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Tesina di Ingegneria del Software 2 Agent AUML e sua modellizzazione di Sistemi Multi Agente di Elisa Benetti AA 2007/2008
Avvento del paradigma ad Agenti <ul><li>Approccio top-down : Sistemi software analizzati e progettati attraverso il paradi...
Agente: Caratteristiche <ul><li>Autonomia :  dinamica  (proattività: capacità di dire 'go'),  deterministica  (capacità di...
Agente: Tipologie <ul><li>Collaborative  Agents (no apprendimento)‏ </li></ul><ul><li>Interface  Agents (no comunicazione ...
Agenti: Ambienti <ul><li>Proprietà degli ambienti in cui lavorano: </li></ul><ul><li>accessibilità/non accessibilità </li>...
Sistemi Multi Agente (MAS)‏
Organizzazione di un MAS Organizzazione verticale: Tra due agenti, uno è sempre identificabile come master e l' altro come...
MAS: Modelli Fisici  <ul><li>Blackboard </li></ul><ul><li>Contract-Net </li></ul><ul><li>Centralized Multiagent Planning <...
Strategie di coordinamento e negoziazione (1/6)‏ Pianificazione Multi-agente:
Strategie di coordinamento e negoziazione (2/6)‏ Contrattazione:
Strategie di coordinamento e negoziazione (3/6)‏
Strategie di coordinamento e negoziazione (4/6)‏
Strategie di coordinamento e negoziazione (5/6)‏
Strategie di coordinamento e negoziazione (6/6)‏ Risoluzione distribuita dei problemi:
FIPA (Foundation for Intelligent Phisical Agents)‏ <ul><li>Le specifiche sono sviluppate con la partecipazione diretta del...
Categorie delle Specifiche FIPA
Agente secondo FIPA AID (Agent Identifier): Collezione di coppie parametro/valore che oltre al nome comprende tutti gli in...
Agent Platform AMS : Fornisce un servizio di “white pages” e controlla l'accesso alla piattaforma Servizi: Register, Dereg...
Messaggi FIPA-ACL unico elemento obbligatorio Esempi : inform, accept, agree, cancel, propose, refuse elementi che comunqu...
Differenze tra Agente ed Oggetto
UML: Modello della struttura statica <ul><li>Diagrammi delle  classi </li></ul><ul><li>Diagrammi degli  oggetti </li></ul>...
UML: Modello dinamico <ul><li>Diagrammi di  sequenza </li></ul><ul><li>Diagrammi di  collaborazione </li></ul><ul><li>Diag...
UML: Modello Use Case e Modello dell' implementazione <ul><li>Diagrammi  use case </li></ul><ul><li>Diagrammi dei  compone...
Limiti UML <ul><li>Modellazione di messaggi : In un MAS la comunicazione non è sincrona </li></ul><ul><li>Modellazione dei...
Agent UML <ul><li>Principali estensioni : </li></ul><ul><li>Protocolli di interazione : diagrammi di sequenza/attività </l...
Diagrammi di protocollo (1/2)‏ parametri generici ( unbound parameters ). Per applicare il pattern occorre sostituirli ai ...
Diagrammi di protocollo (2/2)‏ Relazioni fra atti comunicativ i: Rappresentazione di thread concorrenti :
Diagrammi di classe Rappresentazione  nuova : Rappresentazione  classica :
Elaborazione interna degli agenti(1/2)‏ Diagrammi di  attività :
Elaborazione interna degli agenti(2/2)‏ Diagrammi di  stato :
Rappresentazione dei ruoli (1/2)‏ Notazione  UML classica :
Rappresentazione dei ruoli (2/2)‏ Notazione  AUML :
Stereotipi
Conclusioni Allo stato attuale FIPA non sta emettendo nuove specifiche riguardo l' Agent UML, in seguito al rilascio di UM...
Gestione eccezioni (Lynch e Rajerdan)‏ try (seq (par (animate (grasp red#4)‏ :throw exit1)‏ (speak  (picking up red))‏ (te...
Tools(?)‏ I tools più completi e diffusi, come ad esempio Magicdraw, si basano su  UML 2  e sullo standard  SysML , ma non...
INGENIAS  (1/2)‏ package sub protocol lifeline column agent port alternative box alternative row text note UML comment
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  1. 1. Tesina di Ingegneria del Software 2 Agent AUML e sua modellizzazione di Sistemi Multi Agente di Elisa Benetti AA 2007/2008
  2. 2. Avvento del paradigma ad Agenti <ul><li>Approccio top-down : Sistemi software analizzati e progettati attraverso il paradigma ad agenti </li></ul><ul><li>Approccio bottom-up : Partendo da linguaggi di programmazione esistenti, li si estende utilizzando il paradigma ad agenti </li></ul>
  3. 3. Agente: Caratteristiche <ul><li>Autonomia : dinamica (proattività: capacità di dire 'go'), deterministica (capacità di dire 'no')‏ </li></ul><ul><li>Abilità a comunicare </li></ul><ul><li>Capacità di cooperazione </li></ul><ul><li>Capacità di ragionamento </li></ul><ul><li>Capacità di adattamento </li></ul><ul><li>Sincerità </li></ul><ul><li>Agire sempre per il bene del suo proprietario </li></ul>
  4. 4. Agente: Tipologie <ul><li>Collaborative Agents (no apprendimento)‏ </li></ul><ul><li>Interface Agents (no comunicazione altri agenti)‏ </li></ul><ul><li>Mobile Agents </li></ul><ul><li>Information/Interne t Agents </li></ul><ul><li>Reactive Agents (no proattività)‏ </li></ul><ul><li>Hybryd Agents </li></ul><ul><li>Smart Agents (agenti intelligenti dotati di autonomia, collaborazione ed apprendimento)‏ </li></ul>
  5. 5. Agenti: Ambienti <ul><li>Proprietà degli ambienti in cui lavorano: </li></ul><ul><li>accessibilità/non accessibilità </li></ul><ul><li>determinismo/non determinismo </li></ul><ul><li>episodicità/non episodicità </li></ul><ul><li>staticità/dinamicità </li></ul><ul><li>discreto/continuo </li></ul>
  6. 6. Sistemi Multi Agente (MAS)‏
  7. 7. Organizzazione di un MAS Organizzazione verticale: Tra due agenti, uno è sempre identificabile come master e l' altro come slave. In questa configurazione il master assegna i compiti allo slave ed utilizza i risultati di quest' ultimo. Organizzazione orizzontale: Ogni agente può essere sia master che slave.
  8. 8. MAS: Modelli Fisici <ul><li>Blackboard </li></ul><ul><li>Contract-Net </li></ul><ul><li>Centralized Multiagent Planning </li></ul><ul><li>Deductive Belief Model </li></ul><ul><li>Body-Head-Mouth </li></ul><ul><li>Choir </li></ul><ul><li>Molecolare </li></ul>
  9. 9. Strategie di coordinamento e negoziazione (1/6)‏ Pianificazione Multi-agente:
  10. 10. Strategie di coordinamento e negoziazione (2/6)‏ Contrattazione:
  11. 11. Strategie di coordinamento e negoziazione (3/6)‏
  12. 12. Strategie di coordinamento e negoziazione (4/6)‏
  13. 13. Strategie di coordinamento e negoziazione (5/6)‏
  14. 14. Strategie di coordinamento e negoziazione (6/6)‏ Risoluzione distribuita dei problemi:
  15. 15. FIPA (Foundation for Intelligent Phisical Agents)‏ <ul><li>Le specifiche sono sviluppate con la partecipazione diretta dell' insieme dei membri FIPA. </li></ul><ul><li>Stati delle specifiche: </li></ul><ul><li>Preliminare </li></ul><ul><li>Sperimentale </li></ul><ul><li>Standard </li></ul><ul><li>Disapprovato </li></ul><ul><li>Obsoleto </li></ul>
  16. 16. Categorie delle Specifiche FIPA
  17. 17. Agente secondo FIPA AID (Agent Identifier): Collezione di coppie parametro/valore che oltre al nome comprende tutti gli indirizzi che indicano dove l' agente sia stato, i resolver (agenti presso cui l' agente è registrato) e altri parametri a discrezione del progettista. “ Un processo computazionale che implementa le funzionalità di autonomia e di comunicazione di un' applicazione”
  18. 18. Agent Platform AMS : Fornisce un servizio di “white pages” e controlla l'accesso alla piattaforma Servizi: Register, Deregister, Search, Modify DF : Servizio di “yellow pages”. Stessi servizi di AMS MTS : Servizio di comunicazione Nelle comunicazioni interpiattaforma deve essere iplementato uno dei seguenti protocolli: HTTP,WAP, IIOP
  19. 19. Messaggi FIPA-ACL unico elemento obbligatorio Esempi : inform, accept, agree, cancel, propose, refuse elementi che comunque compaiono nella maggior parte dei messaggi
  20. 20. Differenze tra Agente ed Oggetto
  21. 21. UML: Modello della struttura statica <ul><li>Diagrammi delle classi </li></ul><ul><li>Diagrammi degli oggetti </li></ul><ul><li>Diagrammi dei package </li></ul>
  22. 22. UML: Modello dinamico <ul><li>Diagrammi di sequenza </li></ul><ul><li>Diagrammi di collaborazione </li></ul><ul><li>Diagrammi di attività </li></ul><ul><li>Diagrammi di stato </li></ul>
  23. 23. UML: Modello Use Case e Modello dell' implementazione <ul><li>Diagrammi use case </li></ul><ul><li>Diagrammi dei componenti </li></ul><ul><li>Diagrammi di deployment </li></ul>
  24. 24. Limiti UML <ul><li>Modellazione di messaggi : In un MAS la comunicazione non è sincrona </li></ul><ul><li>Modellazione dei protocolli di comunicazione : oltre che tra due o più istanze di classe dev'essere possibile farlo tra due o più ruoli </li></ul><ul><li>Modellazione dei ruoli : un agente è più dinamico, al mutare dei ruoli muta anche i servizi offerti </li></ul><ul><li>Assegnazione dei ruoli a una specifica classe di agente : non esiste un “diagramma dei ru oli” </li></ul>
  25. 25. Agent UML <ul><li>Principali estensioni : </li></ul><ul><li>Protocolli di interazione : diagrammi di sequenza/attività </li></ul><ul><li>Classi di agenti : diagrammi delle classi </li></ul><ul><li>Elaborazione interna agli agenti : diagrammi dinamici </li></ul><ul><li>Modellamento dei ruoli </li></ul>
  26. 26. Diagrammi di protocollo (1/2)‏ parametri generici ( unbound parameters ). Per applicare il pattern occorre sostituirli ai loro valori effettivi:
  27. 27. Diagrammi di protocollo (2/2)‏ Relazioni fra atti comunicativ i: Rappresentazione di thread concorrenti :
  28. 28. Diagrammi di classe Rappresentazione nuova : Rappresentazione classica :
  29. 29. Elaborazione interna degli agenti(1/2)‏ Diagrammi di attività :
  30. 30. Elaborazione interna degli agenti(2/2)‏ Diagrammi di stato :
  31. 31. Rappresentazione dei ruoli (1/2)‏ Notazione UML classica :
  32. 32. Rappresentazione dei ruoli (2/2)‏ Notazione AUML :
  33. 33. Stereotipi
  34. 34. Conclusioni Allo stato attuale FIPA non sta emettendo nuove specifiche riguardo l' Agent UML, in seguito al rilascio di UML 2.0 ed altri standard come il SysML rilasciato dall' OMG (Object Management Group) che comprendono molti dei concetti necessari alla descrizione dei MAS.
  35. 35. Gestione eccezioni (Lynch e Rajerdan)‏ try (seq (par (animate (grasp red#4)‏ :throw exit1)‏ (speak (picking up red))‏ (textOut (grasp red))‏ )‏ (par (animate (drop on green#3)‏ :throw exit2)‏ (speak (dropping on green))‏ (textOut (drop on green))‏ )‏ (speak (ok, what now))‏ )‏ (catch exit1 (seq (speak (unable to grasp red))))‏ (catch exit2 (seq (speak (unable to drop on green))))‏ )‏ Schedule diagram :
  36. 36. Tools(?)‏ I tools più completi e diffusi, come ad esempio Magicdraw, si basano su UML 2 e sullo standard SysML , ma non contemplano specifiche FIPA sull' Agent UML. L' unico tool che gestisce perlomeno i diagrammi di protocollo è INGENIAS.
  37. 37. INGENIAS (1/2)‏ package sub protocol lifeline column agent port alternative box alternative row text note UML comment
  38. 38. INGENIAS (2/2)‏

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