâm Thống kê Tính toán Bưu điện đời +Công ty Điện toán Truyền số liệu thức thành lập ngày 26-11-1990 +Ngày 28 tháng 11 nǎm 1995, thành lập Trung tâm Điện toán Truyền số liệu khu vực I (VDC1) có trụ sở đặt 75 Đinh Tiên Hoàng (HN) Trung tâm Điện toán Truyền số liệu khu vực III GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử (VDC3) có trụ sở đặt 12 Lê Thánh Tông (Đà Nẵng) +Ngày 25 tháng 11 nǎm 1997, thành lập Trung tâm Dịch vụ Gia tǎng Giá trị (VASC) trụ sở 258 Bà Triệu Hiện Công ty VDC quản lý khai thác mạng trục Internet Việt Nam kết nối trực tiếp với xa lộ Internet quốc tế qua cổng quốc gia đặt Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng 1.2.Tổ chức máy quản lý công ty 1.2.1 Sơ đồ tổ chức công ty 1.2.2 Các phòng ban chức -Phòng Hành Chính: Chức năng: Phòng Hành Chính có chức công tác văn thư - lưu trữ, lễ tân, đối ngoại, thông tin tuyên truyền, nội vụ làm đầu mối thông tin phục vụ cho hoạt động sản xuất kinh doanh Công ty -Phòng Kế Hoạch: Chức năng: Phòng Kế hoạch có chức công tác Kế hoạch; Quản lý tài sản; Cung ứng vật tư -Phòng Kinh doanh: Chức năng: Phòng Kinh doanh có chức công tác Marketing; Kinh doanh sản phẩm, dịch vụ; Bán hàng; Hợp tác kinh doanh -Phòng Kỹ Thuật Điều Hành: Chức năng: Phòng Kỹ thuật Điều hành có chức kỹ thuật công nghệ, điều hành khai thác mạng thiết bị -Phòng Kế Toán Tài Chính: Chức năng: Phòng Kế toán tài có chức công tác kế toán, thống kê, tài Công ty -Phòng Đầu Tư Phát Triển: Chức năng: Phòng Đầu tư Phát triển có chức công tác đầu tư xây dựng bản, phát triển sản xuất -Phòng Tổ Chức Lao Động: GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Chức năng: Phòng Tổ chức Lao động có chức công tác tổ chức máy, nhân sự, tiền lương, đào tạo, thi đua, an ninh an toàn, sách người lao động -Ban Biên Tập Báo Điện Tử: Chức năng: Ban biên tập Báo điện tử có chức thông tin quảng bá -PhòngTính Cước: Chức năng: Phòng Tính cước có chức công tác tính cước vấn đề liên quan tới việc tính cước phí loại hình dịch vụ mạng toàn Công ty -Phòng Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm: Chức năng: Phòng Nghiên cứu ứng dụng phần mềm phận sản xuất, có chức công tác nghiên cứu công nghệ tin học sản xuất sản phẩm tin học -VDCA: Chức năng: Ban Dự án VDCA có chức quản lý hoạt động, thực hỗ trợ thực dự án Công ty giao -Phòng Tích Hợpvà Phát Triển Hệ Thống: Chức năng: Phòng Tích hợp Phát triển hệ thống có chức công tác nghiên cứu triển khai công nghệ, tư vấn, xây dựng phát triển giải pháp tích hợp phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh điều hành quản lý Công ty -PhòngDanh Bạ: Chức năng: Thực công việc sở liệu danh bạ toàn quốc Web; Sản xuất đĩa CD-ROM danh bạ; Phát triển dịch vụ liên quan đến danh bạ; Chủ động thực quan hệ hợp tác phục vụ cho nhiệm vụ trên.; Thực nhiệm vụ khác Giám đốc Công ty giao -Phòng Quản Lý Tin Học: Chức năng: Phòng Quản lý Tin học có chức quản lý Khoa học Công nghệ Sản xuất Kinh doanh lĩnh vực tin học -Ban Quản Lý Chất Lượng: Chức năng: Ban Quản lý chất lượng có chức công tác quản lý chất lượng hoạt động hệ thống sản xuất, kinh doanh quản lý Công ty 1.3.Các sản phẩm - Dịch vụ Công ty Điện toán truyền số liệu (VDC) VNN1260, VNN1260-P, VNN1267, VNN1268, VNN1269, VNN999, VNN trực tiếp ,Mega VNN, Wifi VNN, VPN VNN, Frame Relay, X25, Gọi 1717, FONE VNN, Email, Lưu trữ website, Thuê chỗ đặt máy chủ, Thương mại điện tử,D ịch vụ trực tuyến, Truyền báo, chế bản, Tin học, CNTT, Tư vấn, Đào tạo, Xuất nhập 1.4 Định hướng phát triển GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử -Công nghệ kỹ thuật Các sản phẩm dịch vụ VDC cung cấp công nghệ phương tiện kỹ thuật tiên tiến nay: • Công nghệ IP với ứng dụng : VPN, VoIP, FoIP (Phone-Phone, PC-PC, PC-Phone), UMS, WAP,… • Các công nghệ truyền liệu truy nhập tốc độ cao : Frame Relay, ATM, ISDN, BISDN, xDSL, … • Các trang thiết bị từ nhà cung cấp hàng đầu: Sprint (Global One), Acatel, Sun Microsystems, Hewlett Packard, IBM, Compaq, Fujitsu, Cisco, Bay Network, Cabletron etc • Phần mềm hệ thống quản trị mạng với UNIX (Sun Solaris, HP-UX), Microsoft Windows, SQL, HP Open View for Network Node Management Solution, Netscape Web/Mail Server, Raptor firewall etc Bên cạnh mối quan hệ chặt chẽ với nhà cung cấp dịch vụ hàng đầu giới: • Telstra (Australia); Global One Group; Alcatel (France); Nortel (Canada); NTTCommunication, KDD, (Japan), Korea Telecom (RO Korea); Singapore Telecom; Microsoft, Oracle (USA); Hongkong Telecom (Hongkong); InfoAccess, Tất mục tiêu: cung cấp sản phẩm dịch vụ tốt cho khách hàng -Tầm nhìn kinh doanh Xuất phát từ đặc điểm hoạt động lĩnh vực công nghệ thông tin, chất lượng dịch vụ tốc độ hai yếu tố quan trọng kinh doanh Ngay từ thành lập năm 1989 không ngừng cố gắng để cung cấp dịch vụ dựa triết lý kinh doanh "Uy Tín Tốc độ" Hoà với xu hướng tự hoá kinh tế viễn thông giới Việt nam, năm qua không ngừng phấn đấu thay đổi phương pháp hình thức quản lý để đáp ứng thay đổi, đứng vững phát triển thị trường Năm 1999 đánh dấu việc xây dựng "Văn hoá VDC" với mục tiêu tạo động lực thúc đẩy tinh thần làm việc, tính tự chủ sáng tạo, tinh thần trách nhiệm cao cho toàn cán nhân viên Công ty, cải thiện tinh thần thái độ phục vụ khách hàng cải thiện qui trình qui định kinh doanh -Chiến lược kinh doanh • Luôn giữ vững phát triển mối quan hệ với khách hàng, đối tác, bạn hàng: Phát triển mở rộng hệ thống hỗ trợ dịch vụ (24h/24h, ngày tuần) thống toàn quốc thông qua số điện thoại truy nhập 1801260, hoạt động chăm sóc khách hàng thực tất phương tiện điện thoại, fax, email hỗ trợ trực tuyến thông qua Website hỗ trợ khách hàng : • Không ngừng phát triển đa dạng hoá dịch vụ cung cấp, tăng cường cung cấp giải pháp tích hợp trọn gói cho khách hàng đáp ứng nhu cầu, khả chi phí, nơi lúc • Nâng cao lực mạng lưới thông qua việc áp dụng công nghệ mới, đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp, xây dựng "Hệ thống mạng khu vực" không dừng lại Việt nam mà mở rộng điểm truy nhập giới tập trung vào khu vực Châu á, Mỹ GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử • Hoàn thiện phát triển "Văn hóa VDC": Xây dựng "Văn hóa VDC" yếu tố quan trọng dẫn đến thành công Công ty thời gian qua, tiếp tục chiến lược quan trọng Công ty nhằm tạo phong cách làm việc - "Phong cách VDC" • Đa dạng hóa, mở rộng quan hệ với đối tác; mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ: Hiện Công ty có quan hệ cung cấp dịch vụ với nhiều nhà cung cấp dịch vụ quốc tế khác nhau, phạm vi cung cấp dịch vụ 150 nước giới Trong năm tới tiếp tục mở rộng quan hệ hợp tác với đối tác nước mở rộng phạm vi cung cấp dịch vụ, phấn đấu trở thành nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông có uy tín khu vực Châu - Thái Bình Dương CHƯƠNG CÔNG NGHỆ TÁC TỬ 2.1 Khái niệm tác tử Có nhiều định nghĩa khác nhau, chí khác tác tử, có định nghĩa thường sử dụng sau: Tác tử (agent) hệ thống tính toán hoạt động tự chủ môi trường đó, có khả cảm nhận môi trường tác động vào môi trường Có thể hiểu định nghĩa sau: Hệ thống tính toán phần cứng, phần mềm, phần cứng lẫn phần mềm Bất tác tử tồn hoạt động môi trường định Tác tử nhận thông tin từ môi trường qua quan cảm nhận tác động vào môi trường quan tác động Cảm nhận Môi trường Tác tử Tác động Hình 2.1 Tác tử tương tác với môi trường Đối với tác tử phần cứng, quan cảm nhận cảm biến, camera, quan tác động phận học, quang học âm Đối với tác tử chương trình phần mềm, môi trường hoạt động thông thường máy tính mạng máy tính Việc cảm nhận môi trường tác động GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử thực thông qua lời gọi hệ thống Nói chung, tác tử thiết kế để hoạt động để hoạt động nhiều dạng môi trường khác Một điểm cần ý cảm nhận môi trường tác tử không đầy đủ môi trường phức tạp có chứa yếu tố không xác định Một yêu cầu quan trọng tác tử tính tự chủ Cũng thân định nghĩa tác tử, có nhiều cách hiểu khác tính tự chủ Ở đây, tự chủ hiểu khả tác tử hành động không cần đến can thiệp trực tiếp người hay tác tử khác: tác tử hoàn toàn có khả kiểm soát trạng thái hành vi thời gian tương đối dài Một số tác giả định nghĩa tính tự chủ rộng hơn, chẳng hạn yêu cầu tác tử phải có khả tự học Với đặc điểm tồn hành động tự chủ môi trường, tác tử thực mục tiêu cho trước có thay chủ (người dùng tác tử khác) thực số nhiệm vụ 2.2 Các đặc điểm tác tử Một tác tử thông thường có đặc điểm sau:  Tính phản xạ: Tác tử có khả phản xạ kịp thời với thay đổi môi trường mà tác tử cảm nhận  Tính chủ động (hành động có mục đích): không phản xạ, tác tử phải biết chủ động tìm kiếm khả hành động hướng tới thực mục tiêu giao  Tính cộng đồng: Tác tử có khả tương tác với người dùng tác tử khác để thực nhiệm vụ riêng để giúp đỡ đối tác  Khả tự học: Tự học học tự động khả tác tử thu thập kiến thức từ kinh nghiệm thu lượm được, chẳng hạn qua lần thành công thất bại Kết tự học phải làm cho tác tử hành động tốt hơn, hiệu  Tính thích nghi: Thích nghi khả tác tử tồn hoạt động hiệu môi trường thay đổi Mặc dù có nhiều nét liên quan với tính phản xạ, khả thích nghi tác tử khó thực đòi hỏi nhiều thay đổi trình suy diễn tác tử Tính thích nghi thực nhờ khả tự học từ kinh nghiệm tác tử  Khả di chuyển: Là khả tác tử (phần mềm) di chuyển máy tính nút khác mạng đồng thời giữ nguyên trạng thái khả hoạt động Các tác tử có đặc điểm gọi tác tử di động Việc thiết kế cài đặt tác tử di động đặt yêu cầu đặc biệt vấn đề an ninh hệ thống Có thể so sánh tác tử có đầy đủ ba đặc điểm với cầu thủ đá bóng Mục đích cầu thủ toàn đội đưa bóng vào lưới đối phương đồng thời ngăn không cho đối phương đưa bóng vào lưới Để đạt mục đích này, cầu thủ phải tìm hội để đưa bóng gần lưới đối phương sút Đây thể tính tự chủ hành động có mục đích Tuy nhiên, tình sân có cầu thủ phải thay đổi mục tiêu tạm thời, cụ thể chuyền ngang chí truyền Khi đối phương vào bóng thô bạo mục tiêu trước mắt chưa phải sút bóng mà trước hết giữ an toàn cho Đây thể rõ ràng tính phản xạ Cuối cùng, cầu thủ sân phải có tính cộng đồng, thể với việc phối hợp với đồng đội, tuân theo dẫn huấn luyện viên trọng tài GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử 2.3 Các thành phần tác tử Có thể xem xét tác tử từ hai góc độ: thực thể trừu tượng với chế suy diễn định riêng; thành viên cộng đồng tác tử với mối quan hệ, tương tác với thành viên khác tức ta xem xét tác tử thực thể riêng hệ đa tác tử 2.3.1 Kiến trúc đơn tác tử Ở mức độ tổng quát, tác tử có kiến trúc hình vẽ sau: Từ hình vẽ ta thấy, tác tử nhận thông tin từ môi trường (bao gồm thông tin từ tác tử khác) thông qua quan cảm nhận Nhờ có chế định, tác tử lựa chọn hành động cần thực Quá trình định sử dụng thông tin trạng thái bên tác tử Trong trường hợp đó, tác tử lưu trữ trạng thái dạng cấu trúc liệu riêng Hành động chế định lựa chọn sau tác tử thực thông qua quan tác động TÁC TỬ Cơ chế định Tác động Thông tin (cho người tác tử khác) Cảm nhận Tác tử từ môi trường Trạng thái bên Tác động Hình 2.2 Kiến trúc tác tử Thông tin từ môi trường Cơtác chếtửsuy diễn thay đổi cho kiểu kiến trúc cụ thể ảnh hưởng tới thành phần khác khác Chẳng hạn có kiến trúc trình suy diễn không sử dụng tới trạng thái bên tác tử không cần lưu giữ thông tin Đối với tác tử có thêm khả khác học tự động, kiến trúc tác tử có thêm thành phần riêng để thực chức 2.3.2 CẢM NHẬN VÀ TÁC ĐỘNG 2.3.2.1 CẢM NHẬN Cơ chế cảm nhận cho phép tác tử biết diễn xung quanh, từ định hành động phù hợp Đối với người động vật, trình cảm nhận thực qua giác quan, với tác tử phần cứng robot quan cảm nhận cảm biến, camera Tác tử phần mềm, trình cảm nhận diễn cách chủ động cách trao đổi thông điệp với tác tử khác thụ động thông qua nhận xử lý kiện thông điệp hệ điều hành gửi tới Một yêu cầu quan trọng chế cảm nhận tác tử khả lọc thông tin có ích liên quan trực tiếp tới tác tử Quá trình cảm nhận mô tả cách hình thức sau Gọi P tập hình dung tác tử trạng thái môi trường Chức cảm nhận tác tử coi hàm: 10 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử biểu diễn hệ thống chúng nhóm thành phần hoạt động để đạt đến mục đích chung 3.3.3 Sự thay đổi cấu trúc tổ chức tạo quản lý mềm dẻo Các hệ thống phức tạp có mối quan hệ tổ chức đa dạng phong phú, xuyên suốt từ thành phần ngang hàng tới việc điều khiển phân cấp, từ ngắn hạn đến liên tục Các mối quan hệ quan trọng hai lý Thứ nhất, chúng cho phép số thành phần riêng lẻ gom nhóm lại với xử lý thực thể khái niệm đơn lẻ Thứ hai, chúng cho phép mô tả đặc điểm mối liên kết mức cao thực thể khác Sự ảnh hưởng tác động biết mối quan hệ cấu trúc tổ chức hành vi hệ thống, quan trọng việc cung cấp hỗ trợ rõ ràng cho việc rõ điều khiển mềm dẻo thân chứng Hơn nữa, mối quan hệ liên tục thay đổi, khả để thích nghi cách linh động để nắm ưu hoàn cảnh cần thiết Như đưa trên, tổ chức thực thể lớp hệ thống tác tử Vì vậy, cấu trúc rõ ràng chế mềm dẻo trung tâm cho mô hình tác tử Khả biểu diễn liên kết với chế tính toán hỗ trợ, cho phép hệ thống hướng tác tử phân rã thành hai khía cạnh tính chất hệ thống phức tạp.Thứ nhất, khái niệm thành phần nguyên thuỷ thay đổi theo nhu cầu người quan sát Do mức 1, hệ thống lại coi singleton (một thực thể nhất), nhóm hay tập hợp thay tác tử coi thành phần nguyên thuỷ hệ thống cuối phân rã hết Thứ hai, cấu trúc cung cấp đa dạng forms trung gian ổn định cần thiết cho phát triển nhanh hệ thống phức tạp Tính sẵn có chúng có nghĩa tác tử đơn lẻ nhóm tổ chức phát triển cô lập quan hệ sau thêm vào hệ thống theo cách thức tăng trưởng Điều đảm bảo có làm mịn chức 3.4 VÒNG ĐỜI PHẦN MỀM HƯỚNG TÁC TỬ Chúng ta hiểu kỹ thuật hướng tác tử thể cách tiếp cận đầy hứa hẹn cho việc xây dựng hệ thống phức tạp, vào chi tiết công nghệ phần mềm hướng tác tử, thảo luận cách thực đặc tả khảo sát tỉ mỉ cách xác nhận hệ thống thực thực tế thoả mãn đặc tả chúng 3.4.1 Đặc tả (Specification) Trong phần xem xét toán đặc tả hệ thống tác tử Các yêu cầu cho khung đặc tả tác tử Các kiểu thuộc tính thể Theo cách nhìn tác tử thảo luận trên, cách tiếp cận bật để đặc tả tác tử bao gồm việc xử lý chúng hệ thống có mục đích hiểu cách quy cho chúng trạng thái tri thức chẳng hạn lòng tin, mong muốn mục đích Dựa vào ý tưởng này, số cách tiếp cận cho việc đặc tả cách hình thức tác tử phát triển, có khả thể hướng sau hệ thống tác tử: • Beliefs: thông tin mà tác tử có môi trường xung quanh nó, không đầy đủ không xác • Goals: mục đích mà tác tử cố gắng đạt đến; • Action: hành động mà tác tử thực ảnh hưởng hành động 34 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử • Ongoing interaction: cách mà tác tử tương tác với cá tác tử khác môi trường chúng qua thời gian Ta gọi lý thuyết giải thích hướng tương tác kiểu tác tử để đạt đến ánh xạ từ đầu vào đầu lý thuyết tác tử Lý thuyết tác tử thành công ứng dụng temporal modal logic (các giới hạn không gian ngăn chặn thảo luận kỹ thuật chi tiết logic-see, chẳng hạn cho tham khảo rộng rãi) Hai số khung logic tiếng lý thuyết Cohen-Levesque mục đích mô hình Rao-Georgeff belief-desire-intention Mô hình Cohen-Levesque lúc đầu có hai quan điểm: belief goals Các quan điểm khác (cụ thể khái niệm intention) xây dựng từ Ngược lại, Rao-Georgeff lại coi intention ban đầu, thêm vào belief goals Vấn đề kỹ thuật nhà lý thuyết tác tử việc phát triển mô hình thức đưa lời giải thích phù hợp cho mối quan hệ bên quan điểm khác tạo nên tác tử Các nỗ lực tương đối quan trọng đưa nhằm rõ hệ thống tác tử thực sử dụng logics-see Một khung đặc tả tác tử modal temporal điển hình bao gồm: • Các kết nối logic hình thức chuẩn cho việc thể beliefs tác tử; • Các kết nối logic thời gian cho việc thể xử lý động hệ thống-các hành vi phát triển liên tục nó; • Các kết nối logic hình thức chuẩn cho việc thể mục đích (chẳn hạn desires, intention, obligations); • Một số phận quan trọng cho việc thể hành động mà tác tử thực Từ yêu cầu cho này, có nhiều chiều hướng mà khung đặc tả tác tử thay đổi, số hướng tổng hợp bảng sau: Các khía cạnh thông tin: Tri thức Lòng tin Tập hợp quan điểm thông tin Các khía cạnh thời gian: Tuyến tính phân nhánh Dày đặc rời rạc Tham khảo trực tiếp cá thao tác căng thẳng Dựa điểm dựa vào khoảng Các khía cạnh mục đích: Mong muốn Mục đích Nghĩa vụ Lựa chọn Tập quan điểm thay Các hành động Biểu diễn trực tiếp 35 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Biểu diễn ẩn 3.4.2 Thực (Implementation) Một có đặc tả, ta phải thực hệ thống đắn với đặc tả Vấn đề chuyển đổi từ đặc tả trừu tượng sang hệ thống tính toán cụ thể Ở ta xem xét hai khả để thực chuyển đổi này: • Làm mịn thủ công đặc tả thành form thực theo nguyên lý đó, trình làm mịn thức (như hầu hêt phát triển phần mềm nay) • Bằng cách thực trực tiếp hoạt hoá đặc tả trừu tượng; • Hoặc cách chuyển đổi biên dịch đặc tả thành mẫu tính toán cụ thể sử dụng kỹ thuật chuyển đổi tự động 3.4.2.1 Làm mịn (Refinement) Hầu hết nhà phát triển phần mềm sử dụng kỹ thuật cấu trúc không thức để chuyển đặc tả thành thực cụ thể Hầu hết kỹ thuật ứng dụng rộng rãi dựa vào ý tưởng làm mịn topdown Trong cách tiếp cận này, đặc tả hệ thống trừu tượng làm mịn thành đặc tả hệ thống nhỏ trừu tượng mà thoả mãn đặc tả ban đầu Nếu hệ thống trừu tượng cho việc thực trực tiếp chúng tiếp tục làm mịn Tù đầu đến cuối, ta bị bắt buộc phải chứng minh bước thể làm mịn đắn đặc tả trừu tượng đặt trước Sự chưng minh đưa form chứng minh hình thức đặc tả ta thể gọi Z VDM Sự chứng minh tham số không thức thường dùng Với hệ thống chức năng, trình làm mịn hiểu rõ tương đối dễ hiểu Tồn công thức làm mịn cho phép người phát triển hệ thống đưa đặc tả trước sau điều kiện mà mô tả đặc điểm cấu trúc thao tác chương trình yêu cầu để thực Với hệ thống phản xạ, việc làm mịn không dễ dàng, hệ thống phản xạ phải rõ giới hạn hành vi phát triển chúng Ngược lại, với chế hình thức trước sau điều kiện không dễ để định cấu trúc chương trình yêu cầu thực đặc tả Bài toán làm mịn cho hệ thống hướng tác tử có đặc tả đánh giá chí trừu tượng với hệ thống phản xạ khó khăn Từ đó, nhà nghiên cứu bắt đầu khảo sát cách làm mịn hệ thống dựa tác tử Một phương pháp luận cho tác tử BDI Mô hình BDI nói khung thành công cho tác tử Kiny đồng nghiệp giả sử phương pháp thiết kế bốn giai đoạn cho hệ thống tác tử BDI Phương pháp liên kết gần gũi với thực cụ thể mô hình BDI: kiến trúc PRS Có thể tổng hợp phương pháp theo bước sau: • Nhận vai trò liên quan lĩnh vực ứng dụng từ phát triển phân cấp lớp tác tử Một vai trò ví dụ theo dõi thời tiết, tác tử I yêu cầu để làm cho tác tử J biết điều kiện thời tiết 36 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử • Xác định trách nhiệm liên quan vỡi vai trò, dịch vụ yêu cầu cung cấp vai trò sau định mục đích liên quan với dịch vụ Từ mục đích để tìm tình trạng thời tiết làm cho tác tử j biết thông tin • Với mục đích, định kế hoạch sử dụng để đạt điều kiện ngữ cảnh mà kế hoạch thoả mãn Từ đó, kế hoạch cho mục đích làm cho tác tử j hiểu điều kiện thời tiết bao gồm việc gửi thông điệp tới j • Xác định cấu trúc niềm tin hệ thống-các yêu cầu thông tin cho kế hoạch mục đích Từ ta đưa hàm dự đoán windspeed(x) để biểu diễn tốc độ gió x Một kế hoạch cho việc xác định điều kiện thời tiết cần thiết để biểu diễn thông tin Lưu ý qúa trình phân tích lặp lặp lại phương pháp truyền thống Đầu mô hình gần tương đương với kiến trúc tác tử PRS Từ đó, việc chuyển từ thiết kế cuối tới việc thực sử dụng PRS tương đối đơn giản Kinny cộng minh hoạ phương pháp họ việc ứng dụng vào việc thực hệ thống quản lý giao thông không OASIS 3.4.2.2 Việc thực trực tiếp đặc tả tác tử Giả sư có đặc tả hệ thống φ biểu diễn số ngôn ngữ logic L Một cách để đạt hệ thống cụ thể từ coi đặc tả thực được, thông dịch đặc tả cách trực tiếp để tạo hành vi tác tử Việc thông dịch đặc tả tác tử xem kiểu chứng minh suy diễn thoả mãn, nhờ ta thấy đặc tảlà thoả mãn việc xây dựng mô hình (về ý nghĩa logic) cho Nếu mô hình với ngôn ngữ đặc tả L đưa thông dịch tính toán, sau việc xây dựng mô hình coi việc thực đặc tả Để làm rõ vấn đề này, ta xem xét ngôn ngữ lập trình Cocurent Metate M Trong ngôn ngữ này, tác tử lập trình cách trao cho chúng đặc tả logic thời gian hành vi, chúng lưu ý nên thể hiện; đặc tả thực trực tiếp để tạo hành vi tác tử Vì vậy, mô hình cho logic thời gian đặc tả tác tử MetateM trình việc xây dựn chuỗi trạng thái Do chuỗi trạng thái coi lịch sử xác định chương trình chúng thực hiện, logic thời gian dựa vào Concurrent MetateM có thông dịch tính toán Lưu ý việc thực đặc tả tác tử Concurrent MetateM mô hình theo logic thời gian có tảng tương đối đơn giản, với thông dịch tính toán rõ ràng thuộc trực giác Tuy nhiên ngôn ngữ đặc tả tác tử nhìn chung dựa logic phức tạp (chẳng hạn chế hình thức BDI Rao Georgeff) Đặc biệt chúng thường dựa khung ngữ nghĩa coi possible worlds 3.4.2.3 Việc biên dịch đặc tả tác tử Một thay đổi cho việc thực trực tiếplà biên dịch (compilation) Theo ý đồ này, ta biết đặc tả trừu tượng chuyển đổi chúng thành mô hình tính toán cụ thể qua số trình tổng hợp tự động Có thể nhận thấy ưu điểm biên dịch qua việc thực trực tiếp hiệu xuất thi hành Việc thực trực tiếp đặc tả tác tử, chẳng hạn Concurrent MetateM điển hình bao gồm thực biểu diễn tượng trưng đặc tả thời gian chạy Sự thực tương 37 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử đương với việc suy diễn số mẫu đáng giá tính toán Các hướng tiếp cận biên dịch giúp giảm bớt đặc tả trừu tượng thành mô hình tính toán đơn giản mà không yêu cầu biểu diễn tượng trưng Việc suy diễn thực off-line thời điểm biên dịch; việc thực hệ thống biên dịch sau thực với suy diễn tượng trưng thời điểm thi hành Stituated Automata: Các máy tự động trạng thái Các hướng tiếp cận biên dịch thường dựa vào mối quan hệ thân thiết mô hình logic thời gian/hình thức, máy trạng thái giống máy tự động Ví dụ, Pnueli Rosner tổng hợp hệ thống phản xạ từ việc phân chia đặc tả logic thời gian Các kỹ thuật tương tự sử dụng để phát triển nhân hệ thống trùng hợp từ đặc tả logic thời gian Có thể ví dụ điển hình cho hướng tiếp cận việc phát triển tác tử mô hình máy tự động trạng thái (stituated automata) Họ sử dụng logic thuộc tri thức (tức logic nhận thức) để rõ thành phần nhận thức hệ thống tác tử thông minh Sau họ sử dụng kỹ thuật dựa vào chứng minh suy diễn để tổng hợp trực tiếp máy tự động từ đặc tả Trong hướng tiếp cận máy tự động trạng thái, tác tử có thành phần chính: • Một phận tri giác (perception) có trách nhiệm quan sát môi trường cập nhật trạng thái tác tử • Một phận hành động (action) có trách nhiệm định hành động để thực hiện, dựa trạng thái bên tác tử Rosenschein Kaelbling phát triển hai chương trình tương ứng để hỗ trợ phát triển thành phần tri giác hành động tác tử Hướng tiếp cận chung tổng hợp tự động, hấp dẫn lý thuyết lại bị giới hạn số lượng mối quan hệ quan trọng Thứ nhất, ngôn ngữ đặc tả tác tử trở nên ý nghĩa hơn, sau chí suy diễn off-line thực Thứ hai, hệ thộng tạo theo cách khả học, (chẳng hạn, chúng khả thích nghi chương trình chúng thời gian thi hành) Cuối với hướng tiếp cận thực trực tiếp, khung đặc tả tác tử có khuynh hướng thông dịch tính toán cụ thể, dẫn đến tổng hợp 3.4.2.4 Sự xác minh Khi phát triển hệ thống cụ thể, ta cần phải hệ thống đắn với có đặc tả ban đầu Quá trình gọi xác minh, đặc biệt quan trọng ta giới thiệu cách không thức vào trình phát triển Chúng ta chia hướng tiếp cận theo xác minh hệ thống thành hai lớp: (1) axiomatic; (2) sematic (kiểm tra mô hình) 3.4.3 Các hướng tiếp cận tiêu đề (axiomatic) Các hướng tiếp cận tiêu đề cho việc xác minh chương trình đưa vào xu hướng khoa học máy tính Việc xác minh tiên đề yêu cầu ta nắm chương trình cụ thể từ chương trình tìm cách ngữ nghĩa lý thuyết logic mà thể hành vi chương trình Ta gọi lý thuyết chương trình Nếu lý thuyết chương trình biểu diễn ngôn ngữ logic giống đặc tả ban đầu việc xác minh giảm tới toán xác minh: đặc tả định lý lý thuyết chương trình 38 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Sự phát triển lý thuyết chương trình tạo khả thi cách tiên đề hoá ngôn ngữ lập trình hệ thống thực Ví dụ, logic Hoare cho nhiều tiên đề cho loại câu lệnh ngôn ngữ giống Pascal đơn giản Từ tiên đề hoá cho, lý thuyết chườn trình đựơc đưa từ nguyên chương trình theo cách ngữ nghĩa Có thể nghiên cứu liên quan từ xu hướng chung khoa học máy tính đặc tả xác minh hệ thống phản xạ sử dụng logic thời gian, mở đường bơi pnueli, Manna đồng nghiệp Ý tưởng việc tính toán hệ thống phản xạ chuỗi không giới hạn mà tương đương với mô hình cho logic thời gian tuyến tính Logic thời gian sử dụng để phát triển đặc tả hệ thống để tiên đề hoá ngôn ngữ lập trình Sự tiên đề hoá sau sử dụng để đưa cách ngữ nghĩa lý thuyết chương trình từ nguyên chương trình Các đặc tả lý thuyết chương trình sau mã hoá logic thời gian, việc xác minh sau trở thành toán chứng minh logic thời gian 3.4.3.1 Sự tiên đề hoá hai ngôn ngữ đa tác tử Một nghiên cứu tương đối nhỏ thực nhóm hệ thống dựa tác tử tiên đề hoá môi trường đa tác tử Ta xem lại hướng tiếp cận Một tiếp cận tiên đề việc xác minh hệ thống đa tác tử đề xuất Về chất, ý tưởng để sử dụng logic belief thời gian để tiên đề hoá thuộc tính hai ngôn ngữ lập trình đa tác tử Từ tiên đề hoá biết, lý thuyết chương trình thể thuộc tính hệ thống đưa cách hệ thống theo cách Một logic belief thời gian sử dụng hai lý Trước hết, thành phần thời gian yêu cầu quan sát trên, cần nắm bắt hành vi xả hệ thống đa tác tử Một thành phần belief sử dụng tác tử muốn xác minh hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) tượng trưng quyền Điều có nghĩa tác tử hệ thống suy diễn tượng trưng bao gồm biểu diễn môi trường hành vi mong ước Một thành phần belief mặt logic cho phép nắm bắt biểu diễn tượng trưng thể tác tử Lưu ý rắng hướng tiếp cận dựa vào thao tác tác tử đơn giản cách thoả đáng thuộc tính chúng tiên đề hoá mặt logic Với tác tử phức tạp hơn, tiên đề hoá không phức tạp Hơn nữa, việc nắm bắt ngữ nghĩa việc thực đồng thời tác tử không dễ dàng 3.4.3.2 Các hướng tiếp cận ngữ nghĩa: kiểm tra mô hình Sau cùng, xác minh tiên đề giảm toán chứng minh Cách tiếp cận tiên đề để xác minh vốn bị giới hạn phức tạp toán chứng minh Các chứng minh đủ phức tạp, chí logic cổ điển; kết nối hình thức thời gian đến logic làm cho toán phức tạp đáng kể Vì lý này, hướng tiếp cận hiệu cho việc xác minh yêu cầu Một hướng tiếp cận thành công đặc biệt kiểm tra mô hình (model checking) Như tên gọi gợi ý, tiếp cận tiên đề thường dựa vào chứng minh cú pháp, cách tiếp cận kiểm tra mô hình dựa ngữ nghĩa ngôn ngữ đặc tả Về mặt lý thuyết, toán kiểm tra mô MM ∏ φ= = φ hình hoàn toàn đơn giản: công thứccủa ngôn ngữ L biết trước, mô hình L, xác định ∏ ∏ L 39 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan cho dùcó hợp lệ M hay không, tứclà Sự Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử xác minh dựa việc kiểm tra mô hình nghiên cứu có liên quan tới logic thời gian Kỹ thuật lần dựa vào mối quan hệ gần gũi mô hình logic thời gian máy trạng thái giói hạn Giả sử rănglà đặc tả cho hệ thống vàlà chương trình thực Sau đó, để xác minh xemcó phải thực đắnhay không, ta lựa chọnrồi từ sinh mô hìnhtương ứng với, với ý nghĩa rằngmã hóa tất tính toán Để xác định xemhay không, tức đặc tả công thứclà hợp lệ trong; chương trìnhthỏa mãn đặc tảchỉ trường hợp câu trả lời “yes” Thuận lợi kiểm tra mô hình qua xác minh tiên đề phức tạp: kiểm tra mô hình sử dụng việc phân nhánh thời gian logic thời gian CTL thực thời gian đa thức, ngược lại toán chứng minh cho hầu hết logic hình thức hoàn toàn thích hợp Kiểm tra mô hình hệ thống BDI Rao Georgeff đưa thuật toán cho việc kiểm tra mô hình hệ thống tác tử Chính xác họ đưa ramộ thuật toán cho việc lựa chọn mô hình logic cho ngôn ngữ đặc tả tác tử BDI họ, thể thức ngôn ngữ việc định thể thức có hiệu lực lên mô hình hay không Kỹ thuật gần dựa giải thuật kiểm tra mô hình cho logic hình tức chuẩn Họ kết luận ba thể thức đặc biêt (beliefs,desires,intentions) vào việc phân nhánh khung thời gian, thuật toán hoàn toàn hiệu chạy thời gian đa thức Bởi bước thứ hai trình kiểm tra hai giai đoạn mô tả thực cách hiệu Tuy nhiên, cách mà bước thực cho logic BDI không rõ ràng Ở đâu mô hình logic mô tả đặc điểm tác tử thực tế xuất phát từ chương trình π bất kỳ, xu hướng chủ đạo khoa họcmáy tinh? Để thực điều này, ta cần lựa chọn chương trình thựch Pascal từ sinh mối quan hệ truy cập belief, desire, intention mà đước sử dụng để đưa ngữ nghĩa cho thành phần BDI logic Như ta lưu ý trên, mối quan hệ rõ ràng logic BDI mô hình tính toán cụ thể sử dụng để thực tác tử, cách mà mô hình đề xuất không rõ ràng 3.5 Phương pháp luận hướng tác tử Công nghệ phần mềm hướng tác tử trở thành lĩnh vực nóng hổi nghiên cứu năm gần Đã nhiểu phương pháp luận đưa Trong phần xem xét số phương pháp phân tích thiết kế hướng tác tử, xem xem chúng thỏa mãn yêu cầu phân tích thiết kế hướng tác tử 3.5.1 Phương pháp Prometheus Pha phân tích phương pháp Prometheus bao gồm: • Xác định môi trường hệ thống điều kiện của: nhận thức (nhưng thông tin từ môi trường), hành động (những hành động mà tác tử dùng để tác động lên môi trường nó), liệu bên • Xác định mục đích, chức kịch use-case hệ thống • Những mục đích xác định mà hệ thống làm • Những chức tương tự vai trò phương pháp khác (Gaia) Việc định nghĩa chức để hoàn thành mục đích xác định • Kịch use-case miêu tả hệ thống sử dụng Bao gồm tri thức thừa nhận, 40 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử thông điệp gửi đi, hành động thực tác tử Những chức Prometheus miêu tả đây: -Tên -Những miieu tả ngôn ngữ tự nhiên ngắn gọn -Danh sách hành động -Danh sách tri thức thích hợp -Dữ liệu sử dụng -Dữ liệu tạo -Những tương tác với chức khac Miêu tả “những tương tác với chức khác” xác định thông điệp mà vai trò gửi nhận từ vai trò khác Điều ràng buộc cách mà vai trò tương tác với tác tử khác, ràng buộc việc vai trò tương tác với vai trò khác Tuy nhiên, chức Prometheus lại không xác định chi tiết cách mà chức hoàn thành Bởi vậy, pha phân tích Prometheus bắt đầu xác định cách mà chức liên hệ tới chức khác, chức Prometheus lại có xu hướng thực vai trò Gaia Nó nắm bắt mục tiêu hệ thống, tri thức phạm vi ứng dụng, yêu cầu môi trường, yêu cầu hệ thống máy tính Những mô hình tạo miêu tả yêu cầu hệ thống tránh gồm nhiều chi tiết cách mà hệ thống thực 3.5.2 Phương pháp Tropos Phương pháp tropos thiết kế bao gồm tất pha phát triển phần mềm Nó bao gồm pha cho yêu cầu sớm, yêu cầu muộn, thiết kế kiến trúc, thiết kế chi tiết thực Những pha phân tích phần mềm pha yêu cầu sớm yêu cầu muộn Những khái niệm ký hiệu tương tự sử dụng hai pha Những khái niệm phương pháp -Mục đích:Biểu diễn quan tâm chiến lược người thực Tropos miêu tả mục đích cứng mềm Những mục đích cứng miêu tả chức mà hệ thống hoàn thành Những mục đích mềm miêu tả yêu cầu phi chức bảo mật, thực khả bảo trì -Ràng buộc:Mối quan hệ ràng buộ người thực miêu tả trường hợp người thực phụ thuộc vào người khác để đạt mục đích thực kế hoạch, chuyển giao tài nguyên -Kế hoạch:Là cách đặc biệt để đạt mục đích -Tài nguyên:Những tài nguyên vật lý hay liệu mà người thực cần người khác cung cấp -Năng lực:Khả người thực để định nghĩa, chọn lựa thực kế hoạch để hoàn thành mục đích -Tri thức:Biểu diễn tri thức người thực Trong pha yêu cầu sớm, mô hình hoá phân tích mục đích ý định nhà đầu tư Thông qua phân tích, phương pháp Tropos xây dựng mô hình yêu cầu chức phi chức Những mô hình bao gồm thực hiện, mục đích chúng, ràng buộc chúng 41 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử 3.5.3 Phương pháp Gaia Gaia mục đích cho phép nhà phân tích theo cách hệ thống từ yêu cầu đến thiết kế mà mô tả đầy đủ đến mức thực cách trực tiếp Ghi nhớ xem xét yêu cầu nắm bắt pha thể độc lập với mô hình sử dụng cho phân tích thiết kế Trong áp dụng Gaia, người phân tích từ trừu tượng đến dần khai niệm cụ thể Mỗi bước tiến đưa xu hướng thực lớn hơn, giảm không gian hệ thống mà thực để thoả mãn yêu cầu ban đầu Phân tích thiết kế xem tiến trình việc phát triển mô hình chi tiết hoá hệ thống xây dựng Những mô hình sử dụng phương pháp Gaia tổng kết lại hình 5.3, Gaia mượn số kỹ thuật ký hiệu phân tích thiết kế hướng đối tượng Tuy nhiên, cố gắng vô ích để áp dụng phương pháp cho phát triển hướng tác tử Hơn cung cấp tập hợp tác tử riêng biệt khái niệm mà thông qua kỹ sư phần mềm hiểu mô hình lên hệ thống phức tạp Trong trường hợp cụ thể, Gaia khuyến khích nhà phát triển nghĩ đến việc xây dựng hệ thống dựa tác tử công việc thiết kế tổ chức Những khái niệm Gaia chia thành hai loại: trừu tượng cụ thể; khái niệm trừu tượng cụ thể đúc kết bảng Những thực thể trừu tượng sử dụng trình phân tích để mô hình hoá hệ thống, lại không cần thiết phải thực trực tiếp hệ thống Những thực thể cụ thể, ngược lại sử dụng trình thiết kế có thực thi hệ thống Những yêu cầu Mô hình vai trò Mô hình tương tác Phân tích Thiết kế Hình 3.3 Mối quan hệ mô hình Gaia Mô hình Mô hình Mô hình Những khái niệm trừu tượng Những khái Agent dịch vụ hiểu niệm biết cụ thể Vai trò Các kiểu Agent Quyền Các dịch vụ Trách nhiệm Sự hiểu biết Giao thức Hoạt động Những tính chất dòng đời Những tính chất an toàn 42 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Bảng 3.1 Những khái niệm trừu tượng cụ thể Gaia Hệ thống Các vai trò Các tương tác Các trách nhiệm Các quyền Những tính Hình 3.4 Những khái niệm trừuNhững tượngtính chất chất an vòng đời toàn 3.6 Một số ví dụ ứng dụng công nghệ tác tử 3.6.1 Ví dụ cách thức di chuyển robot áp dụng tác tử × phòng Tác tử trang bị máy Một tác tử Robot có nhiệm vụ hút bụi 90 hút bụi cảm biến cho phép phát vị trí robot đứng có bụi hay không; máy hút bụi có khả hút bụi vị trí thời robot Robot có khả di chuyển phía trước có khả quay sang phải(để đơn giản ta không xét khả quay trái tác tử) Bằng cách quay phải, robot thay đổi hướng diện bao gồm đông, tây, nam, bắc Để đơn giản hóa việc định vị, phòng hút bụi chia thành ô vuông, chuyển động robot chia thành đơn vị, đơn vị chuyển động cho cho phép robot di chuyển sang ô bên cạnh, ô tường Ví dụ kích thước phòng 33 ô hình vẽ Ta giả thiết vị trí xuất phát ô(0,0) hướng phía bắc Như cảm nhận robot bao gồm: vị trí có bụi hay không;hành động tác tử bao gồm: tiến lên (theo hướng diện), quay (phải) hút (bụi) Nhiệm vụ robot di chuyển phòng hút bụi từ ô có bụi Để lưu giữ thông tin môi trường suy diễn, tác tử trì trạng thái bên dạng biểu thức logic Thông tin môi trường biểu diễn vị từ sau: vị_trí (x,y) robot ô (x,y) có_bụi (x,y) ô (x,y) có bụi hướng (d) hướng diện tác tử d Hành vi tác tử quy định luật suy diễn: vị_trí (x,y)có_bụi (x,y)thực_hiện (hút) (2.1) ∧ → Trong ví dụ xét, hành động có mức ưu tiên cao nhất, tức robot hút di chuyển, tác tử phải ưu tiên hút trước di chuyển sau Đây đảm bảo tác tử hút bụi không di chuyển đơn Để đơn giản ta quy định sẵn quỹ đạo chuyển động tác tử (0,0), (0,1), (0,2), (1,2), 43 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử (1,1), (1,0), (2,0), (2,1), (2,2) Chuyển động robot xác định số luật đơn giản: ¬ Vị_trí(0,0)^Hướng(bắc)^Có_bụi(0,0)Thực_hiện → (tiến_lên) (2.2) (tiến_lên) (2.2) (quay) (2.4) ¬ Vị_trí(0,1)^Hướng(bắc)^Có_bụi(0,1)Thực_hiện → ¬ Vị_trí(0,2)^Hướng(bắc)^Có_bụi(0,2)Thực_hiện → Vị_trí(0,2)^Hướng(đông)Thực_hiện (tiến → lên) (2.5) … Các luật cho phép tác tử di chuyển tiếp đến ¬ ô (2,2) xây dựn tương tự Biểu thứcCó_bụi(x,y) thêm vào luật đảm bảo tác tử chuyển động khỏi ô chắn ô bụi, nhờ thao tác hút bụi có mức ưu tiên cao thao tác di chuyển 0.2 1,2 0,1 2.2 1,1 0,0 2,1 1,0 1,1 Hình 3.5 Tác tử robot × hút bụi ô 33 Để trạng thái phản ánh thông tin môi trường, ta cần xác định hàm Cập_nhật Hàm cập nhật thông tin cảm biến đưa vào (một hai giá trị có_bui không_bui) để thay đổi giá trị vị từ Có_bụi(x,y) Ngoài dựa hành động vừa thực hiện, hàm cập nhật thay đổi kiện vị trí hướng diện chứa trạng thái tác tử Hàm cập nhật cho sau: Có_bui(x,y) giá trị cảm biến (x,y) có_bụi Có_bụi(x,y) ngược lại ¬ Kết_quả(Vị_trí(0,0), Thực_hiện(tiến_lên))=Vị_trí(0,0) Kết_quả(Vị_trí(0,2), Thực_hiện(quay))=Vị_trí(1,2) ……… Như ta hoàn thành mô hình tác tử hút bụi bao gồm tri thức, hàm Cập_nhật hàm Hành_động để di chuyển robot với yêu cầu tóan 3.6.2 Ví dụ đấu thầu sử dụng tác tử Đấu thầu sử dụng nhiều ứng dụng khác Một ứng dụng thiết lập mạng cảm biến phân tán Mạng cảm biến phân tán bao gômg số nút bố trí phân tán khu vực rộng với nhiệm vụ theo dõi di chuyển xe cộ khu vực Mỗi nút đặt vị trí cố định trước vị trí nút khác Các nút chia làm hai loại: loại (kí hiệu S) trang bị cảm biến âm có khả phát xe phạm vi hoạt động mình; loại thứ kí hiệu P có khả xử lý thông tin Ngoài có nút M có nhiệm vụ tổng hợp kết cảm biến gửi cho người định Tổ chức hệ thống cảm biến phân tán minh họa hình ve() Vòng tròn quanh 44 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử nút phạm vi hoạt động cảm biến Đường thẳng chạy ngang qua quỹ đạo chuyển động xe Do khu vực cần theo dõi rộng phạm vi hoạt động nút, không nút có khả theo dõi toàn khu vực cách độc lập Nếu coi nút tác tử ví dụ hệ đa tác tử trong tác tử không đủ khả giải công việc Nhiệm vụ hệ thống tổng hợp số lượng lớn liệu cảm biến được, lọc bớt liệu trùng lặp biến đổi thành dạn thích hợp cho người sử dụng Dữ liệu công việc phân cấp hình vẽ Ở mức thấp nhất, liệu có dạng tín hiệu thô Các tín hiệu liên quan đến tạo thành nhóm (mức thứ hai từ lên) Tín hiệu mức cao tương ứng với xe Mỗi xe mô tả số nhóm tín hiệu liên quan bao gồm đặc điểm như: vị trí, tốc độ, hướng chuyển động, loại xe (do động loại xe có tần số âm phát khác nên việc phân tích tín hiệu âm cho phép xác định âm thuộc loại xe nào) Vị trí xe xác định cách phân tích tín hiệu thu từ số cảm biến lân cận, tốc độ hướng chuyển động xác đinh cách theo dõi vị trí xe theo thời gian Sơ đồ khu vực mức phân cấp liệu Mức bao gồm thông tin chuyển động xe khu vực nhỏ Thông tin từ tất khu vực nhỏ tọa thành sơ đồ toàn khu vực xử lý bở nút M Phân cấp công việc tạo thành từ phân cấp liệu Tác tử nút M lý số nhà thầu khu vực Mỗi nhà thầu loại chịu trách nhiệm lập sơ đồ xe khu vực Mỗi nhà thầu khu vực lại quản lý số nhà thầu tín hiệu nhà thầu xe Nhà thầu tín hiệu tổng hợp tín hiệu từ nút cảm biến cung cấp cho nhà thầu khu vực nhà thầu xe chịu trách nhiệm theo dõi cung cấp thông tin xe Mỗi nhà thầu xe, để thực nhiệm vụ mình, lại quản lý ba nhà thầu làm công việc phân loại, định vị theo dõi Hoạt động hệ thống chia thành hai giai đoạn: khởi tạo thực Tác tử M chịu trách nhiệm khởi tạo hệ thống tổng hợp sơ đồ toàn khu vực Khởi đầu, M chọn số nút P số nhà thầu khu vực phân chia khu vực cho nhà thầu Do đặc điểm hệ thống, lúc đầu, M biết tên nút P mà vị trí M gửi thông báo mời thầu cho nút P Thông báo chứa yêu cầu khả thầu-có vị trí phù hợp-và yêu cầu đề nghị bỏ thầu-ở mô tả khu vực giám sát Cần nhắc lại yêu cầu với đề nghị bỏ thầu mô tả thông tin cần có đề nghị để tác tử quản lý lựa chọn số đề nghị nhận Sau nhận thông báo, tác tử P gửi lại đề nghị bỏ thầu có chứa thông tin vị trí khu vực giám sát dự kiến Trên sở thông tin này, M phân chia khu vực thành khu vực lựa chọn số nhà thầu khu vực Thông báo gửi cho nút P thắng thầu Sau giao nhiệm vụ, nhà thầu khu vực tổng hợp liệu xe để hình thành sơ đồ khu vực Để có liệu, nhà thầu khu vực cần thu thập từ nút khác Do nút có khả cung cấp liệu này, nhà thầu khu vực thông báo nhiệm vụ đế nút khác Thông báo bao gồm thông tin khu vực cần giám sát Đề nghị bỏ thầu bao gồm vị trí nút khu vực Các nút thắng thầu trở thành nhà thầu nhóm tín hiệu nhà thầu xe Quá trình chia sẻ công việc tiếp diễn liên tục tìm nhà thầu mức thấp nhất: mức tín hiệu, định vị, phân loại theo dõi Sử dụng giao thức đấu thầu ví dụ cho phép chia sẻ công việc cách mềm dẻo cho 45 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử ứng dụng cấu trúc nhiệm vụ từ trước thay đổi trình hoạt động Các phần việc lớn phân rã thành phần việc nhỏ phân chia tiếp tới tác tử thích hợp Mỗi tác tử đóng vai trò người giao việc người thực Sơ đồ toàn khu vực Toàn khu vực Sơ đồ khu vực Khu vực Xe Nhóm tín hiệu Tín hiệu Nhóm Xe Tín hiệu Phân loại (a) Định vị (b) Theo dõi Hình 3.6 Phân cấp liệu (a) phân cấp công việc 3.6.2 Ví dụ việc lập kế hoạch phân tán tác tử Cho hai robot với nhiệm vụ di chuyển hai phòng hình vẽ Để di chuyển đồ vật, robot phải chuyển động liên tục từ phòng sang phòng khác Đường ngắn hai robot qua cửa (cửa trên) xung đột với Sau trao đổi kế hoạch, hai robot phát mâu thuẫn Robot giải mâu thuẫn mức trừu tượng cao cách phân chia cố định cho robot không gian riêng (cửa riêng) Cách dẫn tới việc phân chia không gian hình vẽ Mặc dù đơn giản, cách giải không hiệu R2 sử dụng đoạn đường dài Nếu xem xét chuyển động chi tiết hơn, robot tìm giải pháp khác Giải pháp xem xét kết hợp nhu cầu sử dụng không gian với thời gian.R2 đợi R1 sử dụng xong cửa trước sử dụng cửa Ở robot thay đổi mức chi tiết khác Ở mức cao nhất, R2 đợi cho R1 hoàn thành công việc trước bắt đầu sử dụng cửa Ở mức trung gian, R2 bắt đầu chuyển động R1 rời khỏi cửa Ở mức chi tiết nhất, R2 chuyển động R1 dừng lại gần cửa để nhường R1 qua trước R1 R1 R2 R2 Hình 3.7 Giải pháp mâu thuẫn nhờ phân chia không gian 46 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Kết luận đánh giá Qua tìm hiểu giúp cho ta thấy tổng quan tác tử gì? Đặc điểm thành phần tác tử, phối hợp tác tử hệ đa tác tử để xử lý vấn đề thực tế Tác tử rõ ràng giải vấn đề phức tạp mà công nghệ trước chưa giải tốt hay chưa giải Tác tử có ưu điểm vượt trội so với công nghệ khác tính thông minh, khả tự chủ hành động mà không cần có can thiệp trực tiếp người, tự động hành động để đạt mục tiêu mà không cần phải lập trình trước đó- thể khả thích nghi với điều kiện môi trường tác động lại vào môi trường có lợi cho người Dù công nghệ tác tử mẻ mà công nghệ mang nghiên cứu nhiều phát triển tương lai Tác tử có ứng dụng để giải bái toán thương mại điện tử, quản lý sản xuất,… Trong thời đại công nghệ thông tin ứng dụng tác tư xã hội cần thiết để giảm sức lao động người đồng thời nâng cao hiệu lao động Từ lý đánh giá công nghệ tác tử công nghệ hữu ích giải pháp để giải nhiều vấn đề xã hội triển vọng công nghệ sáng sủa Tài Liệu Tham Khảo -Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử Lê Tấn Hùng, Từ Minh Phương, Huỳnh Quyết Thắng -Công nghệ Agent quản lý mạng internet Biện Văn Quang (quantrimang.com) - www.bcs.Org - www W3.org 47 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan Tác tử-Công nghệ phần mềm hướng tác tử - www.dse.su.se 48 GVHD: Ths Nguyễn Trung Tuấn SV : Nguyễn Phương Lan