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MAS-MLSeminário da Disciplina de Agentes CognitivosProf. Patrícia Tedesco
Equipe: Fernando Jaziel
Mario Sergio Sidney
Roteiro Introdução Objetivo Ambientando o Problema Propondo MAS-ML O Framework do TAO Extensões de UML O MAS-ML Aplicando critérios de Avaliação Bibliografia
Introdução
A era da internet e novas tecnologias tem trazido novos desafios para a Engenharia de Software tradicional
Cada vez mais sistemas lidam com muitos componentes passivos e autônomos em uma rede O conceito de agentes traz novos desafios
Introdução
Técnicas de Engenharia de software baseadas em Sistemas Multi-Agentes propõem um avanço nos modelos tradicionais, visando superar limitações impostas pelos novos desafios em vista.
Novas técnicas e processos de modelagem de sistemas com o conceito de agentes têm surgido ao longo do tempo
Introdução Sistemas Multi-Agentes (SMAs) têm
ganho grande aceitação na indústria e academia como um novo paradigma para projeto e desenvolvimento de softwares.
Sendo algo novo, torna-se natural a dificuldade de engenheiros em entender cada abstração e relações entre elas
Objetivo
O propósito desta apresentação é introduzir a MAS-ML, um ambiente para especificação de projetos de Sistemas Multi-Agentes com mecanismos transformadores para a geração automática de código em Java
Ambientando o Problema Novo paradigma de Engenharia de software
baseado em Sistemas Multi-Agentes
Como modelar ? Implementar ?
Necessidade de novas Metodologias, plataformas de desenvolvimento e linguagens de Modelagem e Programação.
Ambientando o Problema
Modelagens tradicionais usam UML como base
Entretanto, UML não é adequada para SMAs, pois seu meta-modelo não possui conceitos de agentes, organizações, regras, etc.
Ambientando o Problema
Como modelar SMAs?
Propondo ambientes de modelagem totalmente novos
Ou estendendo algum existente... UML
Requisitos de uma Linguagem para SMAs Uma Linguagem de Modelagem de
SMAs deve ser hábil para:
Descrever as abstrações do ambiente multi-agente
Possuir um meta-modelo com uma descrição bem fundamentada
Requisitos de uma Linguagem para SMAs Uma Linguagem de Modelagem de SMAs
deve ser capaz de:
Representar os aspectos estáticos e dinâmicos dos Agentes, Regras, Organizações, Sociedades e Ambientes.
E possuir um processo simples e bem definido de como o projeto poderá ser implementado em linguagem de programação
Propondo o MAS-ML
O MAS-ML tem o objetivo de suprir a necessidade por uma linguagem de modelagem de SMAs.
Ela se apresenta como uma extensão UML, onde Objetos e Agentes coexistem, incorporando conceitos de orientação à Objetos e a Agentes.
Propondo o MAS-ML É uma proposta baseada:
No framework conceitual TAO Taming Agents and Objects
Na extensão do metamodelo UML
Gerador de Código Java
Propondo o MAS-ML
UML TAO
GERADOR DE CÓDIGO JAVA
TAO ESTENDENDOUML
O Framework do TAO É um framework conceitual
que define os aspectos dinâmicose estáticos dos Sistemas Multi-Agentes, bem como suas propriedades e relações entre elas.
Sua principal função é definir um framework unificado para a compreensão das diferentes abstrações e suas relações objetivando o suporte para o projeto e desenvolvimento em larga escala de SMAs
UML TAO
GERADOR DE CÓDIGO JAVA
TAO ESTENDENDOUML
O Framework do TAO
Abstrações e Relações do Framework Conceitual do TAO
O Framework do TAOAbstrações Fundamentais Objetos: Possui estados e
comportamentos que podem ser associados a outros objetos
Agente: É um elemento autônomo, adaptativo e interativo com um estado mental, que possui crenças sobre o mundo e objetivos. É uma extensão dos objetos
O Framework do TAOAbstrações Ambientais Ambientes: É o elemento que é o habitat
dos agentes, objetos e organizações.
Eventos: São gerados por objetos ou agentes através da execução de suas operações, e por ambientes quando ele é um elemento ativo. Eventos podem levar a novas ações de agentes, objetos e de ambientes ativos (triggering)
O Framework do TAOAbstrações de Grupo Organizações: São elementos que
agrupam agentes com regras objetivos comuns
Regras: Definidas no contexto das organizações, guiam e restringem os comportamentos dos agentes. Definem o comportamento social dos agentes
O Framework do TAORelacionamentos
Identifica as relações entre todos os elementos do framework do TAO. São elas:
Inhabit (I): I(habitat, citizen) Ownership (Ow): Ow(owner, member) Play (P): P(element, role) Control (C): C(controller, controlled) Dependency (D): D(client, supplier) Specialization/Inheritance (S): S(super-element,
sub-element) ...
Extensões na UML MAS-ML estende UML preservando todas os conceitos
relacionados aos objetos em seu meta-modelo.
Diagramas de UML estendidos: Diagrama de classes capaz de representar
as relações entre agentes, agentes e classes, organizações, organizações e classes, ambientes e ambientes e classes
Diagrama de Organização que modela as organizações e as relações entre elas e outras entidades
Diagrama de Regras que modela as relações entre as regras definidas nas organizações.
UML TAO
GERADOR DE CÓDIGO JAVA
TAO ESTENDENDOUML
Extensões na UML Aspectos dinâmicos, representados através
de extensões dos diagramas de sequência e atividade:
Interação entre agentes, organizações, ambientes e objetos.
Execução de Planos e associação de ações com agentes, organizações e ambientes.
Protocolos definidos por regras.
O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code
1ª Fase:Descrição textual do modelo gráfico da aplicação para uma gramática MAS-ML
A gramática torna possível a descrição das entidades, propriedades e relações
O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code
2ª Fase:
Ocorre uma transformação parcial
O Modelo será adequadamente transformado em classes, atributos e relações
O MAS-ML Esquema Proposto com Transformador Diagrama -> Java Code
3ª Fase:
Transformação final para o modelo orientado a objetos, representado pelas classes java.
Aplicando critérios de Avaliação
Enquadramento do Mas-ML nos critérios definidos por Sheory, Cernuzzi e Akbari para Frameworks de Modelagem de SMA’s
UML
TAOAplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Sheory para Modelagem de MASs
Conceitos e Propriedades
Conceitos Gerais Blocos Básicos
Autonomia Reatividade Agente Crença do Agente
Proatividade Sociabilidade Desejo ou Objetivo do agente Intenção
Mensagem Norma
Organização Protocolo
Regras Serviços
Sociedade Tarefas
Notação e Técnicas de Modelagem
Acessabilidade Analizabilidade Complexidade de Gerenciamento Executabilidade
Expressividade Modularidade Precisão
Processo
Contexto de Desenvolvimento Ciclo de Vida de desenvolvimento
Aspectos Pragmáticos
Recursos Necessidades de Especializacão Conveniência da Linguagem escolhida
Aplicabilidade do Domínio
Escalabilidade
UML
TAO
Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Cernuzzi para Modelagem de MASs
Atributos Internos
Autonomia Reatividade Crenças Intenções
Proatividade Noção Mental Objetivos IntençãoAtributos de Interação
Habilidade Organizacional e de relação entre agentes
Tipos diferentes de interação entre agentes
Conversações entre agentes Interface entre diferentes entidades
Interesses e objetivos múltiplos
Outros Requerimentos do Processo
Modularidade Abstração
Precisão e clareza no modelo
Transição sistemática do Processo
Visão macroscópica Do projeto
UML
TAO
Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs
Avaliação de Critérios Conceituais
Conceitos Gerais Conceitos Laterais
Autonomia Reatividade Crenças Socialização: Regras
Proatividade Sociabilidade Desejos Socialização: Organização
Intenções Socialização: Norma
Comunicação: Mensagens Socialização: Sociedade
Comunicação: Protocolo Operações: Serviços
Operações: Tarefas
Critérios para Notação
Facilidade de compreensão e uso
Expressividade estática e dinâmica
Precisão de símbolos, sintaxe e semântica
Modularidade nos processos de incremento
Expressividade de análise e design
Refinamentos Verificação de dependências Modularidade nos mecanismos de particionamento
UML
Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs
Critérios para Processos
Ciclo de Vida Gerenciamento do Projeto
Gerenciamento de Configuração Verificação e Validação
Medida de Qualidade Refinamentos Contexto de Desenvolvimento Perspectiva de Desenvolvimento
Avaliações Pragmática
Ferramentas de software
Informações de Suporte de software
Dificuldade de Aprendizagem Arquiteturas de SO e hardware disponíveis
Uso da metodologia em aplicações de tamanhos diferentes
Aplicabilidade da metodologia em domínios diferente
Avaliações de Suporte para Engenharia de Software
Reusabilidade em diferentes aplicações
Facilidade nos testes e busca de
erros
Facilidades para extensões Facilidade de modificações
Facilidade na manutenção como um todo Introdução de novos termos não comumente utilizados em outras metodologias
Aplicando critérios de Avaliação Aspectos exigidos por Akbari para Modelagem de MASs
Avaliações Mercadológica
Satisfação dos usuários em termos de velocidade de fim de projeto e menores
custos
Dificuldade de treinamento de
pessoal na metodologia
Satisfação por parte da equipe de desenvolvimento
Satisfação da equipe de gerenciamento
Riscos envolvidos com a aplicação desta metodologia
Bibliografia
MODELING MULTI-AGENT SYSTEMS, VIVIANE TORRES DA SILVA and CARLOS J.P. DE LUCENA, COMMUNICATIONS OF THE ACM May 2007/Vol. 50, No. 5
Taming Agents and Objects in Software Engineering – Artigo por: Viviane Silva, Alessandro Garcia, Anarosa Brandão, Christina Chavez, Carlos Lucena, Paulo Alencar
A Framework for Evaluating Agent-Oriented Methodologies - Arnon Sturm, Onn Shehory