Agent và ứng dụng trong vấn đề trích chọc thông tin luận văn ths công nghệ thông tin 1 01 10

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN THỊ MAI THƯƠNG AGENT VÀ ỨNG DỤNG TRONG VẤN ĐỀ TRÍCH CHỌC THƠNG TIN Chun ngành: Cơng nghệ thông tin Mã số: 1.01.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS: Nguyễn Văn Vị Hà nội- 2006 Hà Nội M Ụ C LỤ C O 4 6 1 1 1 1 l l ^ 6 8< p a ^ 2 9 ợ ^0 2 2 2 3 > < ^ 4 4 : 今 LỜI CẢM Ơ N MỜ Đ Ầ U Chương Giới thiệu 1.1 Tong quan 1.2 Lý lựa chọn cách tiếp cận kỹ nghệ phần mềm hướng agent 1.2.1 Kỹ nghệ phần mềm g ì 12 Các thử thách kỹ nghệ phần mềm 1.2.3 Quản lý phức tạp kỹ nghệ phần mềm 1.2.4 Tính toán dựa agent 1.3 Động lực 1.4 Mục tiêu 1.5 Tóm tắt khung luận văn Chirơng TỔNG QUAN VỀ AGENT 2.1 Giới thiệu 2.2 Khái niệm agent 2.3 Các đặc điểm agent phần mềm thông m inh 2.4 Phân loại agent 2.5 Phân biệt agent thông minh hệ thống khác 2.5.1 Agent Agent thông minh 2.5.2 Agent thông minh đối tượng 2.5.3 Agent thông minh hệ chuyên gia 2.6 Vai trò phạm vi ảnh hưởng 2.6.1 Vai trò 2.6.2 Các lĩnh vực ảnh hường 二 Khả ứng dụng 2.7.1 Các đặc điểm lĩnh vực ứng dụng Agent a) Giải vấn đề m ẻ b) Cải thiện hiệu phát triển phần mềm c) Các lĩnh vực hạn chế giải pháp agent 2.7.2 Các miên ứng dụng agent 2.7.2.1 Các ứng dụng công nghiệp 2.122 Các ứng dụng thương m ại 2J.2.3 Các ứng dụng y học 2.7.2.4 Giải trí:“ “ :••二 …: 28 Triên vọng tiêm phát triên agent tương la i C m PTER 3: K Ỹ NGHỆ PHAN MỀM HƯỚNG A G E N T 3.1 TỔNG QUAN VỀ K Ĩ NGHỆ PHẦN MỀM HƯỚNG AGENT 2.1.1 Giới thiệu 3.1.2 Kỹ nghệ phần mềm hướng agent hướng đối tượng 55 6^ò7777lst^òòòòòdoò86òòò8òo88860 仏 õo9 999d^òN Ờ N Ò N Ò ^ữ L 3.1.3 Phạm vi áp dụng 3.2 Mơ hình hỏa agent 3.3 Phân tích thiết kế agent 3.4 Cài đặt agent 3.4.1 Các agent (Agent platforms) 3.4.2 Các kiến trúc agent a) Agent thảo luận agent tương tác (Deliberative and proactivity) b) Agent phản ứng (Reactivity agent) c) Các kiến trúc hành 3.4.3 Từ đặc tả sang cài đặt a) Thực thi trực tiếp đặc tả agent b) Biên dịch đặc tả agent 3.5 Kiểm thử bảo tr ì 3.6 Tổng kế t CHƯƠNG CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM AA Lĩnh vực thử nghiệm 々 Mục tiê u A3, Thử nghiệm phát triển phần mềm hướng agent 4.3.1 Nội dung thử nghiệm 4.3.2 Phương pháp phát triển 4.3.3 Các bước thử nghiệm ; 4.3.4 Lý lựa chọn cách tiếp cận hướng agent cho phát triển hệ thống thử nghiệm 4.3.5 Mục tiêu thử nghiệm 4.3.6 Khảo sát 4.3.7 Phân tích đặc tả hệ thống a) Các yêu cầu tính hệ thống b) Các yêu cầu chức hệ thống c) Kịch use case mô tả kịch d) Tổ chức liệu 4.3.8 Thiết kế a) Thiết kế kiến trúc b) T hiết kế chi tiế t 4.3.9 Cài đặt 4.3.10 Kết luận, đánh giá định hướng nghiên cứu KẾT L U Ậ N •• : MIÍC LỤ C TÀ[ LIỆU THAM K H Ả O : M Ở ĐÀU Trong năm gần đây, tổ chức làm phần mềm nước ta phát triển nhanh nhu cầu phát triển phần mềm lớn Cũng phạm vi toàn giới, yêu cầu phát triển nhanh phần mềm có quy mơ lớn，giá thành hạ，tiện dụng ngày trở nên cấp bách Trong nhiều hướng để giải vấn đề này，việc áp dụng công nghệ agent cho kĩ nghệ phần mềm hướng góp phần quan trọng để phát triển hệ thống phần mềm với đặc điềm phân tán, phức tạp, ln biến động : Nó khơng giúp rút ngấn thời gian phát triển phần mềm, mà tạo hệ thống phần mềm hoạt động tin cậy, thông minh, linh hoạt, di động, tự trị để phản ứng lại thích hợp với biến động liên tục môi trường đem đến cho người dùng hài lòng cao Trong điều kiện Việt Nam : trình độ cơng nghệ kỹ phát triển phần mềm tổ chức phát triển phần mềm hạn chế, trinh tự động hoá trọng Với viễn cảnh vậy, việc phát triển ứng đụng thông minh, hỗ trợ đắc lực cho cá nhân tổ chức q trình tự động hóa cơng việc nghiệp vụ trở nên quan trọng có ý nghĩa thiết thực Nó khơng có ý nghĩa mặt ứng dụng, mà đem lại hướng cho nhà nghiên cứu tập trung vào tìm hiểu phát triển công nghệ với lợi ích to lớn đem lại Để từ tận dụng ưu điểm xây dựng ứng dụng thông minh, cung cấp cho người dùng cơng cụ xử lí thơng tin tự trị, nhanh chóng xác Có thể thay họ hầu hết cơng việc nhàm chán địi hỏi xử lí linh hoạt Ở Việt Nam chưa có ứng dụng triển khai thực tế sử dụng, lĩnh vực vô mẻ Việt Nam Hiện có số viện trường đại học nghiên cứu nghiêm túc vấn đề Học viện bưu Viễn Thông, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Công nghệ ĐHQGHN Tuy nhiên tất trung tâm bước đầu nghiên cứu lý thuyết, riêng có đại học cơng nghệ cài đặt hệ thống thử nghiệm tương đối nhỏ ComAgent để thông báo email đến Nhưng cài đặt thử Trần Thị Mai Thương, KI1T1 Luận văn thạc sỹ nghiệm，mang tính nội chưa sử dụng rộng rãi Những kết nghiên cứu nhiều hạn chế Trên giới, vai trò lợi ích cách tiếp cận hướng agent nhận từ sớm Từ năm 90，các tổ chức trường đại học nghiên cứu agent phát triển mạnh mẽ Một ví dụ điển hình, viện nghiên cứu MIT phát triển loạt dự án liên quan đến công nghệ agent triển khai thành công thực tế như: Smart Mobility, Car in the City, Goal-Oriented Web Search User Interfaces…và tiếp tục mờ rộng phát triển ứng đụng khác FIPA tổ chức nghiên cứu agent tiếng với nỗ lực chuẩn hóa agent đưa số kết nghiên cửu ngơn ngữ truyền thơng agent ACL ， KQML MỘÍ ví dụ khác áp dụng thành cơng cơng nghệ agent cho phát triển ứng dụng thương mại sản phẩm Corpemic công ty Copernic Technologies, Inc Ngồi cịn có sản phẩm JACK • mơi trường phát triển agent công ty Agent Oriented Software Limited FIPA chấp nhận rộng rãi Như vậy, từ xuất ngơn ngữ lập trình hướng agent cồng nghệ phát triển phần mềm hướng hướng agent đời, hàng loạt nghiên cứu thử nghiệm sử dụng công nghệ agent công bố phản ảnh mức độ nghiên cứu phương pháp, phương pháp luận, công cụ triển khai ứng dụng khác cách tiếp cận hướng agent tóm tắt qua nội dung sau: - Tổng quan công nghệ agent kĩ nghệ phần mềm hướng agent[l，15，18，28，30，44，45，53,61,62,73 ] • - Các định nghĩa agent, lý thuyết thực hành [10,13,19,29] - Các lợi ích thử thách kĩ nghệ phần mềm hướng agent[4 ，8 ，32] - Các phương pháp đặc tả mơ hình hóa agent [21,25,26,44,58 - Các phương pháp phát triển phần mềm hướng agent [5 ，6 ，7 ，9 ，23 ，24，28，34，37,39，54，55，60 ，74 ，75，77 ，78 ，79，80] - Cài đặt agent [12,14,22,27,] Mờ đầu Trần Thị Mai Thương, Kỉ 177 - Vấn đề kiểm chứng agent[35 ，48 ，5 1,82,83] - Agent lĩnh vực liên quan[17 ，31，33 ，43，47 ，56，63 ，81] - Các nghiên cứu agent tương lai[3,20] - Các ứng dụng hướng agent[2,71,72,] Luận văn thạc sỹ Qua đây, ta thấy sử dụng công nghệ agent cho kĩ nghệ hệ thống lớn, phửc tạp phân tán hướng mới, đỏng góp vai trị quan trọng tiến trìnih kĩ nghệ phần mềm triển khai nghiên cứu ứng dụng rộng rãi giới Trong điều kiện Việt Nam nay, mà trình độ cơng nghệ kỹ phát triển phần mềm tổ chức làm phần mềm hạn chế, việc áp đụng công nghệ agent cho phát triển phần mềm gặp nhiều khó khăn Nhưng vớĩ phát triển mạnh mẽ công nghệ thông tin qua vài năm gần đây, xu hướng cơng nghệ quy trình phát triển phần mềm lớn, phức tạp công nghệ agent tất yếu Tuy nhiên, nước ta vấn đề cịn mẻ, có số nghiên cứu bước đầu q trình đưa cơng nghệ agent vào triển khai thực tế dừng lại nghiên cứu lý thuyết cài đặt thử nghiệm，chưa có ứng dụng triền khai mang tính cơng nghệ có phương pháp Những tư liệu giới đa dạng tiếp cận số vấn đề phương pháp luận •» t t Những triên khai nghiên cứu ứng dụng có nhiêu hướng cách tiêp cận rât khác Hầu hết kết biết đến qua tài liệu công bố công khai nên thông tin hạn chế Đề có nhìn tổng quan vấn đề này, nắm tầm quan trọng nó, lựa chọn hướng tiếp cận phù hợp với trình phát triển phần mềm đơn vị, cỏ sở phương pháp luận kinh nghiệm phục vụ cho việc triển khai ứng đụng, chọn đề tài “Agent ứng dụng vấn đề trích chọn thơng tin” Đề tài sâu vào vấn đề phương pháp luận phương pháp sử dụng công nghệ agent vào việc phát triển hệ thống phần mềm Sau tiến hành cài đặt thử nghiệm thành công hệ thống trích chọn thơng tin Web theo hướng Mờ đầu Trần Thị Mai Thương, K1ỈTI Luận văn thạc sỹ tiếp cận Mục tiêu đề tài tìm hiểu nắm bất nội dung phương pháp, công cụ công nghệ sử dụng việc nghiên cứu triển khai công nghệ agent lĩnh vực phát triển phần mềm, tiến hành thử nghiệm để cỏ sờ tổ chức nghiên cứu triển khai nội dung này, góp phần đẩy nhanh tiến trình độ cộng nghệ hoạt động phát triển phần mềm Việt Nam theo hướng agent Đề tài nghiên cứu với kết hợp nhiều phương pháp, kĩ thuật công nghệ: phương pháp thu thập, phân tích, phân loại đặc tả thơng tin Web; phương pháp trích chọn thơng tin có cấu trúc, bán cấu trúc Internet; kĩ thuật học máy khai phá liệu; phương pháp nghiên cửu, phân tích tổng hợp tài liệu; phương pháp đặc tả agent; phương pháp mô hình hóa agent; phương pháp phân tích thiết kế hệ thống thông tin theo công nghệ agent; phương pháp lập trình agent; phương pháp kiểm thử hệ thống agent; phương pháp thiết kế sở liệu đa phương tiện phương pháp mơ hình hỏa trực quan Với nội đung nghiên cứu mục tiêu hướng tới nói trên, đề tài giúp tăng cường hiểu biết phương pháp luận, phương pháp, công nghệ công cụ cách tiếp cận hướng agent phát triển phần mềm ứ n g dụng kết lý thuyết, tiến hành khảo sát mơ hình hóa hệ thống trích chọn thơng tin web sử đụng phương pháp Prometheus cho phát triển hệ thống đa agent，trong có sử dụng cơng cụ mơ hình hóa trực quan PDT (Prometheus Design Tool) nhóm tác giả để đưa chế tác cho q tìn h phân tích thiết kế dạng sơ đồ ký pháp đồ họa Tiếp đỏ tin hành cài đặt thử nghiệm hệ thống với đặc tả tài liệu phân tích thiết kế có Kết quà đem lại hệ thống trích chọn thơng tin Web hỗ trợ lưu trữ tìm kiếm thơng tin địa công ty hoạt động lĩnh vực đời sống nột cách nhanh chóng chỉnh xác Ngồi ra, trình nghiên cứu, số kết bước đầu báo (áo hội thảo quốc gia lần thứ X tổ chức Đà Lạt, vào tháng năm 2006 Mở đầu Trần Thị Mai Thương, K11TÌ • • Luận văn thạc sỹ \ Kêt câu luận văn gôm ba chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan kĩ nghệ phần mềm hướng agent, nêu lên lý lựa chọn công nghệ agent cách tiếp cận thích hợp cho phát triển phần mềm phân tán phức tạp Đồng thời luận văn đưa lợi ích thu từ cách tiếp cận thử thách phải đối mặt cơng nghệ cịn mẻ giới Việt Nam Qua đó, chúng tơi đưa số đánh giá hướng tiếp cận Chương 2: Luận văn tập trung vào trình bày tổng quan định nghĩa kí pháp agent, phân biệt với chương trình phần mềm khác Để làm rõ hướng tiếp cận đó, chương trình bày khái niệm liên quan, đặc điểm để phân biệt agent với đối tượng khác Vai trị tầm quan trọng lĩnh vực liên quan Cuối đưa lợi ích tiềm dự đốn hướng phát triển công nghệ agent tương lai Chương 3: Chương trình bày tổng quan kĩ nghệ phần mềm hướng agent，chỉ số lĩnh vực áp dụng mà giải pháp agent thích hợp Điều có ích cho người tham gia vào q trình phát triển ứng dụng sử dụng cơng nghệ agent, tránh sai lầm thường mắc phải tiếp cận với công nghệ cơng nghệ agent Ngồi ra，chương trình bày số phương pháp phân tích thiết kế hướng agent hành cho phát triển hệ thống thực tế Như vậy, chương phần lý giải công nghệ agent kĩ thuật quan trọng cho kĩ nghệ phần mềm，và kĩ thuật hỗ trợ cho đặc tả, phân tích, thiết kế, cài đặt kiểm thử agent Chương 4: Đưa mô tả chi tiết phần thử nghiệm cách tiếp cận phát triển phần mềm hướng agent cho hệ thống trích chọn thơng tin web Chương mô tả rõ ngôn ngữ, cơng cụ cài đặt phương pháp cho phân tích, đặc tả thiết kế hệ thống Một số kết thử nghiệm phần đánh giá kết đặt chương Cuối thảo luận số vấn đề việc áp dụng công nghệ agent cho phát triền hệ thống thực tương lai Mở đầu Chương GIỚI THIỆU 1.1 T ổ n g q u a n » \ \ Các hệ thông phân mêm đại ứng đụng phức tạp phân tán, hệ thống cần phải tích hợp vào hệ thống có để thêm vào chức Người ta dự đoán kỷ nguyên hệ thống phần mềm trở nên ngày phức tạp hom Quản lý phức tạp thử thách lớn công nghiệp phần mềm Với viễn cảnh vậy, cách tiếp cận kỹ nghệ phần mềm cho tốn thời gian đáp ứng với biến động cùa môi trường doanh nghiệp đại Sự biến đồi liên tục yêu cầu công cụ kỹ thuật mới, áp dụng song song với cách tiếp cận tiên tiến, để sử dụng kết nối phương pháp kỹ nghệ phần mềm Luận văn chủ trương sử dụng mơ hình kỹ nghệ phần mềm, mồ hình đề xuất gần ngày phát ừiển mạnh, mơ hình phù hợp để xây dựng hệ thống phức tạp, phân tán Đó mơ hình kỹ nghệ phần mềm hướng Agent (Agent 一 oriented software engineering ■ AOSE) (Wooldridge, 1997) (Iglesias et al., 1999) (Jennings, 2000)(Lind ， 2000)(Tveit, 2001) 1.2 L ý d o lự a c h ọ n c c h tiế p c ậ n k ỹ n g h ệ p h ầ n m ề m h n g agent Phần đưa lí lựa chọn kỹ nghệ phần mềm hướng agent (AOSE) Cụ thể luận văn đưa vấn đề mà kỹ nghệ phần mềm phải đối mặt, đưa điểm bật để lý giải cách tiếp cận AOSE giúp giải vấn đề 1.2.1 Kỹ nghệ phần mềm Nguồn gốc kỹ nghệ phần mềm quy tắc có từ hội nghị NATO kỹ nghệ phần mềm năm 1969 Tại hội nghị này, Fitz Bauer định nghĩa kỹ nghệ phần mềm “sự thiết lập sử dụng quy tắc kỹ nghệ có sờ để thu phần mềm kinh tế, đáng tin cậy làm việc hiệu máy thực” (Naur Randall, 1969) Kể từ đó, nghiên cứu kỹ nghệ phần mềm tập trung vào “ Các quy tắc ky nghê cỏ sở áươc áp dụng cho phát triển phần mềm máy tính gì? Làm để xây dựng phần mềm tốn cơng sức lại đáng tin cậy? Để tạo chương trinh máy tính làm việc hiêu không Trần Thị Mai Thương, K11T1 Luận văn thạc sỹ mà nhiều máy thực khác cần gì?” (Pressman and Ince, 2000 ) Cốt lõi nghiên cứu khái niệm tiến trình kỹ nghệ phần mềm, Alfonso Fuggetta định nghĩa tiến trình kỹ nghệ phần mềm “tập sách gắn kết chặt chẽ với nhau, cấu trúc có tổ chức, cơng nghệ, thủ tục chế tác cần để hình thành, phát triển, triển khai bảo trì sản phẩm phần mềm” (Fuggetta, 2000) Từ quan điểm này, tiến trình kỹ nghệ phần mềm cơng thức hóa tập hợp lĩnh vực tiến trình quan trọng ( Paulk et al, 1994) Mỗi lĩnh vực tiến trình quan trọng định nghĩa: (1) ngữ cảnh sử dụng phương pháp kĩ thuật, (2) sản phẩm công việc (tài liệu, mơ hình, liệu, báo cáo, form s, ) yêu cầu, (3) mục tiêu cần đạt Các phương pháp kỹ thuật đưa khung cách tiếp cận cho việc xây dựng sản phẩm xác định cho mơ hình cụ thể Nghĩa là, chúng miêu tả “cách làm nào” để đạt sản phẩm công việc khác định nghĩa lĩnh vực tiến trình quan trọng Để hỗ trợ cho việc thực thi phương pháp này, người ta tạo cơng cụ kỹ nghệ phần mềm có máy tính hỗ trợ (cịn gọi CASE tools) Có nhiều mơ hình kĩ nghệ phần mềm đề xuất, số mơ hình thành cơng bao gồm Mơ hình tuyến tính 一 Linear Sequential Model (Royce, 1970)，và Mơ hình phát triển ứng dụng nhanh 一 Rapid Application Development Model (RAD) (Martin, 1991) (Kerr and Hunter, 1994) 1.2.2 Các thử thách kỹ nghệ phần mềm Cho đến thử thách lớn mà kỹ nghệ phần mềm gặp phải tính phức tạp (compỉexity)(]BM, 2001) Sự phức tạp hệ thống phần mềm chịu ảnh hưởng hai yếu tố chính: - Loại công việc yêu cầu tự động hỏa sử dụng phần mềm Đó là, phức tạp cồng việc cần đưa vào máy tính để tự động hóa ngày tăng theo thời gian Việc tự động hóa nghiệp vụ yêu cầu thực thi nhiều giải pháp lớn Những giải pháp thường bao gồm số lượng lớn thành phần có nhiều tương tác (Simon, 1996) Thật không may, gia tăng tính phức tạp đồng nghĩa với việc làm tăng kích thước giải pháp đến mức khó quản lí hiệu Trên thực tế, với việc chấp nhận gia tăng mơ hình tính tốn tính tốn mạng trung tâm(Network-Centric Computing) tính tốn Giới thiệu ■ 驛 譽 纖 Trần T hị M T huơ ng，K I ỉ T I T r ic h B te c h o n lo o í th o n g tỉn trc n Luận văn thạc sĩ 103 Đ圓 W e b ü e lp OnwcAdlW: T h í e d đ l T le e V ie w SWnMode I T h t e ^ j In fo r m a tio n T h re a d M â n a g i ã P ôsom [C o ^ rM e î Logo ; Name Addtest Phone Fax Em aỉ Z ip C o d e Giao diện chung toàn hệ thống S te Ip o l O ĩh r r c a d U ü r ip 丄 爻 ： 了NeadllniofrMiion Thread M a n ^ r thteiadlriíormẳo»' Maine»: DitMtoiỵ SkínMode [_Pe«oroI í Logo A ,ộ ứ tn N am e London 上N / A È C V Q T U n ite d Fax Phoo« 88W oodSbe«( Thid CunemlNode: 013^7» t4Ậ-ặ7； ••浐 Im i , ZipCo 少 4座 70 600^609 9 ỈỖ Ù K in g d o m T o ta l I U R L P ữ i ĩ t (Ira n staivm: htmJ p7//wdco< W Â3" P a rs e r W iio r d C u fie m lU R L c t \ 'ỉ ： < .*：、 h p c o m / c o u n ỉ iy / u lơ o n / c o n t « c o í f ic « _ lo F io m F t e j F»om U R L 丨 So uc« U R L- I h ttp : c o í m o s n ì c o m / p d g e $ y c o m p a n y / c o n t « c ^ h lm l Pafjei Option o Par»f BI0 p * » r Company o New* vi t l 抽 《ỊPtỉù(知 ： {Normal 二 P ro g re » : |_ _ 供_ 鵠 一 , 厂 一 ^ LỈ U 0 :0 :0 Giao diện nhập UR L cho q trìn h phân tích địa cơng ty Cài đặt th nghiệm y TrầìP Thị M Thương, K 11T1 104 L uận văn thạc s ĩ ĩr ỉ c h c h o r thong lín tre o Web 9e Ipocớ tớ* ã(^^ThreadLw: Thread0 ThớôụdWl.corm aon ThMdManô0Cf Drectcxy Ir»wd Irriandhcrt Nôme： Thr^dO CuttâfiN< o< k: ToidURtlP^wd S ta tu t CureniUFRL Krtp /y