（教育技术学专业论文）基于agent的高校教学知识管理系统.pdf

摘要 基于a g e n t 的高校教学知识管理系统 摘要 2 1 世纪是知识经济时代，也是教育信息化的时代，教育信息化水平已成为衡量一个 国家或地区教育现代化进程的重要标志。教育知识管理的发展和进步是提升教育信息化 水平的有力手段。知识管理在教学中的应用是教育知识管理的一个重要组成部分。从知 识的传播和转换的角度看，在传统的高校教学中，主要是显性知识到显性知识的传播， 作为知识主体的隐性知识的交流和互动相对较少。而实际上，作为知识主体的隐性知识 在高校教学中应该占有重要的地位。 基于a g e n t 的高校教学知识管理系统以a g e n t 软件开发思想为指导，以a g e n t 的技术为 基础，旨在提高高校教学质量，为高校教师和学生提供一个进行个人知识管理和隐性知 识交流的基于w e b 的平台。 系统基于a g e n t 的特色主要体现在三个方面：一是针对不同的用户，系统分为管理员、 教师和学生三大模块。不同身份的用户进入系统后由系统产生相应的a g e n t 为用户和系统 的交互提供服务。二是系统为教师和学生提供帮助a g e n t 服务。教师和学生用户设置自己 的兴趣，帮助a g e n t 根据用户的兴趣进行信息的搜索。三是系统为学生用户提供智能化的 学习系统，根据学生的基础产生学习者需求窗体，根据窗体的要求提取不同难度的学习 资料。 为教师和学生的个人知识管理提供的服务包括：用于教学和学习的资源管理平台， 用于撰写教学日志和学习笔记的日志平台。为隐性知识交流提供的服务包括公共交流区、 教师和学生的交流区、公共留言板、教师和学生的留言板等。 关键词：a g e m 知识管理高校教学需求表单s c o r m 个人知识管理显性知识隐性知识 c o l l e g et e a c h i n gk n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d o na g e n t t h e2 1 s t c e n t u r y i st h ek n o w l e d g ee c o n o m yt i m ea n da l s oi st h ee d u c a t i o n a l i n f o r m a t i o n i z a t l o nt i m e t h el e v e lo ft h ee d u c a t i o n a l , i n f o r m a t i o n i z a t i o nh a sb c 9 9 3 m ca n i m p o r t a n ts y m b o lo ft h ee d u c a t i o n a li n f o r m a t i o n i z a t i o nl e v e lo fac o u n t r yo ra na r e a t h e d e v e l o p m e n ta n dp r o m o t i o n o ft h ce d u c a t i o nk n o w l e d g em a n a g e m e n ti st h ei m p o r t a n tm e t h o d s t op r o m o t et h el e v e lo fe d u c a t i o n a li n f o r m a t i o n i z a t i o n t h ea p p l i c a t i o no fk n o w l e d g e m a n a g e m e n ti nt h et e a c h i n gi st h ei m p o r t a n tp a r to ft h ee d u c a t i o nk n o w l e d g em a n a g e m e n t f r o mt h ep o i n to fv i e wo ft h es p r e a da n du a n s f c ra n dt r a n s i t i o n , t h es p r e a df r o me x p f i c i t k n o w l e d g et oe x p l i c i tk n o w j e d g ei st h em a i np r o c e s si nt h et r a d i t i o n a lc o l l e g et e a c h i n ga n da st h e m a i nb o d yo ft h ek n o w l e d g e ，t h et a c i tk n o w l e d g ed o e s n th a v et h ei m p o r t a n ts t a t u sa si ts h o u l d i nf a c t , t h et a c i tk n o w l e d g es h o u l dt a k ei n t op o w e ri nt h ec o l l e g et e a c h i n g c o l l e g et e a c h i n gk n o w l e d g em a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d o na g e n ti su n d e rt h ei n s t r u c t i o n o fa g e n ts o f t w a r ed e v e l o p m e n ti d e aa n di sb a s e do nt h ea g e n tt e c h n o l o g y t h es y s t e m a i mi s t oi m p r o v et h ec o l l e g et e a c h i n gq u a l i t ya n dp r o v i d eap e r s o n a lk n o w l e d g em a n a g e m e n ta n d t a c i tk n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o np l a t f o r mw h i c hi sb a s e do nw e bk n o w l e d g e t h es y s t e mi sb a s e do nt h ea g e n ti nt h r e ea s p e c t s ：f i r s t l y , t h es y s t e mh a st h r e em o d u l e s f o rd i f f e r e n tu s e r s w h e nt h eu s e re n t e r st h es y s t e m , a na g e n tw i l lr e p r e s e n ta st h eu s e rt o i n t e r a c tw i t hi t s e c o n d l y ，t h es y s t e mp r o v i d e sh e l pa g e n ts e r v i c ef o rt h et e a c h e ru s e r sa n d s t u d e n tu s e r s l a s t l y , t h es y s t e mp r o v i d e si n t e l l i g e n ts t u d yf u n c t i o n , w h i c hw i l ld r a ws t u d y m a t e r i a l sa c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n tf o r mw h i c hi sp r o d u c e dw i t ht h es t u d e n t sb a s ea b i l i t y t h e 辩r v i c e sf o rt h ep e r s o n a lk n o w l e d g em a n a g e m e n to ft h et e a c h e r sa n ds t u d e n t sa r ea s f o l l o w s ：t h er e s o u r c em a n a g e m e n tp l a t f o r mf o r t h et e a c h i n ga n ds t u d y i n ga n dt h eb l o gp l a t f o r m f o rt e a c h e r s a n ds t u d e n t s b l o g s t h es e r v i c e sf o rt h ec o m m u n i c a t i o no ft h et a c i tk n o w l e d g e a r ea sf o l l o w s ：p u b l i cc o m m u n i c a t i o na r e a , t e a c h e r s c o m m u n i c a t i o na r e aa n ds t u d e n t s c o m m u n i c a t i o na r e a , p u b l i cm e s s a g eb o a r d ，t e a c h e r s m e s s a g eb o a r da n ds t u d e n t s m e s s a g e b o a r d k e yw o r d s a g e n t ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t ，c o l l e g et e a c h i n g , r e q u i r ef o r m ，s c o r i a ，p e r s o n a lk n o w l e d g e m a n a g e m e n t ，e x p l i c i tk n o w l e d g e ，t a c i tk n o w l e d g e h 图表目录 图表目录 图卜l 认知型a g e n t 的结构图7 图1 - 2 反应型a g e n t 的结构图8 图卜3 混合型a g e n t 的体系结构图8 图卜4 网络与开放式分布式环境下a g e n t 与多a g e n t 系统工作系统9 表2 - 1 隐性知识与显性知识的区别2 1 图2 1 知识转化示意图2 2 图2 2 知识转化中场的对应2 4 图2 3 知识管理技术体系2 6 表2 2 知识管理工具简介2 7 图3 - 1 高校知识管理实施体系的灯笼模型3 5 图3 - 2 教学知识管理体系基本模型3 7 图3 - 3 基于w e b 的知识管理体系3 7 图4 - 1 n e tf r a m e w o r k 组成4 1 图4 - 2 系统数据库e - r 模型4 7 图4 - 3 系统模块划分图4 8 图4 - 4 管理a g e n t 部分模块图4 9 图4 5 教师a g e n t 部分模块图5 0 图4 6 学生a g e n t 部分模块图5 1 图4 7 系统a g e n t 结构模型5 2 图4 9 学习a g e n t 结构模型5 3 图4 一l ocs h a r p 学习智力测试题5 5 图4 - 1 1cs h a r p 学习基础测试题5 6 图4 1 2 学习a g e n t 产生学习者需求表单5 7 v 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个 人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：兰盏耸季 学位论文授权使用声明 日期：趋z 么 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权 保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。 有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被 查阅有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的 标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定 学位论文作者签名：兰堡壁至导师签名： 醐：砷 醐： 摹 引言 一研究背景 引言 二十一世纪的一个显著特征就是知识的急剧膨胀与迅速传播，知识与学习已经成为 人类社会持续发展与进步的核心。在知识经济时代，知识成为最重要的生产力要素和经 济资源，知识产品成为重要的消费品。对知识的分散管理已经不能满足知识经济时代的 需求。知识管理以促进知识的产生、交流和转化为目的，使分散的知识管理活动专门化、 系统化，并有效的促进知识的掌握和应用。 在人类知识的构成中，隐性知识相对显性知识而言是知识的主体，是一个组织核心 竞争力的源泉。隐性知识难以用语言文字图形等工具表述，具有高度的个性化、实践性、 互动性和背景依赖性等特点。如何有效地获取隐性知识是知识管理研究的重要内容。 高校是一个以传播、发展高深知识并为社会提供服务为目标的特殊社会组织。尽管 高校是一个知识密集的机构，但是高校的知识同样缺乏系统的、有效的管理。目前我国 的大学课堂仍然以知识的讲授为主，这种以传播显性知识为主的教学方式有悖于隐性知 识是知识的主体的原理。而那些存在于专家学者们头脑中的大量的隐性知识难以为表达、 传播，难以共享。 知识经济时代，知识以指数级在增长，发达媒体将海量的信息和知识带到我们面前， 如何从中选择并提取有用的知识是新的条件下急需解决的新问题。个人知识管理关注于 对获得的数据和信息进行深度加工、分析和综合，从而获得可直接用于解决问题和决策 的知识化信息；强调知识的共享与交流。个人知识管理对于提升教师和学生的知识掌握 能力具有有效的作用。 a g e n t 是一个具有自主性、社会能力、反应性和能动性等性质的基本硬件或基于软件 的计算机系统。a g e n t 具有智能的实体，具有自主性、交互性、反应性和主动性。a g e n t 的概念、技术、思想和工具在软件系统的开发领域正在得到日益广泛的应用。a g e n t 应用 到网络教学中能够较好的解决因材施教和个性化教学的问题。能够较好的实现教学系统 的动态互动。 基于a g e n t 的高校教学知识管理系统试图利用a g e n t 的特性，在高校教学中引入知识 管理，提升教师和学生的个人知识管理的水平，促进交流和互动，为隐性知识的传播转 化和高校教师和学生的个人知识管理提供一个网络平台；试图为当前高校教学存在的一 些问题找到比较合适的解决办法。 引言 二国内外研究现状分析 国外关于知识管理在教育领域的研究，尤其是知识管理在高校教学中的研究还处在 理论探讨的初步发展阶段，实际的应用还比较少。对高校知识管理的研究大多集中在对 高校管理的知识管理和图书馆知识管理的理论研究上，较少涉及高校教学的知识管理。 不过，随着知识管理在各个领域中的应用越来越深入，理论和实践的丰富，在高校教学 领域的应用也会蓬勃发展起来。 国内对知识管理在教育中的应用的研究，台湾省走在全国的前面。王如哲教授的知 识管理的理论与应用；以教育领域及其革新为例、林海清的知识管理于教育发展 等是台湾地区研究教育领域知识管理的代表作。大陆地区对知识管理的研究起步较晚， 对知识管理在高校中的应用也使集中在理论的探讨阶段。 从对中国期刊网上同类论文的研究分析总结出大陆地区对高校知识管理的研究主要 集中于高校管理、资源分配等几个方面。在中国期刊网中搜索文章标题为“知识管理” 的论文，得至t j 3 9 3 0 篇，其中含“大学”或者“高校”的总共5 9 篇，含有“高校管理”的 2 9 篇，含有“人力资源”4 3 篇，含有“教师”的3 3 篇，含有“学习”的6 9 篇；含有“高 校教学”的5 篇，含“高校科研”的3 篇。可见，我国大陆地区对知识管理在高校应用中 的研究集中于三个方面： 一是对高校管理的知识管理应用。例如：夏晶高校知识管理创新模式研究、汪 怿大学知识管理研究、唐平基于知识管理的高校教学管理系统等，这类研究把 知识管理作为一种全新的管理的思想和方法，从学校组织运作、结构的调整等方面引入 知识管理，创造出知识共享和隐性知识互动的机制和氛围，提升高校的核心竞争力。 二是关注于知识管理对教师专业发展和以及人力资源的配置作用。例如：姜勇知 识管理：教师专业成长新视角、刘丽教师个人知识管理与教师专业发展、王文奎 知识管理于高校师资队伍建设、于海棠基于知识管理的高校人力资源配置等论 文等。 三是关注于知识管理在远程学习中的应用，例如：周值强远程教育实施知识管理 的探索，王良辉基于知识管理的在线学习支持系统设计等。 对知识管理在这几个方面的研究并不能囊括高校知识管理的所有方面，在教学和科 研两个方面，知识管理的研究反而相对较少。而科研和教学恰恰是高校竞争力和生存能 力的核心。在未来若干年，对知识管理在教学和科研中的应用研究必然会呈现蓬勃之势。 三研究的目标 1 ) 分析高校教学中教师和学生对知识管理的需求。 2 ) 运用a g e n t 的软件开发思想和技术分析、设计和实现基于a g e n t 的高校教学知识 管理的平台。 2 引言 四研究的意义 1 ) 利用a g e n t 的智能性，构建基于a g e n t 的高校教学知识管理系统，为高校教师和学 生提供一个教学和学习的知识管理平台。探讨a g e n t 软件开发思想在知识管理系统中得应 用。 2 ) 探讨知识管理系统在高校教学中对教师教学和学生学习的应用。 五论文框架 本文拟分五章展开阐述： 第一章基于a g e n t 的软件开发，介绍a g e n t 的基本知识和面向a g e n t 的软件开发。 第二章知识管理，介绍知识管理的基本知识，包括知识的界定、分类，知识管理， 知识转化与知识场、知识管理技术与工具、学习型组织等。 第三章高校教学知识管理，在知识管理中突出介绍高校教学知识管理和知识管理在 高校教学中的应用。 第四章基于a g e n t 的高校教学只是管理系统的设计和实现，详细讲述本系统的设计 和实现。 第五章知识管理在高校教学中应用的反思，针对知识管理的应用，初步提出在高校 教学中应用知识管理的策略 第1 章基于a g e n t 的软件开发 第1 章基于a g e n t 的软件开发 1 1 a g e n t 的概念和特性 a g e n t 是分布式人工智能中的一个术语，是指运行于特定环境，根据自身或现场的需 求做出相应的反应。并且一旦形成某一特定的目标时，能运用所拥有的知识、能力达到 这一目标的实体。这里所说的知识是指包括a g e n t 所处的环境或它所要求解决问题的描 述，它可以包括领域知识、通讯知识、控制知识等。能力是指a g e n t 具有推理，决策、规 划、控制等能力，其能力可以是预先给定或通过通讯获得。目标既可以静态的目标也可 以动态的目标。 对于“a g e n t ”一词，在国内的文献中有几种翻译方式：智能体、主体、代理等，但 是最常见的是仍然采用英文“a g e n t ”的概念尚无统一的标准，对于汉语中那个词汇能最 好的表达“a g e n t ”的含义不能达成共识。 时至今日，a g e n t 尚无统一的定义，其含义随着环境的变化而变化。下面是比较具有 代表性的定义： h y a c i n t hs n w a w a 对于a g e n t 的定义： “a g e n t 是一个可以根据用户利益完成某些任务的软件和或硬件实体。如果可以选 择，我们宁愿说它是一种元术语，或者是一个类，其中还包括许多特定的a g e n t 类型，这 样问题就可以转变为对这些具体a g e n t 的定义了。” m i t 软件研究小组的p a t t i em a e s 认为，“a g e n t 是一类嵌入复杂、动态环境中的计算 系统，它可以感知、作用于环境，并且希望通过动作的执行实现一定的目标或任务。” 智能物理a g e n t 基金会( f i p a ：f o u n d a t i o nf o ri n t e l l i g e n tp h y s i c a la g e n t s ) 对 于a g e n t 的定义为，“a g e n t 是一类嵌入环境内的实体，它可以解释反映环境事件的传 感器数据，并通过执行动作影响环境。a g e n t 可以是硬件或软件；对于硬件a g e n t ，需 要强大的软件支持。” 英国w o o l d r i d g e 在( i n t e l li g e n ta g e n t s ：t h e o r ya n dp r a c t i c e 一文中给出了a g e n t 的两种定义获得了大多数研究这的认同。 a g e n t 的弱定义：a g e n t 用来最一般地说明一个软硬件系统，它具有以下四个特征。 自治性( a u t o n o m y ) ：a g e n t 可以在没有人或其他a g e n t 直接干预的情况下运作， 而且对自己的行为和内部状态有某种控制能力：o 社会性( s o c i a la b i l i t y ) ：a g e n t 和其 他a g e n t ( 也可能是人) 通过某种a g e n t 语言进行信息交流；o 反应性( r e a c t i v i t y ) ：a g e n t 能够理解周围的环境，并对环境的变化做出实时的响应；能动性( p r e a c t i v e n e s s ) ： a g e n t 不仅简单地对其环境做出反应，也能够通过接受某些启动信息，表现出有目标的行 1 1 1 n w a w a ，h y a c i n t hs & w o o l d r l d g cm ，s o f t w a r ea g e n tt e c h n o l o g i e s ，1 9 9 6 4 第1 章基于a 萨m 的软件开发 为。 a g e n t 的强定义：a g e n t 除了具有弱定义中的所有特性外，还应具备一些人类才具有 的特性，如知识、信念、义务、意图等。s h o h a m 乇k 为a g e n t 就是一种实体，它可以看做是 由多种心智状态，如信念、能力、选择和承诺等组成。另外，a g e n t 还可以具有其他一些 特性如：移动性( m o b i l i t y ) ：指a g e n t 可以在信息网络上移动；o 真实性( v e r a c i t y ) ： 假设a g e n t 不传输错误信息；0 仁慈性( b e n e v o l e n c e ) ：假设a g e n t 没有冲突目标，每个 a g e n t 通常有求必应； 合理性( r a t i o n a l i t y ) ：假设a g e n t 总是为实现目标而努力，而不 阻碍目标的获得，至少在它的信念中应该如此。 a g e n t 的特点： 1 、代理性( a c t i o no nb e h a l fo t h e r s ) ：代理具有代表他人的能力，即它们都代表用 户工作。这是代理的第一特征。 2 、自制性( a u t o n o m y ) ：一个代理是一个独立的计算实体，具有不同程度的自制能力。 它能在非事先规划、动态的环境中解决实际问题，在没有用户参与的情况下，独立发现 和索取符合拥护需要的资源、服务等等。 3 、主动性( p r o a c t i v i t y ) ：代理能够遵循承诺采取主动，表现面向目标的行为。例如， i n t e r n e t 上的代理可以漫游全网，为用户收集信息，并将信息提交给用户。 4 反应性( r e a c t i v i t y ) ：代理能感知环境，并对环境作出适当的反应。 5 社会性( s o c i a la b i l i t y ) ：代理具有一定的社会性，即它们可能同代理代表的用 户、资源、其它代理进行交流。 6 智能性( i n t e l l i g e n c e ) ：代理具有一定程度的智能，包括推理到自学习等一系列 的智能行为。代理一定程度上可能表现其它的属性： 7 合作性( c o l l a b o r a t i o n ) ：更高级的代理可以与其它代理分工合作，共同完成单个 代理无法完成的任务。 8 移动性( m o b i l i t y ) ：具有移动的能力，为完成任务，可以从一个节点移动到另一个 节点。比如访问远程资源、转移到环境适合的节点进行工作等。 1 2a g e n t 的分类 根据a g e n t 特点及应用范围，可以分为三种基本类型：分布式人工智能a g e n t 、智能 界面a g e n t 、移动a g e n t 。 1 ) 分布式人工智能a g e n t 在分布式人工智能领域中，研究重点集中于多a g e n t 系统，强调a g e n t 的人性化特征 及智能性。多a g e n t 系统类似于一个社会组织，能够解决单个a g e n t 不能解决的问题。 在多a g e n t 系统研究中，涉及到a g e n t 之阃的通信、协作协商、谈判等主要问题。通 信是指a g e n t 之问的信息交互，是进行协作协商、谈判等活动的基础。 s 第l 章基于a g c m 的软件开发 根据多a g e n t 系统中个体a g e n t 问表现出的合作程度，可以将其分为两类嘲嘲： 合作型多a g e n t 系统( c o o p e r a t i v em a s ) 在这种多系统中，a g e n t 由相同的设计 者开发实现，具有相同的整体目标，因此，a g e n t 之间表现为一种合作关系。 o 菲合作型多a g e n t 系统( s e l f - i n t e r e s t e dl i a s ) 在这类系统中，a g e n t 由不同的 设计者开发实现，具有不同的利益目标，并且都希望自身利益最大化。因此，在这类系 统中，a g e n t 之问是非合作化、竞争性的关系，有时甚至会出现敌对行为。 2 ) 智能界面a g e n t 这种类型的a g e n t 可以利用本地或网络资源替代用户完成某些任务，或对用户进行指 导，一般不与其他a g e n t 进行通讯或协作。这种a g e n t 的目标主要是与用户合作，充当建 议a g e n t ( 如智能化帮助系统) 、个人助手等，因此其研究重点主要在于用户与a g e n t 之 间的交互界面上，这也是称这种a g e n t 为“智能界面a g e n t ”的原因。 智能界面a g e n t 是采用面向a g e n t 的方法开发的用户界面，这种界面与一般用户界面 的区别主要在于其主动性和自治性智能界面a g e n t 可以通过用户的日常操作或对a g e n t 所 提问题的回答，建立对用户爱好的“感觉”，并主动根据用户的爱好对信息进行检索与 过滤。界面a g e n t 为用户的利益服务，提供简单易用的界面，使困难问题的复杂性对用户 变得透明。 3 ) 移动a g e n t 毫无疑问，移动a g e n t 应该具有可移动性，根据其特点可以将其定义为“具有跨平台 持续运行、自我控制移动能力，可以模拟人类行为关系，并能提供一定人类智能服务的 程序州”。与传统的计算模式相比，移动a g e n t 系统具有鲁棒性和容错性，支持异构环境； 在数据量较大的情况下，通过移动a g e n t 的移动可以避免大量数据的传送，从而减轻网络 负担。移动a g e n t 的实质是代码、数据以及执行环境的软件包，在程序执行的过程中可以 有目的地、自治地在网络中移动，充分利用与分布资源的交互来完成分布任务。 1 3a g e n t 的体系结构 所谓a g e n t 的体系结构是指如何用软件或硬件的方式实现a g e n t 。根据a g e n t 中是否利 用符号性知识，可以将a g e n t 的体系结构分为认知型a g e n t 、反应型a g e n t 及混合型a g e n t 三种。 1 ) 认知型a g e n t 认知型a g e n t 是一个基于知识的系统，是从符号人工智能领域中直接沿袭而来的。这 脚b o n d g a s s 4 1 f r e a d e r s h i pi nd i s t r i b u t e da r t i f i c i a li n t e l l i g e n c e 1 9 8 8 纠李英，多a g e n t 系统计其舀濑测，智能交通系统中的施用，2 0 0 4 州郜涛，张福炎，基于移动a g e n t 技术的信息服务与搜索横式1 9 9 9 6 第1 章基于a g c t 的软件开发 种a g e n t 中包含显式表示的符号模型，并且其决策过程是通过逻辑推理、模式匹配和符号 操作实现的。这种a g e n t 保持了经典人工智能系统的特点，是一种基于知识的系统，其环 境模型一般是预先实现的，形成主要部件的知识库。 认知型a g e n t 的结构如图卜1 所示”。a g e n t 通过传感器接收外界环境的信息，根据内 部状态进行信息融合，产生修改当前状态的描述；然后，在知识库支持下制定规划；形 成一系列动作，通过效应器对环境发生作用。 认知型 上传感器 内部状态卜+ i 信息融合 环 知识库卜叫】 固叫卫 境 l 效应器 圜卜1 认知型a g e n t 的结构图 2 ) 反应型a g e n t 与认知型a g e n t 相对应的是反应型a g e n t 体系结构，这种类型的a g e n t 中没有实际的模 型和规划，仅有一些简单的行为模式，这些行为模式以刺激一反应的方式对环境的改变做 出反应。 反应型a g e n t 的结构如 1 - 2 所示嘲。反应型a g e n t 不包含用符号表示的世界模型，也 不使用复杂的符号推理。条件一动作规则将a g e n t 的感知与动作联系了起来。其中矩形框 中的内容表示a g e n t 当前的内部状态，而椭圆框中的内容表示执行过程中所用的背景信 息。 1 6 l 史忠值，高级人工智能1 9 8 1 7 反应型a g e m j r 传感器 环 f 当前世界i 甲勰境 圈卜2 反应星a g e n t 的结构图 3 ) 混合型a g e n t 随着研究的发展，人们发现纯粹的认知型或纯粹的反应型a g e n t 都不是构造a g e n t 的 最佳方式。因此研究者们提出了混合型a g e n t 的概念，试图以此来融合经典和非经典的人 工智能技术。 一种融合方式是在a g e n t 系统中包含两个( 或以上) 子系统：一个是认知型子系统， 含有用符号表示的世界模型，并用传统人工智能中提出的方法生成规划并进行相应的决 策；另一个子系统为反应型，直接对环境中出现的一些紧急事件做出反应。通常，反应 子系统的优先级比认知型子系统高。图1 - 3 为一种混合型a g e n t 的体系结构图”1 。 图1 - 3 混合型a g e n t 的体系结构图 用李英，多姆t 系统及其在预测与智能交通系统中的应用1 9 8 1 ，弋 f 其他 1 a a e n t 8 第1 章基于a g c n t 的软件开发 1 4 多a g e n t 系统 多a g e n t 系统( m u l t i - a g e n ts y s t e m ，m a s ) 是指由多个可执行网络计算a g e n t 组成的 集合。通常，每个a g e n t 被认为是一个物理的或者抽象的实体。在网络与分布式环境下， 每个a g e n t 是独立自主的，能作用于自身和环境，能操作环境的部分表示，能对环境的变 化做出反映，更重要的是能与其他a g e n t 通信、交互，彼此协同工作。完成共同的任务。 m r s 可定义为：能进行问题求解，能随环境改变而修改自己的行为，并能通过网络与 其他a g e n t 进行通信、交互、彼此协同完成求解统一问题的分布式智能系统。这样的系统 能模拟人类社会团体、大型组织结构的群体工作，并运用他们解决问题的工作方式，解 决共同关心的复杂问题。m r s 的结构如图卜4 所示”。 图l _ 4 同络与开放式分布式环境下a g e n t 与多a g e n t 系统工作系统 m a s 具有以下六个基本特征。 1 ) 功能控制范围。单个a g e n t 的功能控制范围可能是全局，也可能是局部。 2 ) 集成系统的操作手段。系统可以通过局部功能、局部接口、应用或问题参数访问 单个a g e n t 。 3 ) 系统控制位置，包括中心或分布的。 4 ) 系统集成机制，包括功能、语言、表示方式、应用或问题。 5 ) a g e n t 组成，包括同构的、异构的。 6 ) 系统a g e n t 类型，包括人，机器、人和机器的混合。 m 王汝传，智能a 萨m 及乓庄信息网络中的应用，2 0 0 6 9 第l 章基于a g t n t 的软件开发 1 5 面向a g e n t 的软件开发 软件方法的发展与编程语言的发展相辅相成，经历了面向过程的方法、面向实体的 方法、面向对象的方法三个主要阶段，目前正在向a g e n t 的开发方法发展。 高级编程语言的最初形式是面向结构的。如b a s i c 、p a s c a l 、f o r t r a n 等。在过去的 许多年里，结构化编程方法逐步发展为自顶向下的设计及自底向上的编程技术。在人工 智能的发展过程中，为了适应推理的需求，逐渐形成了一种描述性的编程语言，如p r o l o g 、 l i s p 、s m a l l t a l k 等，这种描述性语言的优势表现在：编程者不需要告诉程序如何实现一 种功能，而只需提供给程序要实现什么功能，适合于知识库的推理要求其中，在 s m a l l t a l k 语言中，采用了类( c l a s s ) 和对象的概念，用程序中的对象和现实生活中的 真实对象进行对应，并为对象规定一些属性与行为，这就是面向对象编程思想的最初体 现。随着高级语言的发展，逐渐将类、对象、数据封装、继承等概念集中起来，形成了 面向对象的程序设计语言，如c + + 、j a v a 、c # 等。 面向对象的方法是一种围绕真实世界的概念来组织模型的软件分析方法，其基本结 构是对象，是数据结构与行为的有机组合体，它与现实世界的客观事物相对应，系统的 构造以分析问题涉及的对象及对象之间的关系为中心展开的，直接与人类认识和记录客 观事物的方式相对应。通过对象，实现了数据封装、信息隐蔽，反映了人类认识事物由 特殊到一般的归纳抽象、继承性则实现了从一般到特殊的演绎过程。 随着对多a g e n t 系统研究的不断深入，许多科研机构致力于研究适用于开发多a g e n t 系统的基础平台，提出了多种框架结构。1 9 9 3 年，y s h o h a m 提出了面向a g e n t 的编程思想： 9 1 面n a g e n t 方法是从计算机的社会性角度出发而提出的，其主要思想是用a g e n t 来构 造计算机系统。面向a g e n t 方法中的a g e n t 从总体上具有以下特征嘲：( 1 ) a g e n t 是并发执行 的、自治的实体；o a g e n t 是用信念、目标等心智状态概念编制而成的认知系统；o a g e n t 是具有逻辑规范的推理系统； a g e n t 采用语言行为协议和消息传送方式相互通信。 与面向对象的方法相比，面向a g e n t 方法的主要优势表现在：虽然对象和a g e n t 都提 供了不依赖于其内部数据结构和算法的消息交互，但是在面向对象的方法中，同样的消 息对于不同的对象可能具有不同的含义；而在面向a g e n t 的方法中，a g e n t 之间是通过一 种独立于a g e n t 之外的语法结构的共同语言进行通讯的，即不同的a g e n t 对于同一消息的 理解是协同的。 a g e n t 与对象之间的区别表现在对象不具有自主性和目标性“”，而a g e n t 却可以自主 地去实现自身的目标，必须有外界的指示。在面向对象的方法中，对象通常是被动的， 但现实世界中的对象一般是具有目标和规划的，而不是完全被动地等待外界来激活它。 l y lm j c h 种lr g e l t c s c l r c h ，s i c v c np r e t c h p c l s o f t w a r ta g e n t s 1 9 9 4 。 i i o lp o n t m j m o r c o l c e t o w a r d s a p r a c t i c a l m e t h o d o l o g y f o r a g e n t o r i c n t e x l s o t t w = m e n g i n e e r i n g w i t h c + + a n dj a v l 9 9 6 1 0 第1 章基于a s c n t 的软件开发 从对现实世界的模型化的角度来说，a g e n t 提供了比对象更高层次的抽象，这种高层 次的抽象可以对实体之间的协作和协商等行为提高更加直接的支持。 相对于对象而言，a g e n t 是一个颗粒更大，智能性更高，并具有一定自治性的实体。 a g e n t 和对象之问也有很多共同点，比如封装性、继承性和多态性等。面向a g e n t 的开发 方法是面向对象开发方法的一种特例，只是面向对象的编程方法中，对象的内部状态被 规定为面向a g e n t 编程中a g e n t 的心智状态，例如信念、能力、承诺、目标等，每种心智 状态都有一定的涵义。而对象之间的消息传递被基于言语动作的通信原语取代，例如通 知、承诺、请求、拒绝等。 2 1 知识的界定 第2 章知识管理 第2 章知识管理 2 1 1 历史上人们对于知识的认识 知识是一个发展中的概念，不同的历史时期、不同领域的研究者从各自不同的研究 角度和立场对知识进行了定义。从古至今，人们对于什么是知识的问题也一直争论不休。 正如著名哲学家罗素在人类的知识一书中指出的“知识是一个意义模糊的概念”。 尽管如此，在历史的长河中，人类积累了丰富的对知识的理解。随着生产力的提高，社 会的进步，科学技术的发展，人类对知识的认识也在不断的丰富和升华，尤其是以计算 机技术和通讯技术的普遍应用的第五次信息革命之后，人类逐步进入到知识经济时代， 人们对于知识的认识更是上升到了一个从未有过的高度。 1 ) 古代哲学对于知识的认识 在汉语中，“知识”这个概念是由“知”和“识”二字构成的复合词。知，在古代 汉语中作为动词是“知道”、“了解”的意思，如论语里的“知之为知之，不知为 不知”、“温故而知新”。作为名词是指的“知识”、“见识”、“常识”等。苟子的 “草木有生无知，禽兽有知无义”，“所以知之在人者，谓之知，知有所合谓之智”， 既把知作为动词，也作为名词，强调人具有感知能力，在与外界接触的过程中获得知识。 古代西方社会把知识看作是对思维形式的探索，是学术文化追求的根本目的，认为 知识的价值在于求知而非实用。例如，苏格拉底认为，知识的目的是为了自我成长，知 识的效果是表现在人的内在层面。柏拉图也认为：知识是永恒不变的，放之四海而皆准 的，人们从事科学是为了认识那些永恒的事物，而不是为了认识短暂出现、但不久就消 失的事物。 2 ) 近代哲学对于知识的认识 近代哲学从认识论的角度，从知识的来源、获得知识途径等方面形成了理性主义和 经验主义两大流派。 经验主义的知识概念反对任何先验的观点，认为人类所有的知识都来源于感知经验， 都是对外部世界各种联系的反映。这方面的代表是两位经验主义者，提出“知识就是力 量”的培根和被称之为“英国经验主义之父”的洛克。 培根认为，真正的知识是对外界事物忠实的反映，观察和实验是获得这些知识的最 可靠的途径。他的著名言论“知识就是力量”把对知识的认识引向了一个新天地。他提 出知识不再是一种纯思辨的东西，而是一种力量，肯定了知识的实践价值。洛克认为， 人的心灵如同一张白纸，没有任何先验的观念。所有的观念都是通过感觉得来的，感觉 1 2 第2 章知识管理 是人们获得知识的唯一通道，“我们的全部知识是建立在经验上面的；知识归根到底都 是源于经验的”，人类知识的道路是从个别现象的感知经由归纳的途径逐渐获得对一般 原理的认识。 与经验主义相对的理性主义认为，普遍必然性的知识只能依靠理性知识来把握，并 只能来自理性本身。知识是理性天赋的，不是外来的。理性主义的代表人物是法国哲学 家的笛卡尔和德国哲学家的康德。 笛卡尔是理性主义的奠基人，他否认感觉经验的可靠性，不承认它们是知识的来源。 他提出“我思故我在”，认为整个世界唯一不能怀疑的东西是“我”作为一个思想者的 存在，这是一切知识的前提，也是一切知识最牢固的基础。由感官获得的感受是不可靠 的，不是知识的来源，只有由思想获得的知识才是清晰可靠的。真正的知识都只能直接 或间接来自我们的理智，即只有天赋的知识才是真正的知识。 康德虽然没有否认感觉经验在知识构成中的作用，但他同