（应用数学专业论文）基于移动agent网络考试系统的研究与实现.pdf

新江师范太学硕士学位论文 摘要 目前，随着计算机技术和网络技术的发展，网络教学迅速发展和 普及，而网络考试作为网上教育的一个重要方面已经成为研究的热 点，但在现阶段仍面临着许多诸如智能性、交互性以及安全性方面的 问题。而a g e n t “州1 技术也是目前计算机领域一个较为热门的研究 方向，在很多的领域中都有研究人员在研究。并且在面向a g e n t 程序 设计h ”方面也有了很大的进步，因此，将多a g e n t 哺7 8 儿钔“们“技术 应用到网络考试系统上来，能克服现阶段网络教学中的局限和不足。 本文主要介绍和实现了一个基于多a g e n t 和移动a g e n t 的网络考 试系统。首先介绍了当前网络考试系统的研究现状；接着介绍了研究 中所需的各种相关技术，并对目前已有的关于该方面研究工作作了全 面而深入的分析，重点是介绍了当前多a g e n t 技术的研究情况；最后， 结合前面的研究工作，设计了一个基于多a g e n t 的网络考试系统模 型，并且在这基础上利用i b ma g l e t “幻“引“”平台实现了这个系统。 关键词：a g e n t 、多a g e n t 系统、i b ma g l e t 、考试系统 浙江师范大学硕士学位论文 a b s t i 己a c t n o w a d a y s ，w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n dn e t w o r k ，t h e n e t w o r ke x a m i n a t i o ns y s t e mi nt h et e a c h i n go nt h en e th a sb e c o m ea h o t s p o t i n i n v e s t i g a t i o n ，b u t s t i l lf a c e s m a n yp r o b l e m s s u c ha s i n t e l l i g e n c e ，i n t e r a c t i o nw i t he a c ho t h e r ，s e c u r i t yp r o b l e ma n d s oo n a n d t h e t e c h n o l o g yo f a g e n t i so n eo f t h em o s t p o p u l a rc o m p u t e r i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g i e s m a n y r e s e a r c h e r e ss t u d yi ti nm a n yf i e l d s i th a sa l s om a d e p r o g r e s si na g e n t - o r i e n t e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e t h e r e f o r e ，a p p l y i n g t h et e c h n i q u eo f a g e n t st ot h en e t w o r k e x a m i n a t i o ns y s t e mc a no v e r c o m e t h el o c a l i z a t i o n sa n d s h o r t a g e so f t h ec u r r e n tl o n gr a n g ee d u c a t i o no nt h e n e t t h i st h e s i sm o s t l yi n t r o d u c e sa n dr e a l i z e sa m u l t i a g e n t - b a s e d n e t w o r k e x a m i n a t i o ns y s t e m f i r s t l y , w ei n t r o d u c es o m et e c h n o l o g ya b o u tt h i s r e s e a r c hw o r k t h e nw e a n a l y z e e x i s t e n tr e s e a r c hw o r ka b o u tt h i s d i r e c t i o nd e e p ，m a k ea no v e r a l la n d d e e pa n a l y s i sa b o u tr e s p e c tr e s e a r c h w o r k ，e s p e c i a l l y i n t r o d u c et h er e s e a r c hs i t u a t i o no f p r e s e n tm u l t i a g e n t t e c h n o l o g y a tl a s t ，w i t h t h e p r e c e d i n g r e s e a r c h w o r k ，w ed e s i g na m u l t l a g e n t - b a s e dn e t w o r ke x a m i n a t i o ns y s t e ma n dm a k eu s eo fi b m a g l e t w h i c hi sa n i n t e g r a t e di n t e r f a c eo fa g e n t s t or e a l i z ei t k e yw o r d s ：a g e n t 、m u l t i a g e n t s y s t e m ( m a s ) 、i b ma g l e t 、 e x a m i n a t i o n s y s t e m 浙江师范大学硕士学位论文 ( 一) 问题的提出 绪论 未来的信息时代是网络时代，同时也是一个社会教育化的时代。随着计算 机网络技术及数据库技术的发展，网上无纸化考试系统因其公j 下性、安全性、准 确性、灵活性、随机性、及时性、方便性等特点，已成为目前国际上普遍采用的 一种考试形式。任何人要想在网络时代生存和发展，必须接受教育以获取足够多 的知识。当以计算机技术和通信技术为核心的计算机网络引入教育领域后，教育 的面貌发生了根本性的改变。网上考试已成为各国一种传播速度更快、覆盖范围 更广泛的新型教育形式。网上无纸化考试系统可以充分发挥已建立的各课程考试 题库的作用，方便教师及时、全面、均衡的组织试卷：省去了试卷的打印、印刷、 装订等一系列过程，减少了相应的工作量并可以避免此过程的不安全性；灵活的 考试时间安排，方便了管理部门及参加考试的学生；对于客观题可以自动阅卷， 考试成绩在考试后能够立即输出，并自动送入数据服务器的成绩数据库中，由成 绩管理系统进行处理、增强了阅卷的公正性及成绩的准确性。 当今，计算机信息技术已经渗透到社会的各个方面，尤其在高校，计算机已经 成为必不可少的基础设施。伴随着信息技术的发展和广泛应用，新的教学模式必 将代替原有的教学模式。如今新的教学观念、教学手段已有了长足的应用和发展 网络教学、虚拟教学等已经在一些地方或高校得到应用。出现这种现象的原因是 多方面的，首先是时代发展对人们提出的新的要求，在校大学生只有掌握了更多 的技能才能适应时代和社会的需求，由此就促进了教学模式的改变，尤其是教学 内容的改变。 伴随教学模式和教学内容的改变，多媒体计算机和网络平台信息技术已经融 于教学的各个环节，学生可以通过计算机网络选择和学习自己的课程，还可约定 时间和教师进行学习和交流，教学内容已经走向电子化，学习效果的检测也将由 计算机和网络来管理和实现，这样传统意义上的考试形式已不能适应新的教学模 式，一种新的考试方式便应运而生，这就是无纸化的计算机无纸化考试。 l 浙江师范大学硕士学位论文 ( - - ) 网络考试系统的研究现状 考试是教学过程中的重要环节”，它担负着因材施教、选拔人才、诊断补救、 评价教学、就业指导等从多功能当前，计算机“无纸化考试系统”由于高度安全、 便于组卷和评阅、无纸化资源消耗低、自动化程度高、可以实现远程考试等特点， 在学历考试、各种职称考试、证书考试中已被广泛使用。 ， 在传统的客户服务器模式下，基于网络的考试系统虽然具有出卷、考试管 理、阅卷等方面四系统自动进行以及系统试题可自由扩充“，服务器把所能提供 的资源( 如数据库) 服务进行广播，而实现服务的代码却驻留在服务器上”“。如果 客户方对服务器上的某些信息感兴趣，它只需简单调用一个或多个服务器提供的 服务即可，但客户方需要某些机制“来决定该使用哪一个服务”。服务器拥有处 理器资源、软件资源和信息资源等优势。到目前为止，大多数分布式系统都是基 于这种模式的，它的不足之处是网络流量大、网络性能差。 而a g e n t 理论与技术特别是移动a g e n t 技术作为开发软件系统的新方法已经 得到了学术界的广泛关注。移动a g e n t 技术对于未来分布式系统的设计、实现和 维护技术具有重要意义。它可有效地降低网络拥塞、克服网络隐患、其异步0f 主运行特性提高了分布式系统的健壮性和容错能力。一旦移动a g e n t 从客户端传 输到另一台主机上这台机器就可以和网络断开连接直至想回收a g e n t 或再次传 送a g e n t ，即整个系统可工作在异步方式；移动a g e n t 可以轻易地从一个平台移 动到另一个平台，它们带着自身代码移动到目的机器上无须预先安装就能运行， 可以很方便地实现负载平衡；移动a g e n t 可以感知环境的变化并作出反应，多个 移动a g e n t 可以动态地调整分布以维持最优配置”“。因此，将a g e n t 技术运用到 考试系统中去，可以给考试系统带来更多的优点。 2 浙江师范大学硕士学位论文 二a g e n t 的概念与技术 ( 一) a g e n t 概念的提出 智能软件a g e n t 技术的诞生和发展是人工智能技术( a i ) 和网络技术发展的 必然结果。从2 0 世纪6 0 年代起，传统的a i 技术开始致力于对知识表达、推理、 机器学习等技术的研究，其主要成果是专家系统。专家系统把专业领域知识与推 理有机地组合在一起，为应用程序的智能化提供了一个低级而实用的解决办法。 作为人工智能的一个分支，a i 计划理论的研究成果使应用程序有了一个初步的 面向目标和特征，即应用程序具有了某种意义上的主动性；而人工智能的另一个 分支决策理论和方法则使应用程序具有了自主判断和选择行为的能力。人工 智能围绕着知识所进行的广泛研究和应用正逐步形成一门新的学科，这就是知识 工程，它涉及知识的获取、存储和管理等许多课题。所有这些技术的发展加快了 应用程序智能化的进程。 随着网络技术的发展，多个应用程序间相互作用的模式正从单一的集成式系 统向分布式系统深化。一个在物理上和地理上分离的应用程序之间通信与合作的 网络底层基础结构正逐渐建立起来。分布式对象技术( 如c o r m 或d c o m 技术) 则进一步使分布且异构的应用程序之间能以一种共同的方式提供和获得服务，实 现了在分布式状态下的“软”集成。 智能化和网络化的发展促成了软件a g e n t 技术的发展，软件a g e n t 技术正是 为解决复杂、动态、分布式智能应用而提供的一种新的计算手段。许多专家信心 十足地称：软件a g e n t 技术将成为2 1 世纪软件技术发展的又一次革命“。 1 a g e n t 的概念与特性 ( 1 ) a g e n t 的概念 虽然计算机科学中许多领域都对a g e n t 和基于a g e n t 的系统感兴趣，这些领 域有：人工智能( a i ) 、分布系统、计算机通信和软件工程等；但是学者们对a g e n t 到底是什么并没有取得一致的意见。每个领域都从自身的角度来定义a g e n t 。因 此，对于a g e n t 概念，是学术界一直争论的一个话题，不同的研究者有着不尽相 同的观点和看法。 浙江师范大学硕士学位论文 一种比较普遍的观点认为，a g e n t 是具有自治性、反应性( 对环境进行感知 和动作) 和面向目标特性( 即a g e n t 的执行总是朝着目标的方向运行) 的程序实 体。 我们研究a g e n t ，研究得更多的是如何支持和应用a g e n t ，而不是a g e n t 怎 样才算是智能的。我们关注得更多的是，如何利用a g e n t 的概念模型来更好地解 决实际应用中的问题，而不是怎样的模型才算是一个真正的a g e n t 。因此，我们 也从自己的角度定义了a g e n t ：a g e n t 是一段可以帮助用户或者代表用户完成某 项任务的程序，它通常可以保存一定的状态，并能同它的所有者、其它的a g e n t 以及其所处的环境交换信息。 我们可以从以下两个角度来看a g e n t ：从最终用户角度，a g e n t 是一种程序， 它代表用户，是用户实现其意图的软件助手，它因用户向它指派工作而起作用： 从系统角度，a g e n t 是一个软件对象，生存于一个执行环境中并拥有自己的特性。 【2 町 ( 2 ) a g e n t 的特性强” a g e n t 可以具有很多的特性： 自治性：a g e n t 能够在没有人或其他外界因素的干预下自主地控制其自身的 运行，并能控制其动作和内部状态，即它从用户那罩得到了一定程度的自治。自 治性是a g e n t 最重要的特性之一，而且任何其他程序单元无法访问其操作，它具 有更好的封装性，因而也具有更高的安全性。 反应性：a g e n t 可以感知环境并及时地作出反应。其行为通过触发规则和执 行定义好的计划来更新a g e n t 的事实库，并发送消息给环境中的其他a g e n t 。 面向目标性：或者说a g e n t 具有预动性，每个a g e n t 应当是面向目标的，都 有明确的任务、目标，能够展现出一种导向目标的行为。 针对环境性：a g e n t 必须是针对环境的，在某个环境中存在的a g e n t 换了一 个环境之后就有可能不再是a g e n t 了。因为它有可能无法对变换了的环境进行感 知和反应，各类a g e n t 往往只满足于它们所存在的环境。 协作性：对于某些任务，仅靠单个a g e n t 很难完成，这罩需要通过多a g e n t 的协调与合作才能完成。a g e n t 可以与其它a g e n t 或人进行交互作用。用户和 浙江师范大学硕士学位论文 a g e n t 之间的合作可以描述为一份协议的协定过程。用户定义其期望的操作， a g e n t 说明其能力并给出结果，这可以视作双向交谈；每一方向另一方提问，保 证双方对随后的工作达成一致。在面向a g e n t 的系统中，交互的双方处于对等的 地位。a g e n t 之间的交互通过a g e n t 交换知识、信念及计划的机制来协同工作， 解决由单个a g e n t 很难完成的大型任务。 主动性：a g e n t 可以主动地采取行动达到目标，它们可以根据目标和意图进 行推理，并据此规划以后的行为。 适应性：a g e n t 可以适应环境的变化。 移动性：a g e n t 可以移动到另外的环境中。它们可以携带数据和智能指令在 远程执行。 持续性：a g e n t 是连续运行的进程，而不是执行一遍即终止的程序。 人性化：a g e n t 可以帮助人们更好地完成任务，因为人并不都是做同样的工 作，不同的人做同样的工作也可能采取不同的方法。a g e n t 必须在工作中学习， 所以需要有学习和记忆的组件。 可靠性：对最终用户而言是可信任的。 以上是a g e n t 理论上的特性，很少有个a g e n t 同时具有所有上述的特性。 研究和开发人员没有必要构建一个包括以上所有特性的a g e n t 或a g e n t 系统，往 往是从应用的实际出发来开发包含以上部分特性的a g e n t 及由其组成的系统。正 是因为a g e n t 可以具有许多的特性，因此可以用各种a g e n t 来构筑丰富多彩的应 用系统。 ( 二) a g e n t 的基本结构 从结构上看a g e n t 由七个主要部分组成。”：消息监听器、总控模块、任务求 解与推理机、思维状态、知识库、行为规则、行动。其工作过程为：消息监听器 收到发来的消息后，立即告诉总控模块，a g e n t 根据消息和当前的思维状态，从 行为规则中找到一条匹配的规则，利用相关知识进行推理和任务求解，最后采取 行动，对外部作出响应，在和外部环境的交互过程中a g e n t 的思维状态持续地演 化，最终实现一定的目标，完成用户交给的任务。“。图2 一l 是a g e n t 的基本结构 浙江师范大学硕士学位论文 示意图。 ( 三)小结 图2 1a g e n t 基本结构模型 本章引入了a g e n t 这个概念，对它进行了一些介绍与分析。a g e n t 是驻留于 环境中的实体，它可以解释从环境中获得的反映环境中所发生事件的数掘，并执 行对环境产生影响的行为。a g e n t 具有反应性、社会性及自发性等特性。a g e n t 通过感知自身和环境中的信息，自主采取行动实现一系列预先设定的目标或任 务，他的心智和社会特性使得软件a g e n t 是智能和自主的，同时又是健壮的。出 于a g e n t 的智能性，将它应用于网络考试系统上来，就能克服当前网络考试系统 的一些不足与局限。 6 浙江师范大学硕士学位论文 三多a g e n t 技术及其典型平台a g l e t 介绍 ( 一) 移动a g e n t 的定义与特性2 4 1 并非所有的a g e n t 都必须移动，a g e n t 可以是静止不动的，以通常方式和周 围环境交互，如各种形式的r p c 以及消息传递，这种不能或不需移动的a g e n t 称 为静止a g e n t 。 相反，移动a g e n t 不囿于它开始执行的环境，可在网络系统各主机问自由移 动，在某个执行环境中被初建后，移动a g e n t 可携带自身状态和代码在网络中移 动到另一环境中去，并可在该环境中恢复执行。其中“状态”是指a g e n t 在异地 目标环境中恢复执行时所需的属性值，而“代码”是a g e n t 执行的必要条件。 据此，我们给出移动a g e n t 的定义：移动a g e n t 是一独立的计算机程序，它 可自主地在异构的网络上按照一定的规程移动，寻找合适的计算资源、信息资源 或软件资源，利用与这些资源同处一台主机的或网络的优势，处理或使用这些资 源，代表用户完成特定的任务。它除具有前述a g e n t 的特征外，还具备以下三个 基本特征： ( 1 ) 移动a g e n t 必须具有一定的身份，并代表用户的意愿。 ( 2 ) 移动a g e n t 必须可以自主地从一个节点移动到另一个节点，这是移 动a g e n t 最基本的特征，也是移动a g e n t 区别与其他a g e n t 的标志。 ( 3 ) 移动a g e n t 必须保持在不同的地址空间中连续运行，即保持运行的 连续性，也即是在移动到另一节点上运行时的状态必须是在上一节点挂起的那一 时刻起的状态。 这三个特征是界定移动a g e n t 的必要准则。 l 多a g e n t 的概念 由于能力限制，要求单个a g e n t 完成多任务或复杂任务是不现实的，往往需 要多个a g e n t 合作共同完成。多a g e n t 系统并不是多个智能a g e n t 的简单组合， 是为了解决单个智能a g e n t 不能够解决的复杂问题，而由多个a g e n t 协调合作形 成的问题求解网络，是一个高度交叉的研究领域。“。 由多个a g e n t 组成的一个较为松散的多a g e n t 联邦，这些a g e n t 成员之间相 激江师范大学硕士学位论文 互协同，相互服务，共同完成一个任务。各a g e n t 成员的活动是自制和独立的， 其自身的目标和行为不受其它a g e n t 成员的限制，它通过竞争或磋商等手段协调 和解决各成员a g e n t 的目标和行为之间的矛盾和冲突。多a g e n t 系统的数据和资 源是分散的，每个a g e n t 对于所要完成的任务拥有不全面的信息或能力，不存在 全局的控制系统，任务的执行和计算是异步的。多a g e n t 系统主要研究整个多 a g e n t 系统活动中各a g e n t 之间的相互作用如何产生、每个a g e n t 成员的推理和 行为决策如何考虑系统或环境中其它a g e n t 的存在、a g e n t 成员的目标和行为之 间可能的冲突检测和协调以及任务和资源的划分、分配和管理等。 单个a g e n t 的能力是有限的，但可以通过适当的体系结构把a g e n t 组织进来， 从而弥补各个a g e n t 的不足，使整个系统能力超过任何单个a g e n t 的能力。因此， 某些系统中可能存在多个相互交互作用的a g e n t ，而构成m u l t i - a g e n t 系统。这 样的系统表示一个应用领域或者一个问题需要多个问题求解实体，这种系统具有 传统分布、并发问题求解的优点，同时具有复杂的交互模式。冈为它往往涉及到 多个a g e n t 之间的相互合作、协同、协商、竞争等问题的分析和讨论以及与之相 关的复杂交互模式。 2 多a g e n t 系统的特性 多a g e n t 系统有以下特性： 1 ) 社会性：a g e n t 可能处于由多个a g e n t 构成的社会环境中a g e n t 拥 有其它a g e n t 的信息处理和知识，并能通过某种a g e n t 通讯语言与其它a g e n t 实施灵活多样的交互和通讯，实现与其它a g e n t 的合作、协同、协商、竞争 等等，以完成其自身的问题求解或者帮助其它a g e n t 完成的相关的活动。 2 ) 自治性：在多a g e n t 系统中一个a g e n t 发出请求后，其它a g e n t 只有 同时具备提供此服务的能力与兴趣，才能接受动作委托。因此，一个a g e n t 不能强制另一个a g e n t 提供某项服务。 3 ) 协作性：在多a g e n t 系统中，具有不同目标的各个a s e n t 必须相互 工作、协同、协商来完成问题的求解。 l 浙江师范大学硕士学位论文 ( 二) 多a g e n t 协同工作方式 a g e n t 的协同工作有两种方式。7 1 ：个体式合作和联邦式合作。个体式合作方 式是a g e n t 之间直接进行通信，并通过合同网式说明共享( 如黑板机制) 等合作 协议进行合作。其缺点在于a g e n t 负责其有关的所有协调活动，必然造成a g e n t 结构复杂，随着a g e n t 数量的增多，广播式通信方式也必然导致通信效率的下降 和通信费用的增加。g e n e s e r e t h 等人提出的联邦式合作方式( 如图3 一l 所示) ， 是通过促进器( f a c i l i t a t o r ) 将每台工作站上的a g e n t 组成联邦。促进器作为 组织者，以集中控制方式组织联邦内a g e n t 的协同工作，并将多个联邦间协同工 作所需要的通信量限制在促进器之间，从而能大幅减少网络通信量而且能简化联 邦内a g e n t 结构。 图3 - ia g e n t 问的联邦式协同方式 ( 三) 多a g e n t 系统的分类 多a g e n t 系统分为两类”：一类是有共同目标的系统，另一类是无共同目标 的系统。有共同目标的多a g e n t 系统对外界表现出明显的功能，所有的a g e n t 有 各自具体的目标，它们的目标都服务于系统的整体目标，各个a g e n t 在系统内部 有明确的分工与合作，建立这类系统主要用于帮助人们处理复杂性问题，如是， 基于多a g e n t 预测或决策支持系统。无菇同目标的多a g e n t 系统中，各个a g e n t 都有其各自的目标，相互之间往往还存在着利益冲突，这种系统主要用于模拟复 杂系统，s a n t a f e 研究院开发的s w a r m 软件就是为建立这类系统提供多个a g e n t 的构筑与运行环境。 在多a g e n t 系统中，有3 种不同功能的a g e n t 类型：管理a g e n t ，交互a g e n t 9 浙江师范大学硕士学位论文 和模型a g e n t 。 1 ) 管理a g e n t ：又可称为服务a g e n t ，保存着系统中各个a g e n t 相关信息， 如名称、地址、类型和功能等，还负责系统的管理和有关a g e n t 的信息查询等。 2 ) 交互a g e n t ：是人现系统进行交互的界面，利用它人们可以打开和维护 数据、显示数据啦线、查询其他a g e n t 的信息和调用模型a g e n t 运行并显示运行 结果等。 3 ) 模型a g e n t ：由一种定性或定量的模型方法封装而成的a g e n t ，是执行模 型运行的主体。人们利用交互a g e n t 来远程调用其运行，它将得到的结果发送给 交互a g e n t 。当然用户也可以直接利用它的交互界面，在本机上直接运行它提供 的模型。 多a g e n t 系统有一个管理a g e n t 、多个交互a g e n t 和多个模型a g e n t ，它 们分布在能通过网络进行通信的各个计算机上，网络可以是局域网，也可以是 i n t e r n e t ( 图3 2 ) 。它与传统的模型库结构的模型系统相比，具有一些独特的 功能：系统自主管理、远程模型调用与运行、系统自生扩展、运行结果共享等功 能。 图3 - 2 多a g e n t 的组成 浙江师范人学硕士学位论文 ( 四) 多a g e n t 系统( m a s ) 的体系结构 a g e n t 的体系结构是指构造a g e n t 的特殊方法学，它描述了组成a g e n t 的基 本成分及其作用、各成分的联系与交互机制、如何通过感知到的内外部状态确定 a g e n t 应采取的不同行动的算法，以及a g e n t 的行为对其内部状态和外部环境的 影响等。目前，人们已提出的a g e n t 的体系结构大致可分为三类： 1 ) 审慎式体系结构 该体系结构的特点是a g e n t 中包含了显示表示的世界符号模型，a g e n t 的决 策是通过基于模板匹配和符号操作的逻辑( 或准逻辑) 推理作出的。 2 ) 反应式体系结构 该体系结构的特点是a g e n t 中包含了感知内外部状态变化的感知器、一组对 相关事件作出反应的过程，和一个依据感知器满打满算某过程执行的控制系统， a g e n t 的活动是由于受到内部或外部某种“刺激”而发生的，因此被称为反应式 的体系结构。 3 ) 混合式体系结构 该体系结构的特点是a g e n t 中包含了审慎式和反应式两个子系统，通常这两 个子系统是分层次的，前者建立在后者的基础之上。这种体系结构的研究与实验 目前在人工智能领域较为活跃，有关成果将对分布式系统中a g e n t 应用功能的增 强产生直接影响。 ( 五)i b ma g l e t 系统开发平台 1i b m a g l e t 系统简介 a g l e t ”“。”是由i b m 日本公司用纯j a v a 开发的m a 技术，映射了j a v a 的a p p l e t 模型，目的是引入移动性。a g l e t 实际上就是单词a g e n t 和a p p l e t 的混台词”“， 并且，a g l e t 提供了实用平台 g l e tw o r k b e n c h ，它提供了包括m a 的创建、迁 移和通信机制，可以实现位置无关性和主动性。a g l e tw o r k b e n c h 作为一个平台 向用户提供了一个可视化的运行环境。其中，a g l e t 服务器t a h i t i 提供了可视 化的管理界面，让使用者方便地监视和控制a g e l e t 的执行；并且向用户提供了 一些软件包和公共常用函数，极大地降低了程序编写的难度。i b ma g l e t 开发平 浙江师范大学硕士学位论文 台的操作界面如图3 - 3 。 图3 - 3i b m a g l e t 服务器操作界面 2a g l e t 系统对象模型 a g l e t 定义了一套方便移动a g e n t 程序设计的a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a m i n t e r f a c e ，应用程序接1 ：3 ) ，图3 4 显示了a g l e ta p i 所定义的几个主要接1 和 对象之间的关系“2 m “。 厘萝多国 图3 4 ：a g l e t 平台下的a g l e t 对象模型 图中的a g l e t 处于核心地位，即通常所指的移动a g e n t 也是在程序设计时 要实现的主要内容。a g l e t p r o x y 接1 ：3 对象为a g l e t 提供了一定的安全保护，我 们可以简单地把a g l e t p r o x y 接口对象当作是a g l e t 对象的旬柄，对a g l e t 的访 问和控制都必须通过a g l e t p r o x y 对象实现。a g l e t c o n t e x t 提供了一个到a g l e t 当前运行环境的接口。任一个a g l e t 都可以通过调用a g l e t g e t a g l e t c o n t e x t0 浙江师范大学硕士学位论文 原语来获取对其当前a g e tc o n t e x t 对象的引用，并通过它来获取诸如主机地址 和a g l e tp r o x y 列表之类的本地信息，或在执行环境中创建一个新的a g l e t 。此 外，a g l e t 还可以通过此接1 ：3 向执行环境或其它a g l e t 发送消息。a g l e t 之间通 过消息传递进行联系，a g l e t s 的消息对象可以理解为一种自定义类型的消息协 议，是a g e t 进行交互的主要手段。 3 a g l e t 生命周期 a g l e t 对象支持的行为包括创建、克隆、派遣、回收、挂起、激活、终结和 消息传递。这些行为构成了a g l e t 的整个生命周期。在应用a g l e t 时，必须首先 为每个a g l e t 对象创建子类实例。有两种方法创建a g l e t 实例。方法一：在类定 义时，调用创建原语来对一个新的a g l e t 对象实例化。该原语在一个指定的环境 中创建实例并初始化。方法二：调用克隆原语，来创建一个存在a g l e t 副本。被 克隆的a g e t 和其你a g l e t 具有完全相同的状态，但是由于它们被定义了不同的 i d ，因此它们是不同的实例。一旦a g l e t 对象被实例化，a g l e t 就可以被派遣、 回收、挂起或激活。其中，派遣原语将m a 按预定的路线从本地主机移至目的主 机。挂起原语将姒保存在辅存上。克隆原语产生一个除标志符外的与原m a 完全 一致的a g l e t 。 4a g l e t 迁移机制实现 ( 1 ) 序列化机制 a g l e t 主机使用对象串行化机制输出一个a g l e t 对象的状态到一串字节流。 通过这个过程，a g l e t 对象和与它相关的串行化对象都被写进一串字节流罩。一 个对象只要它实现了s e r i a l i z a b l e 或e x t e r n a li z a b l e 接口，它就是串行化对象。 在相反的处理过程中，a l g e t 的状态能从字节流中重新构建出来。串行化允许输 出一个堆( 堆的状态) 映象到一个字节流( 例如一个文件) ，然后从那个字节流 把堆映象重新构建出来。 ( 2 ) 迁移协议 a t p 是一种单纯的应用层协议( 见图3 5 ) ，用于特有的移动a g e n t 的传输”。 一个a t p 请求包括请求语句，标题和内容。请求语句指明了请求方法，标题域包 浙江师范大学硕十学位论文 含了请求参数。 d i s p a t c h 0 ：目标代理系统根据请求的内容重建并执行a g e n t 。如果请求成 功，发送者必须结束该a g e n t 并释放资源。 r e t r a c t 0 ：目标凇返回发送 者一个特定的a g e n t ，收到a g e n t 的姒在将其恢复和重建，即将 a g e n t 从远程p u l l 回来。 f e t c h0 ：请求接收者检索并 返回身份验证信息。 辨曲汾派) 啪( 召目) ： a m 轴c he 聃) ： 口 协挝( 清息) ：协议 r 螂l c ( 螭尚7 图3 5a t p 通信协议 m e s s a g e0 ：将消息传递到指定a g e n t l d 的m a ，并返回应答。 a t p 层通常试图与网络上的主机直接联系。而在所有的企业内部网环境卜， 总存在防火墙阻止用户与外部节点实现套接字连接。这意味着派遣或回收时无法 通过防火墙。为了穿越防火墙，a t p 层支持一种名为h t t p 隧道技术。这种技术 可以把a t p 请求作为h t t pp o s t 请求发送出去。同时也收到h t t p 回复作为a t p 应答。因此，在应用时，a g e n t 服务器必须首先被配置成可接受h t t pp o s t 环境。 ( 3 ) a g l e t 迁移机制 j a v a 不允许存储堆栈，也不允许一个线程被中断后重新执行。因此，j a v a 中，即使线程能保存其断点执行状态，也不能从一台j v m 迁移到另台。而a g l c l 采用事件驱动模型来解决这个问题。a g e t 为程序员提供一种迁移机制。当一个 a g l e t 被派遣时，a g l e t 运行系统将会发布一个通信事件通知a g l e t 正在迁移或已 到目的主机。以下实例通过定义了一个事件驱动模块m y l i s t e n e r 类，来实现迁移 监听功能，用来确定a g l e t 的迁移过程是否完成。 i m p o r tc o m i b m a g l e t e v e n t m o b i l i t y e v e n t ： i m p o r tc o m i b m a g l e t e v e n tm o b i l i t y l i s t e n e r ： c l a s sm y l i s t e n e ri m p l e m e n t sm o b i l i t y l i s t e n e r p u b l i cv o i de n b i s p a t c h i n g ( m o b i l i t y e v e n t1 ) c l o s e w i n d o w 0 ： c l o s e f i l e 0 ： p u b l i cv o i do n r e v e r t i n g ( m o b i l i t y e v e n t1 ) o p e n w i n d o w 0 ： d o n e x t j o b 0 ： 浙江师范大学硕士学位论文 p u b li c v o i do n a r r i v a l ( m o b i l i t y e v e n t1 ) p u b li cc l a s sm y a g l e te x t e n d sa g l e t p u b l i cv o i do n c r e a t i o n ( o b j e c ti n i t ) f m o b i l i t y l i s t e n e r1 i s t e n e r = n e wm y l i s t e n e r 0 a d d m o b i l i t y l i s t e n e r ( l i s t e n e r ) ： ) ( 六) 小结 a g e n t 是能自主学习，适应环境的代理实体。a g e n t 通过感知自身和环境中 的信息，自主采取行动实现一系列预先设定的目标或任务，他的心智和社会特性 使得软件a g e n t 是智能和自主的，同时又是健壮的。多a g e n t 系统是由多个可计 算的a g e n t 组成的集合，一般地，每个a g e n t 被认为是一个物理的或抽象的实体， 能作用于自身和环境，操纵环境的部分表示，并与其它a g e n t 通讯。实际上，研 究多a g e n t 系统的目的是模拟人类社会。从这个意义上讲，人也可以成为a g e n t 系统中的一员。到目前为止，a g l e t 是最为成功和全面的移动a g e n t 系统平台， 它提供了一个简单而全面的移动a g e n t 编程模型：他为a g e n t 间提供了动态而有 效的通信机制；他还提供了一套详细且易用的安全机制。 浙江师范丈学额1 ：学位论文 四基于k & s 的网络考试系统 ( 一) 网络考试系统应具备的特点 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络。 就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个 规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共 享硬件、软件、数据信息等资源。一个计算机系统连入网络以后，具有共享资源、 提高可靠性、分担负荷和实现实时管理等优点。因此基于计算机网络的考试系统 应具有自己的特点。 1 ) 易维护性：为了避免服务器与考生客户机之间的频繁数据交换，不会使 网络堵塞造成考试失败：同时，在维护时，省略客户机需要重装系统的工作程序， 简化维护工作量。 2 ) 高安全性：通过相关的身份验证，避免非法用户对系统的非法访问：随 机地为每一位考生生成试卷，防止考试作弊；通过数据库系统安全模块，保障数 据库中的信息不被破坏：通过管理模块及时恢复因死机、误操作等原因造成的考 试意外中断。 3 ) 高效率性：自动阅卷、快速成绩统计等，提高考务工作效率。 4 ) 可推广性：可以在该系统的基础上，推广应用到各类培训和水平考试系 统中，带来更大的社会效益。 ( 二) 系统总体设计 结合计算机网络的特点，本文提出一种适合于i n t e m e t i n t r a n e t 环境的多用户、 多种方式交互协作的，满足异地分布式自主完成考试过程的基于多a g e n t 网络考 试系统解决方案。 l 系统结构 由于传统的考试方式存在着一定的缺点，因此利用计算机网络的优势，结合 多a g e n t 的智能化特性a 设计了一个完全分布式的多a g e n t ( 4 - 1 ) 结构的网络考 试系统模型 如图4 - l 所示，基于多a g e n t 的网络考试系统具有服务和管理a g e n t 、用户 浙江师范大学硕士学位论文 管理a g e n t 、题库管理a g e n t 、试卷a g e n t 及验证a g e n t ，除此之外还有一个用 来存储题库信息和用户信息的数据库。在系统中只允许服务和管理a g e n t 、用户 管理a g e n t 和题库管理a g e n t 该数据库的数据进行各种操作，从而保证了数据的 安全性。 考生考生 延参 ( 函岛 拿_ 一 遥箩 一弋一罗一 q务和管理a 一一 1 一壬r _ 耍哆 1 数辨e 萎甏 图4 1 网络考试系统模型结构图 2 系统中各部分之间的关系 考生通过由验证a g e n t 和试卷a g e n t 组成的a g e n c y ( 即a g e n t 组) 进行考试， 为了方便，我们暂时可以称之为考生a g e n c y 。各考生a g e n t 之间是平等的关系， 遵循一定的资源共享管理策略和社会规则，通过彼此的相互作用和对所处外界环 境的感知，运用自身的知识进行合理地判断和推理，从而作出决策来实现自己的 目标。 服务和管理a g e n t 是考试系统的核心部分，其它的a g e n t 都是通过它产生或 派遣的。而且对系统中的其它a g e n t 进行管理，包含有a g e n t 的整体目标，对共 享资源统一管理，进行冲突检测和消解等等，例如：接受判断考生的验证信息、 选择合适的考题等。 用户管理a g e n t 和题库管理a g e n t 可以分别对数据库中的考生信息和题库信 息进行管理和维护。 如此，我们就建立了一个完全分布式结构的多a g e n t 网络考试系统模型。在 浙江师范大学硕士学位论文 这个模型系统中，各个a g e n t 之间的关系相对松散，除了服务和管理a g e n t 外。 其它的各个a g e n t 之间是各自独立的，它们有各自的信念、能力和目标，能够不 受其它a g e n t 成员的限制而独立完成某些行为。但是，同时我们也可以看出单 个a g e n t 的能力毕竟是有限的，因此，各个a g e n t 又在基于平等对话的关系上， 通过相互合作、协同、协商和竞争，借助服务和管理a g e n t 这个中介被组织起来， 为完成某些共同的行为目标而形成一个暂时的集体( 即它们仅在为了完成某些日 标才被组织在一起) 。 ( 三) 系统的各a g e n t 功能介绍 l 验证a g e n t 验证a g e n t 为考生提拱登录界面，提示其输入登录名和密码。收集、验证考 生的登录信息，并与服务和管理a g e n t 通信。验证完毕后如果成功刚退出验证 a g e n t ，不成功则提示出错信息。 2 试卷a g e n t 1 ) 自动化出题组卷的功能：为考生提供一份自动随机生成的试卷和考试界 面，方便、快捷地完成给考生出卷的任务。 2 ) 自动判卷功能：对考生的考试操作进行评判，给出