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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