Linguagens de Modelagem Equipe do Curso de ES para SMA {lucena, furtado, choren,...

Linguagens de Modelagem

Equipe do Curso de ES para SMA

{lucena, furtado, choren, viviane}@inf.puc-rio.br

MAS-ML

Laboratório de Engenharia de Software (LES) – PUC-Rio

MAS-ML

• Estende o meta-modelo de UML com base no framework conceitual TAO

• Meta-modelo MAS-ML estende o meta-modelo de UML– Novos estereótipos– Novas meta-classes


Camada de meta-modelo

Camada de modelo de domínio

Camada de meta-meta-modelo

Camada de instância

MOF meta-meta-modelo

ER meta-meta-modelo

UML meta-modelo

TAOmeta-modelo

MAS-MLmeta-modelo

instanciação

MAS-MLmodelos

unificação


Meta-modelo MAS-ML

DutyRight

Features Classifier

Structural Feature Behavioral Feature

Belief Goal

Axiom

Operation

Property

Class AgentClass ObjectRoleClass

OrganizationClass

AgentPlan

Meta-classes do meta-model UML

Novas meta-classes

Novos estereótipos

Legenda

AgentRoleClass

AgentAction 1..* *

1..**

sender receiver1 *

Element

AgentProtocol

AgentMessage

1..*

*

Constraintpostconditionpostcondition

preconditionprecondition

0..1 0..10..10..1

*

**

*

EnvironmentClass

ActiveEnvironmentClass

PassiveEnvironmentClass


Meta-modelo MAS-ML

Class

AgentClass

ObjectRoleClassOrganizationClass

AgentRoleClass

EnvironmentClassdefine

play

1

1..*0..*

define

1 sub-org

play 1..*1

play in

0..*

1..*

1..*1inhabit

1

0..*

inhabit

inhabit

1

0..*

play1

0..*

0..*1

sub-org

0..* 1

play in play in

0..*

0..*

Meta-classes do meta-modelo UML

Novas meta-classes

Legenda


Meta-modelo MAS-ML

Relationship

Directed Relationship

Classifier

Element

Association

Dependency Ownership Inhabit Control Play Generalization

1..*

Meta-classes do meta-modelo UML

Novas meta-classes

Legenda


MAS-ML

• MAS-ML modela os aspectos estruturais e dinâmicos descritos no TAO– Aspectos estruturais: entidades, propriedades e

relacionamentos– Aspectos dinâmicos: interação entre as entidades e

execuções internas

• Diagramas estáticos: classes, organizações e papéis

• Diagramas dinâmicos: seqüência e atividades

Diagramas Estáticos


Diagrama de Classe de UML

• Representa as classes e os relacionamentos entre as classes

Second-hand BooksImported Books

Item

Book

Order User

Nome_da_classe

atributo1atributo2

metodo1metodo2metodo3...


Diagramas para SMA

• Como representar agentes, organizações, papéis e ambientes?

• Como representar relacionamos específicos de SMA, como inhabit, control e play?

• Novo elemento de diagrama para representar novas entidades e relacionamentos


Elementos dos diagramas I

ObjectRoleClass OrganizationClassAgentRoleClassAgentClassClass

AgentRoleClassAgentRoleClass

EnvironmentClassEnvironmentClass

Relacionamento Inhabit

RelacionamentoControl

Entidades


Elementos dos diagramas II

OrganizationClass AgentRoleClass

OrganizationClass AgentRoleClass

AgentClass

RelacionamentoOwnership

RelacionamentoPlay


Agente

AgentClass

<<goal>> type : name [= default-value] plan-list<<belief>> type : name [= default-value]

{precondition-list} action {postcondition-list}plan {action-list} goal-name

Característicasestruturais

Característicascomportamentais


Organização

OrganizationClass

<<goal>> type : name [= default-value] plan-list<<belief>> type : name [= default-value]<<axiom>> type : name [= default-value]

{precondition-list} action {postcondition-list}plan {action-list} goal-name




Papel de Agente

AgentRoleClass

<<goal>> type : name [= default-value]<<belief>> type : name [= default-value]

<<duty>> action <<right>> actionprotocol-name { messsage: {label: value, content: value,

sender : value, receiver: value}...}




Papel de Objeto

ObjectRoleClass

[visibility] type : name [= default-value]

[visibility] name (parameter-list) : returned-value

Características estruturais



Ambiente

EnvironmentClass Característicasestruturais


Entidades que habitam o ambiente

EnvironmentClassor


Diagrama de Classes

• Objetivos: representar os relacionamentos entre classes e outras entidades do SMA e representar os relacionamentos entre agentes, ambientes e organizações.

• Classes usadas neste diagrama: – agent class, organization class, environment class e outras

definidas por UML.

• Relacionamentos usados neste diagrama:– Aqueles já definidos por UML;– inhabit – usado entre classes e ambientes;– association – usado entre agente e classes, entre

organizações e classes, e entre ambientes;– specialization – usado entre agentes, entre organizações e

entre ambientes.


Diagrama de Classes

Second-hand BooksImported Books

Item

Book

Virtual Marketplace

inhabit

specialization

associationAgentA

AgentB

Organization A

Organization A

Object / Environment

Agent

Organization

Legend:


Diagrama de Organizações

• Objetivo: modelar as organizações e os relacionamentos entre as organizações e outras entidades do SMA.

• Cada diagrama de organização modela uma organização

• Classes usadas neste diagrama:– organization class, agent class, agent role class, object role

class, class e environment class.

• Relacionamentos usados neste diagrama: – ownership – usado entre organizações e papéis que a

organização define;– play – usado entre agentes e papéis de agentes, entre sub-

organizações e papéis de agentes, e entre classes e papéis de objeto;

– inhabit – usado entre ambiente e organizações e entre ambiente e agentes.


Diagrama de Organizações

Object role

Agent roleObject / Environment

Agent

Organization

Legend:

General Store

Virtual Marketplace

Market of Special Goods Market of Used Goods

Imported Bookstore Second-hand BookstoreBook

Desire Offer

BuyerSeller

User AgentStore Agent

<<main-organization>>

inhabitplay

ownership


Diagrama de Papéis

• Objetivo: modelar os papéis e os relacionamentos entre os papéis

• Classes usadas neste diagrama:– agent role class, object role class e class

• Relacionamentos usados neste diagrama:– control – usado entre papéis de agente;– dependency – usado entre papéis de objeto, entre papel de

agente e papel de objeto e entre papéis de agente; – association – usado entre papéis de objeto, entre papel de

agente e papel de objeto, entre papéis de agente e entre qualquer papel e uma classe;

– aggregation – usado entre papéis de objeto e entre papéis de agente;

– specialization – usado entre papéis de objeto e entre papéis de agente.


Diagrama de Papéis

Market of Special Goods

Offer Desire

Buyer

Buyer of Imported Books Seller of Imported Books

Seller

Desire of Imported Books

Offer ofImported Books

Buyer of Second-hand BooksSeller of Second-hand Books

Desire of Second-hand

Books

Offer ofSecond-hand

BooksMarket of Used Goods

Object role Agent role

Legend:

control

aggregationassociation

Seller

Seller of Imported Books

specialization

Diagramas Dinâmicos


Diagrama de Seqüência de UML

• Representa a interação entre os objetos e as execuções dos métodos

joseFloricultor

centralCentralFloricultura

joao:Dentista

floricultorPetropolisFloricultor

1.1: atendeCidade("Petropolis"):boolean

1.3: aceitaEncomenda("Rosas","Rua X,9"):boolean

1: enviarFlores("Rosas","Maria","Petropolis","Rua x, 9"):boolean

1.2:[se nao na cid...] getFloricultorNaCidade("Petropolis"):Floricultor


Diagrama de Seqüência de MAS-ML

• Objetivo: representar as interações entre as instâncias do SMA e representar as ações internas destas instâncias.

• Representar interações: troca de mensagens entre entidades– Modelar troca de mensagem:

• Redefinir mensagens• Criar novos estereótipos associados à mensagens

– Modelar protocolos

• Representar ações internas (intra-ações):– Modelar planos e ações


Elementos dos diagramas

• Novos pathnames e novos ícones

org/role/org/env : OrganizationClass/AgentRoleClass/OrganizationClass/EnvironmentClass

obj/role/org/env : Class/ObjectRoleClass/OrganizationClass/EnvironmentClass

agent/role/org/env : AgentClass/AgentRoleClass/OrganizationClass/EnvironmentClass

env : EnvironmentClass env : EnvironmentClass

Active entity Passive entity

Objeto

Agente

Organização

Ambiente

: RoleClassPapel


Redefinindo mensagens

• UML: mensagens são chamada de métodos

• SMA: mensagens não são diretamente mapeadas para uma execução interna do agente

message_label (content_description)sender receiver

method_name ()sender receiver


Estereótipos de mensagens

• Como representar a criação de entidades de SMA?

• UML: uso do estereotipo <<create>>– Estender para representar a criação de entidades de SMA

• Como representar a destruição de entidades de SMA?

• UML: uso do estereotipo <<destroy>>– Estender para representar a destruição de entidades de SMA


Criando e destruindo entidades

Anne/FruitBuyer : UserAgent/Buyer

<<create>>

......

Criando uma organização


<<destroy>>... ...

FruitStore : Store

...

Destruindo uma organização - II


<<destroy>>... ...

...

Destruindo uma organização - I

FruitStore/FruitWholesale: Store/Wholesale

FruitStore/FruitWholesale: Store/Wholesale


Estereótipos de mensagens

• Como representar a relação entre papéis e entidades que desempenham papéis?

• <<role_commitment>> Entidade se comprometendo com um novo papel

• <<role_cancel>> Entidade cancelando papel• <<role_activate>> Entidade ativando papel• <<role_deactivate>> Entidade desativando papel• <<role_change>> Entidade mudando de papel


Criando papel

Bob/FruitBuyer : UserAgent/Buyer

Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer<<role_commitment>>

......


Apple/DesirerFruit : Item/Desirer<<role_commitment>>

......

Criando um papel de agente

Criando um papel de objeto


Cancelando papel

Bob/FruitBuyer : UserAgent/Buyer Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer

<<role_cancel>>

...

Cancelando papel de agente

Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer

<<role_cancel>>

Bob/FruitBuyer : UserAgent/Buyer Apple/DesirerFruit : Item/Desirer

Cancelando papel de objeto

<<role_cancel>>

...

Cancelando papel de agente


Desativando e ativando papel


<<role_activate>>

...

Ativar papel

...


<<role_deactivate>>

Desativar papel

...

Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer

<<role_deactivate>>


Mudandode papel


Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer<<role_change>>

...


<<role_change>>



<<role_change>>

Bob/ClothesBuyer : UserAgent/Buyer<<role_change>>

...

...

...

Cancelando papel e criando novo papel

Cancelando papel e ativando outro papel

Desativando papel e criando outro papel

Desativando papel e reativando outro papel


Modelando protocolos

• Um protocolo define um conjunto de mensagens que entidades podem enviar e receber enquanto desempenhando papéis

Request (ItemDescription)

Proposal (ItemDescription)

AnswerProposal (RejectItemDescription)

AnswerProposal (AcceptItemDescription)

Inform (Payment)

Inform (Bill)

: Buyer : Seller

else

mensagem

papel


Modelando planos e ações

• Execução interna dos agentes, organizações e ambientes ativos são definidas pela execução dos planos e ações.

: GeneralStore

: UserAgent/Seller

if (message_label = request)

create_seller

else

inform_buyer_of_seller

: UserAgent/Buyer

inform (seller_id)

<<create>>

Creating_seller

Executionof a Plan

Executionof an Action

Executionof an Action


Bob/buyerOfBooks/Bookfinder/Place-A : UserAgent/Buyer/

GeneralStore/VirtualMarketplace

Search for organization

Check_organization_goals

Check_organization_roles

Entering organization

BrandNewBookstore/marketOfUsedBooks/Bookfinder/Place-A :Second-handBookstore/MarketOfUsedGoods/

GeneralStore/VirtualMarketplace

Request (OrgGoals)

Get_organization_goals

Managing entrance

Inform (OrgGoals)

Request (OrgRoles)

Get_organization_roles

Inform (OrgRoles)

Select_role_to_play

Inform (RoleToPlay)

Register_itself_in_organization

Bob/buyerOfSecond-handBooks/Bookfinder/Place-A : UserAgent/BuyerOfSecond-handBooks/

GeneralStore/VirtualMarketplace<<role_commitment>>

Inform (Buyer_of_second_hand_books)

Entering organization

Search_for_announcement

Request (Announcement)

...

Place-A : VirutalMarketplace

getOrganizations()

Vector

plano

ação

estereótipo de mensagem

chamada demétodo

ambienteagente

organização


Diagrama de Atividades de UML

• Objetivo: modelar o fluxo das atividades de um sistema

• O foco está na seqüência de atividades e não na interação entre os objetos

• Atividades: execução não atômica composta de ações

• Ação: execução atômica


Diagrama de Atividades de MAS-ML

• Objetivo: representar a modelagem de planos e ações de um agente

• O foco está na modelagem de um agente e não na interação entre os agentes

• Atividades -> Planos de agentes• Ações -> Ações de agentes


Modelando planos

... ...

Evaluation of proposal ofreviewing papers

Distribution of papers toreviewers


...

Invoking plans: planos que são invocados por outros planos/ações


Modelando ações

• Identificando uma ação pelo seu nome ou utilizando uma linguagem de descrição de ação

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><definitions name="AddNumbers" ...>...<message name="parameterValues"> <part name="firstParameter" type="xs:int"/> <part name="secondParameter" type="xs:int"/></message><message name="addResponse"> <part name="value" type="xs:int"/></message><portType name="addPortType"> <operation name="add"> <input message="parameterValues"/> <output message="addResponse"/> </operation></portType>... </definitions>

AddNumbershttp://www.les.inf.puc-rio.br/webservices/2005/AddNumbers

Ação é vista como um serviço

Ação pode ser descrita utilizando-se, por exemplo, WSDL

ou

Identificando o endereço de onde a implementação da ação se encontra


Planos e Metas

• Todo plano está associado a uma meta

<<goal>> Evaluate proposalEvaluation of proposal ofreviewing papers

... ...


Condição de guarda

• Qualquer informação do estado mental do agente pode ser verificada na condição de guarda

[deadline notcompatible with dates

in belief agenda]

<<message>>Reject Proposal

Select a paperfrom the set of

proposal papers

<<datastore>>Proposalpapers

... ...


Modelando Mensagens

i. Identificando a ato de falaii. Identificando o protocoloiii. Descrevendo a mensagem utilizando ACL


<<message>>Reject Proposal(inform :receiver (agent-identifier: chair) :content “all papers rejected” :protocol paperProposalDistribution)

<<message>> protocol: paperProposalDistributionReject Proposal

(i)

(ii)

(iii)


Papéis

• Associando papéis a execução de planos

<<goal>> Evaluate proposalEvaluation of proposal ofreviewing papers

... ...

<<role>> Reviewer


Papéis

• Usando partições para identificar papéis• Modelando a dinâmica de papéis

Rev

iew

er

<<belief>><<datastore>>

reviewers


papersDeadline

<<role_commitment>>Allocate papers without

reviewers to agent

<<datastore>>reviewers, papers

Review papers

Cha

ir


Allocate papersto reviewers ...


Papéis

• Modelando a dinâmica de papéis(mudança de papel)

<<role_commitment>>Action J(Role Y)

<<role_deactivate>>Action I(Role X)

......

<<role_commitment>>Action J(Role Y)

<<role_cancel>>Action I(Role X)

......

<<role_activate>>Action J(Role Y)

<<role_cancel>>Action I(Role X)

......

<<role_activate>>Action J(Role Y)

<<role_deactivate>>Action I(Role X)

......

(i)

(ii)

(iii)

(iv)


Papéis e ações

• Quando for possível afirmar que um plano será executado no contexto de um determinado papel...

• Identificar as obrigações e os direitos dos agentes(informação disponível na definição do papel)

<<duty>>Allocate papers

to reviewers(Chair)

<<right>>Reject paper to

review(Reviewer)


Organizações

• Usando partições para identificar organizações

Rev

iew

er


reviewers


papersDeadline

<<role_commitment>>Allocate papers without

reviewers to agent

<<datastore>>reviewers, papers

Review papers

Cha

ir


Allocate papersto reviewers ...

<<

orga

niza

tion>

> W

orks

hop


Organizações

• Mudança de organização

[deadline notcompatible with dates

in belief agenda]


Select a paperfrom the set of

proposal papers

<<datastore>>Proposalpapers

...

<<role_cancel>>Leave event

<<role_commitment>>Enter event

...

...

Rev

iwer

Pro

gram

Com

mitt

ee

<<

orga

niza

tion>

> W

orks

hop

<<

orga

niza

tion>

>S

ympo

sium

Evaluation of proposal ofreviewing papers


Ambiente

• Identificado ambiente• Modelando a mudança de ambiente

<<role_commitment>>Action N

<<role_deactive>>Action M

......

Role Z Role W

<<organization>> A <<organization>> B

<<environment>> Env1 <<environment>> Env2

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