（计算机应用技术专业论文）基于j2ee的多agent群体研讨平台研究.pdf

湖北工业大学硕士学位论文 摘要 随着科学技术的迅猛发展以及技术创新与知识创新过程的复杂化，人们对复杂 系统研究日益关注和重视。许多问题是不可能单靠个人来解决的，问题的解决可 能需要许多人的参与，尤其是各类专家的参与。本文以计算机协同工作理论为基础， 将计算机技术融入到群体研讨之中，通过对多a g e n t 、j a d e 、j 2 e e 技术的深入学 习和研究，设计实现了基于j 2 e e 的多a g e n t 群体研讨平台。本论文的主要工作如下： ( 1 ) 本文对多a g e n t 开发技术以及其在应用服务器中应用的状况和不足作了进 一步的探讨，对其在同j 2 e e 的集成方面进行了更深一步的研究和分析； ( 2 ) 提出了一个新的集成方案，并为该方案开发了相应的集成接口原型，从而 可以更大程度的发挥基于j 2 e e 平台和多a g e n t 开发技术的优势； ( 3 ) 在基于通用j 2 e e 应用服务器w 曲l o g i c 环境下集成7 a g e n t 刃：发框架，从群体 研讨的实际需求出发，应用j 2 e e 下的多a g e n t 开发技术，设计实现了基于j 2 e e 的多 a g e n t 群体研讨平台。 关键词：多a g e n t 系统，协同工作，j 2 e e ，群体研讨环境，j a d e 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t a l o n g w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n dt h ec o m p l e x i t yo f t h ei n n o v a t i o np r o c e s s ，p e o p l ei n c r e a s i n g l yc o n c e r no nt h ec o m p l e x s y s t e m s o m e t i m e s i n d i v i d u a lc a p a b i l i t yi sf a rf r o ms a t i s f y i n gt h en e e d a l ls t a g e so ft h ep r o c e s sm a yr e q u i r e t h ep a r t i c i p a t i o no fm a n yp e o p l e ，e s p e c i a l l ye x p e r t s t h i st h e s i sb a s e do nc o m p u t e r s u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k a n du s i n gc o m p u t e ri n t o g r o u pa r g u m e n t a t i o n e n v i r o n m e n t a tl a s ta c h i e v e dt h ea p p l i c a t i o n so fg r o u pa r g u m e n t a t i o np l a t f o r m m a j o r w o r ko ft h i sp a p e ri sa sf o l l o w s ： ( 1 ) t h i st h e s i sd i s c u s s e st h es t a t u sa n dd e f i c i e n c yo ft h ea p p l i a n c eo fm a sa n d a p p l i c a t i o ns e r v i c e s ，t h e nd o e sm o r er e s e a r c ha n da n a l y s i so nh o w t oi m p r o v et h e m ( 动p u tf o r w a r dan e ws c h e m et oi n t e g r a t em a sa n dj 2 e ew i t ha ni n t e r f a c ew e d e v e l o p e d ，b yw h i c hc o u l dt a k ef u l lu s a g eo fm a sa n dj 2 e et e c h n o l o g y ( 3 ) w i t ht h ef r a m e w o r kw eh a v ed e v e l o p e d ，w ed e s i g n e dag r o u pa r g u m e n t a t i o n p l a t f o r mb a s e do na g e n td e v e l o p m e n tf r a m e w o r ko fa g e n tt e c h n o l o g yu n d e rj 2 e ea n d w e b l o g i cs e r v e r k e y w o r d s ：m u f f - a g e n ts y s t e m ，c o o p e r a t i v ew o r k ，j 2 e e ，g r o u pa r g u m e n t a t i o n e n v i r o n m e n t ，j a d e ， i i 湖班二堂大学 学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取 得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名微 日期，年月 z 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文作者签名：彳移吹 指导教师签名：礁彳杠 日期：1 哪年厂月1 ，日日期：叫降6 月。日 湖北工业大学硕士学位论文 1 1 课题背景 1 1 1 问题的提出 第1 章绪论 随着科学技术的迅猛发展以及技术创新与知识创新过程的复杂化，人们对复 杂系统研究日益关注和重视n 3 。由于问题的不确定性、多维化、多目标和多重因 素等非线性、非结构化特征，问题逐渐由简单到庞大且复杂。解决这类问题，发展 相应的理论和方法，是广大科学工作者的重要任务之一。单靠个人能力有时已经 远远不能满足需要。问题解决过程的各个阶段都可能需要许多人的参与，尤其是 各类专家的参与。问题的分析、各种解决方案的生成、对问题的建模，直至问题 的解决都可能需要群体专家协作( g r o u pe x p e l sc o l l a b o r a t i o n ，g e c ) 来共同完成。 因此，专家协作共同解决问题是信息化社会针对复杂系统问题的一种最有效的解 决方式。 1 1 2 群体协作的研究现状 由于计算机支持协同工作( c s c w ) 中强调计算机支持的群体协作，在该领域 中对于群体协作主要侧重于群体协作模式和群体感知的研究。 1 ) c s c w 中群体专家协作模式 在c s c w 研究领域中主要有以下五种群体协作模型，即会话、会议、过程、 活动和层次等抽象模型船1 。会话模型定义两人之间的交互协作关系：会议模型描 述多人之间进行交互协作的方式：过程模型和活动模型则是刻画共同完成任务的 协作各方的分工与协作过程：层次模型是对需要不同层次、不同方式的协作才能 完成的任务的协作方式。 ( 1 ) 会话模型：它是c s c w 系统一种最基本的协同工作方式。这种模式认为 两人之间的协作是各类协作活动的基本要素。因此，可以将群体专家协作过程中 各种复杂的协作活动分解为一系列两人之间的交互会话的协作活动，从而实现群 湖北工业大学硕士学位论文 体协作。瑟尔提出的讲话一操作理论1 是一种典型的语言动作描述方法，它由断 言、指令、承诺、宣布、表达五个基本的非语法特征来描述语言动作。协作就 是通过这些语言动作的执行来完成的。 ( 2 ) 会议模型：参加协同工作的人们聚集在一起，围绕一个共同的任务进行讨 论，交换信息，相互协商，达成共识，作出决定，共同完成任务。 ( 3 ) 过程模型h 1 ：任何一项复杂的任务或操作都可以分解为一系列既相互关 联又相对独立的串并行的子任务或操作的协同，形成一个工作流。群体根据过程 的分解来协同解决问题。由于过程模式严格规定了协作群体的任务、操作、动作 规范等，这种协作是预先定义好的高度结构化的协作，缺乏灵活性，其应用受到一 定限制。 ( 4 ) 活动模型：与过程模型基本相似，但它并不是将一个协同任务描述成为由 多个操作步骤的协同过程，而是建立在一种所谓活动理论的基础上，将其分解为 若干目标明确的子任务一活动。定义各任务之间的关系，通过活动的执行来完成 协同任务。k a r ik u u t t i 呻1 详细阐述了活动理论的背景、概念、定义和在c s c w 研 究中的应用。 ( 5 ) 层次模型：现实世界中往往需要不同层次和不同方式的协作才能完成一 项任务。单一的协作模式不能满足对协同任务的协作方式和过程的描述。因此， 对于一些具体的任务往往需要采用多种模式混合，按照不同层次加以描述。例如 f l a v i o 提出了以通信、会话、会议相结合的三层协作模型阻1 2 ) c s c w 中群体专家协作的群体感知 在c s c w 中，群体感知是实现群体协作的前提条件。群体感知理论的研究， 对于提高c s c w 中群体专家协作的效率和减少协作冲突有重要意义。群体感知 的研究内容主要包括感知模型和实现方法两个方面。这里只介绍群体感知模型的 研究现状。群体感知模型主要研究群体感知的形式化描述和性质刻画，主要有 b e n f o r d 等人的基于空间对象的感知模型n 引、t o mr o d d e n 的面向协同应用的感 知模型n 引、葛声等人的基于角色的群体感知模型n 5 。1 7 3 、钟远明等人的基于状态集 的c s c w 处理模型n 引、孙艳春的基于a g e n t 的协作模型m t i n 引、闫临霞等人的 基于任务的感知模型等啪一。这些群体感知模型分别对群体中的感知特性，从不 同的角度对群体协作过程中的任务、角色、活动以及对其动态变化性进行研究。 2 湖北工业大学硕士学位论文 其研究方法的侧重点不同，引用范围也有所不同。 1 2 本文的目的和意义 本文基于j 2 e e 的多a g e n t 协同工作平台的应用研究依托于综合集成研讨厅 软件体系结构研究，从群体研讨的实际需求出发，深入学习研究a g e n t 开发技术 和j 2 e e 技术，在此基础上设计实现一套基于j 2 e e 的多a g e n t 的群体研讨平台。 该平台可以为研讨人员提供更智能化、人性化，更方便、高效的协同工作环境， 在一定程度上推动了研讨过程的高效、顺利进展。 自从提出a g e n t 理论技术以来，a g e n t 已获得广泛的应用。然而现存的许多 a g e n t 系统的支撑开发平台是基于c s 框架的，已经不能满足当前网络应用的发 展趋势和要求。如果能够将目前日益成熟的a g e n t 技术同当前研究热点w e b 应 用服务结合起来，充分利用这些技术的优点，实现基于b s 框架的系统结构，将 会对a g e n t 技术注入新的血液，起到进一步的推动作用。 1 3 本文主要内容及结构安排 1 3 1 本文主要工作 具体的讲本文做了如下几项研究和开发工作。 1 ) 本文对国内外a g e n t 技术在协同工作的应用作了一定的研究和分析。 2 ) 本文通过研究，设计、开发出一个j a d e ( j a v aa g e n td e v e l o p l m e n t f r a m e w o r k ) 与通用j 2 e e 应用服务器相结合的集成接口原型。 3 ) 提出一个新的集成方案，能够更大程度的发挥基于j 2 e e 平台和j a d e 运 行开发框架的优势，从而可以实现专用应用服务器近似同等的效果，为多a g e n t 开发技术同j 2 e e 集成提出了一个新的发展方向。 4 ) 本文以上述集成方案为基础，设计一款基于j 2 e e 应用服务器的群体研讨 平台，并在其中使用了完全由j a v a 语言实现的a g e n t 开发技术框架，深入探讨 多a g e n t 技术在j 2 e e 支持环境下的应用集成。 3 湖北工业大学硕士学位论文 1 3 2 本文章节安排 本文主要分为六个章节。 第一章主要讨论a g e n t 和协同工作在国内外研讨、应用的情况，介绍了专家 协作在解决复杂问题中的必要性，对于本文所论及的采用a g e n t 技术开发协同工 作平台起到一定的借鉴和指导作用。接下来论述了本文的研究目的和意义。最后 对全文章节的安排和侧重点进行着重进行了阐述。 第二章介绍了出了a g e n t 的基本概念和基本特征。然后对移动a g e n t 、移动 a g e n t 的系统结构以及移动a g e n t 的服务设施体系结构进行了介绍，为以后章节 对a g e n t 的应用打下了理论基础。 第三章首先介绍了计算机协同工作，概括描述了计算机协同工作的特点，应 用领域和分类方法。然后介绍了群体研讨环境的相关知识，通过群体研讨环境， 群体成员可能达成一定的共识进而创造出新的知识，激发新一轮创造性思维。 第四章对a g e n t 在j 2 e e 框架中的应用作了深入的分析和探讨，对多a g e n t 开发技术以及应用服务器的中应用的状况和不足作了进一步的探讨，并对在同 j 2 e e 的集成方面进行了更深一步的研究和分析。提出了一个新的集成方案，开 发了新的集成接口原型。本章为群体研讨平台提供了设计理论准备和实现的技术 基础。 第五章对协同工作研讨平台的总体框架设计进行了论述，并对基于多a g e n t 的协同工作平台的功能模型设计过程中所遇到的问题进行了解释。并对群体研讨 平台的具体设计和实现以及对设计、实现流程的论述。 第六章是对本文所作研究工作的一个总结，同时总结了在研究过程的经验和 教训，以及在实现具体设计的过程中遇到的一些问题、困难。最后对本文所作研 究工作的未来发展前途作了展望，并提出了自己的一点见解。 4 湖北工业大学硕士学位论文 第2 章a g e n t 基本理论和技术 2 1a g e n t 的基本概念 二十世纪8 0 年代中后期，从事分布式人工智能( d a i ) 和计算机科学的研究 人员开始对a g e n t 进行研究。9 0 年代以来，随着计算机网络、计算机通信技术 的发展，对于a g e n t 的研究已经成为分布式人工智能领域的一个热点，使其成为 一个迅速发展的领域。研究人员从各个不同角度给出a g e n t 的定义，常见的主要 观点有以下几种： 1 f r a n k l i n 和g r a e s s e r 把a g e n t 描述为“a g e n t 是一个处于环境之中并且作 为这个环境一部分的系统，它随时可以感测环境并且执行相应的动作，同时逐渐 建立自己的活动规划以应付未来可能感测到的环境变化 嘲： 2 著名a g e n t 理论研究学者w o o l d r i d g e 博士等在讨论a g e n t 时，则提出“弱 定义和“强定义 两种定义方法：弱定义a g e n t 指具有自主性、社会性、反应 性和能动性等基本特性的a g e n t ；强定义a g e n t 指不仅具有弱定义中的基本特性， 而且具有移动性、通信能力、理性或其它特性的a g e n t ； 3 著名人工智能学者、美国斯坦福大学的h a y e sr o t h 认为“智能a g e n t 能 够持续地执行三项功能：感知环境中的动态条件：执行动作影响环境条件；进行推 理以解释感知信息、求解问题、产生推断和决定动作嘲嗡3 ： 4 a g e n t 研究的先驱之一，美国的m a e s 则认为“自治或自主a g e n t 是指那 些宿主于复杂动态环境中，自治地感知环境信息，自主采取行动，并实现一系列 预先设定的目标或任务的计算系统 【2 刀： 5 吉林大学的刘大有教授等在对a g e n t 的描述或定义的基础上指出，一个 a g e n t 最基本的特性应当包括：反应性、自治性、面向目标性和针对环境性。每 个a g e n t 首先应具备这四条基本特性，然后再根据其应用情况拥有其它特性，如 移动性、自适应性、通信能力、理性、持续性等乜7 1 j 在综合分析以上多种a g e n t 定义的基础上，我们认为：a g e n t 是具有目标、 知识和一定的思维能力，能作用和受作用于外部环境，可以维持某种状态( 即保 存与自身行为有关的各种数据信息) ，并能够与其它a g e n t 相互协作的物理或逻 5 湖北工业大学硕士学位论文 辑实体。a g e n t 应具备的基本特性包括雎8 。矧： 自治性( a u t o n o m y ) ：a g e n t 运行时不直接由人或者其它实体控制，它对自 己的行为和内部状态有一定的控制权。 社会能力( s o c i a la b i l i t y ) ：a g e n t 能够通过某种通信机制与其它a g e n t 进 行信息交换。 反应能力( r e a c t i v i t y ) ：即对环境的感知和影响。无论a g e n t 生存在现实的 世界中还是虚拟的世界中，它们都应该可以感知所处的环境，并可通过行为改变 环境。 自发行为( p r o a c t i v i t y ) ：传统的应用是被动地由用户来运行的，而且只能 机械地完成用户的指令：而a g e n t 的行为应该是主动的，或者说自发的。a g e n t 感知周围环境的变化，并作出基于目标的行为( g o a l d i r e c t e db e h a v i o u r ) 。 除基本特性以外，a g e n t 还可拥有以下性质：通信能力、移动能力、学习能 力和可靠性等。 由以上讨论可见，a g e n t 一词在不同的环境中有不同的含义。与此相对应， 国内目前关于a g e n t 的中文术语也是五花k f - ，例如“代理 、“主体、“自主体”、 “自治体”、“智能体”等，但尚没有一个中文术语能够确切表达出a g e n t 的丰富 内涵。为了保持a g e n t 的本意，本文不试图寻找一个中文术语来代替它，而使用 原词。 2 2a g e n t 技术的国内外研究现状 作为分布式人工智能d a i ( d 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 ) 的一个研究方 向，目前，关于a g e n t 的研究应用正在国际、国内范围内积极展开。 多a g e n t 系统试图用a g e n t 来模拟人的理性行为，主要应用在对现实世界 和社会的模拟、机器人和智能机械等领域。a g e n t 本身需要具有自治性、对环境 的交互性、协作性、可通讯性，以及长寿性、自适应性、实时性等特性1 3 5 1 。在 现实世界中生存、工作的a g e n t ，要面对的是一个不断变化的环境。在这样的环 境中，a g e n t 不仅要保持对紧急情况的及时反应，还要使用一定的策略对中短期 行为做出规划，进而通过对世界和其它a g e n t 的建模分析来预测未来的状态， 以及通过通讯语言实现和其它a g e n t 的协商或协作。为了使a g e n t 表现出这样 6 湖北工业大学硕士学位论文 的性质，就需要研究a g e n t 的结构。因为a g e n t 的结构和它的功能是紧密相关 的，不合理的结构将大大限制a g e n t 的功能，而合理的结构则将给a g e n t 的高 度智能化提供支持。 国内一些高等院校和科研院所都在开展有关研究，例如国防科大在开展基于 a g e n t 的分布集成环境、多a g e n t 合作模型的相关理论和方法研究：南京大学在 开展面向a g e n t 技术的软件工程及安全性研究；清华大学、浙江大学在开展多 a g e n t 组织结构在并行工程和网络管理中的应用研究；尽管面向a g e n t 技术在复 杂的系统的开发和实现中起着重要的作用，但a g e n t 技术本身也存在着一些固 有的缺陷。首先，用a g e n t 技术开发的整个系统将是不确定的。那个a g e n t 在 什么时候将与哪个a g e n t 以什么交互方式来实现什么目标，这些均是无法预先 确定的。由于a g e n t 的自治性使其可以在一定程度上自由做出决策，所以a g e n t 之间的关系无法得到预测和管理船7 1 。其次，整个系统的性质和行为在系统的设计 阶段不能确定。虽然设计者可以给出个体a g e n t 的行为规范，但整个行为只有 在运行时才能体现。有许多a g e n t 系统，比如v o y a g e r ，适合开发企业应用。 v o y a g e r 中的a g e n t 是遵从一些规则的j a v a 对象，可以很容易地进行移动。 a j a n t a 是由m i n n e s o t a 大学开发的、是一个比较全面的a g e n t 系统。有强大的 安全性支持，灵活的编程模式，支持移动，也提供了全局的命名服务，缺点就是 没有提供强大的接口和现存的非a g e n t 系统交互。 2 3 移动a g e n t m o b i l ea g e n t 被抽象地定义为能够自动完成用户任务的程序，可以不固定于 开始运行的系统，具有能将自身在网络上传输并在目的系统上继续执行的特性。 嘲1 它可以自主地在异构的网络上，在开放的分布式系统中的小同机器之间移动， 并能携带代码、数据和运行状态。它能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 户完成特定的任务啪3 。m o b i l ea g e n t 在构造分布式系统方而具有许多的优点，这 些优点结合起来推动了许多新的网络服务和应用的进步。 7 湖北工业大学硕士学位论文 2 4 移动a g e n t 系统结构 移动a g e n t 系统由两部分组成，移动a g e n t 和移动a g e n t 服务设施。移动 a g e n t 服务设施基于a g e n t 传输协议a t p ( a g e n tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 实现a g e n t 在主机间的移动，并为它分配执行环境和服务接口；a g e n t 在服务设施中，通过 a c l ( a g e n tc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e ) 相互通讯并访问服务设施提供的服务嘲。 移动a g e n t 的特点是能够在异构的网络节点间移动，并通过与服务设施和其 他a g e n t 协商，获取提供服务来完成全局目标。在相关研究的基础上，我们将移 动a g e n t 的体系结构定义为以下相关联的模块：安全代理、环境交互模块、任务 求解模块、知识库、内部状态集、约束条件和路由策略。如图2 1 所示。 图2 1 移动a g e n t 系统结构 安全代理执行a g e n t 安全策略，防止外界环境对a g e n t 的非法访问，环境交 互模块使a g e n t 感知外部环境，并作用于外部环境，而任务求解模块包括a g e n t 的运行模块及与a g e n t 任务相关的方法和推理规则，知识库为a g e n t 所感知的外 部世界和自身模型，并保存在移动过程中获取的知识和任务求解结果，内部状态 集是a g e n t 执行过程中的当前状态，约束条件是a g e n t 创建后为保证a g e n t 行为 和性能而做出的约束，路由策略决定a g e m 的移动路径。 2 5 移动a g e n t 服务设施体系结构 服务设施为移动a g e n t 分配执行环境和服务接1 ：3 ，根据研究结果，移动a g e n t 8 湖北工业大学硕士学位论文 服务设施体系结构分为事件处理系统、环境接口模块、a g e n t 执行环境、基本服 务、定制服务和本地的访问代理如图2 2 所示。 外部环境( 其它服务设旌和主机) 图2 2 移动a g e n t 服务设施体系结构 事件处理系统是联接整个a g e n t 服务设施的神经中枢，它控制服务设施中其 它模块，根据外部环境和a g e n t 执行环境中的不同服务请求，协调相关组件，提 供相应服务。环境接口模块负责处理不同的外部请求，执行环境负责激活和执行 a g e n t ，同时实施安全策略，保护主机不受攻击，为a g e n t 分配执行环境。基本 服务提供基础的a g e n t 服务，定制服务为a g e n t 提供领域相关的任务求解服务。 本地服务代理是提供设施与本地应用程序接口，应用程序通过它创建、发送、接 收自己的a g e n t ：另外a g e n t 或服务设施需要访问服务设施所在主机的本地应用 程序，本地的访问代理集中对这些访问进行管理和安全性控制，代理服务设施访 问本地应用，然后将结果返回。 2 6 本章小结 本章首先综合分析目前国内外多种a g e n t 的定义，在此基础上总结出了 a g e n t 的基本概念并介绍了a g e n t 的基本特征。然后对移动a g e n t 、移动a g e n t 的系统结构以及移动a g e n t 的服务设施体系结构进行了介绍，为以后章节对 a g e n t 的应用打下了理论基础。 9 湖北工业大学硕士学位论文 第3 章群体研讨概述 3 1 计算机支持协同工作( c s c w ) 简介 “计算机就是网络，这是s u n 公司的口号。的确，计算机的发展已不再是 单纯提高单机性能，信息孤岛正在被打破，计算机系统正如同人类社会一样在产 生各种协作，而且，这个计算机社会正在与人类社会融为一体，人们面对的 将不再是一台冷冰冰的计算机，而是传递着人类思维，可与之争辩的精灵h 。这 就是计算机支持协同工作系统( c s c w ，c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 的 目标。 计算机支持协同工作的研究始于6 0 年代。美国d e n g l e b a r t 的论文“a c o n c e p t u a lf r a m e w o r kf o r t h ea u g m e n t a t i o no fm a n si n t e l l e c t 对c s c w 的发展起 到了奠基作用。此后，d e n g l e b a r t 主持开发了一个基于超文本的n l s 系统，对 c s c w 原型进行了一定研究，由于当时相关技术的发展尚未完善，如网络通信技 术，多媒体技术，数据压缩与存储技术，分布与并行处理技术，c s c w 技术的发 展处于停滞状态。进入8 0 年代，随着各方面技术的成熟以及人机交互理论( h c i ) 的发展，促进了c s c w 系统的发展。c s c w 概念于1 9 8 6 年由m i t 的i r e n g r i e f 和d e c 的p a u lc a s h m a n 首先提出。此后，c s c w 系统的发展吸引了各个领域的 研究工作者，美国a c m 于1 9 8 6 年1 2 月在t e x s e ，组织了一次国际性c s c w 学 术会议，集中了社会学，人类学，计算机科学，办公自动化，决策系统研究学者， 人员因素学者等多方面的专家学者，讨论人类群体工作的特征及计算机技术对群 体工作的可能支持，从而正式提出了将计算机科学，心理学，人类工程学，认识 科学，社会学等多个学科综合到一起的新领域c s c w 。 目前，国外c s c w 系统的研究规模较大，进展很快，从1 9 9 0 年起每两年举行 一次c s c w 系统国际研讨会，并出版了专门的学术刊物( ( c o m p u t e rs u p p o r t e d c o o p e r a t i v ew o r k ( c s c w ) ，与理论研究相适应，c s c w 系统的应用群件 ( g r o u p w a r e ) 的研究也有专门的学术会议，两者相辅相成，共同促进了c s c w 技 术的发展。其应用技术发展可分为四个阶段： 1 ) 德国国家信息技术研究中心r i c h a r db e n t l e y 等人的b s c w 基本型： 1 0 湖北工业大学硕士学位论文 2 ) 美国s r i 公司的t h a n e j f r i v o l d 等人的双向异步系统： 3 ) 美国的d e c 公司推出的w o r k g r o u pw e bf o r u m ( w w f ) 群体设计方式： 4 ) 美国s u n 公司的t e a mw o r k 。 上述各个阶段在系统协同性和系统效率方面均有明显的发展。 在我国，c s c w 系统的研究是从9 5 年开始的，清华大学、中科院、国防科 技大学、华中科技大学、浙江大学均进行了这方面的研究，清华大学就会议系统 和合著系统进行了较个而的研究，吸点突出了合作机制的研究。华中科技大学主 要研究了支持分布式信息的传输机制，并研究了多媒体会议系统的原型。南京大 学在研究智能分布式系统的基础上，进一步研究了分布式操作系统对于协作的支 持。 c s c w 是一门新兴的交叉学科，现在不仅技术上没有统一的标准，而且术语， 概念，理论体系等也没有公认的定义。因此在制定包括体系结构，层次协议，互 连模型，创作工序，多媒体传输同步机制和协议，协作机制，人机交互，人人交 互等各项内容的技术标准己成为发展c s c w 技术的迫切任务。c s c w 系统是一 个新兴研究领域，在我国它有着广泛的应用前景，它的研究进展也将对“国家信 息高速公路”的建设起到支持作用。 3 2 群体研讨环境简介 日常中人们有许多时间用于群体研讨中，如各种会议( 学术讨论班、专家会 议、行政会议等) ，这样的群体研讨本身就是一种有效的手段，有助于成员的沟 通与信息共享，意见收集、知识获取、群体互动产生智慧火花、集群体智慧而得 到有关议题的一些认识，支持合作问题求解等等。关于知识的收集、产生、共享 和应用的支持是知识管理的基本功能；而更高级的功能可体现在支持研讨互动、 思想或者思路的交叉与融合，将参与成员的“意会型知识”( t a c i tk n o w l e d g e ) 转化为“言传型知识”( e x p l i c i tk n o w l e d g e ) h ，并涌现更多新创意的群体研讨 过程的全方位的有效支持。群体研讨环境( g r o u pa r g u m e n t a t i o n e n v i r o n m e n t g a e ) 就是这样一个辅助群体思考的分布式计算机平台，旨在将参与 人员的个人的数据、信息、知识通过研讨平台交流、共享、融合和应用h 2 l 。 群体研讨环境汲取了多种学科，如系统科学、知识科学( 包括知识管理) 、综 湖北工业大学硕士学位论文 合集成与复杂系统、复杂网络、社会网络等等的最新研究进展，并与一些研究相 互借鉴，其首要目的就是支持合作型的群体研讨活动例。它通过g a e b a r ( 智 暴研讨室) ，a i s g a e ( 增强信息支持工具) 和g a e i v i e w ( 思想视图) 等系列的工具 提供了多种功能，尤其体现在： 通过对研讨内容的可视化表示以展现群体研讨结构，扩展思维空间； 通过多种聚类方法对研讨内容( 发言及关键词) 进行总结，便于研讨人员 再加工： 给出研讨成员参与程度的评价目前的评测指标有待于完善，评价本身 的目标是建立一种积分机制，便于今后组织研讨活动挑选恰当的人选； 通过虚拟引导( f a c i l i t a t o r a g e n t ) 干预研讨进程，力求影响参与成员贡献 更多的思想，提高会议产出。研讨过程中面对冷场，不是由真实的主持人直接呼 吁发言，而通过f a c i l i t a t o ra g e n t 探测到研讨停滞的情况，根据已有发言内容， 按一定策略构造并提交新发言，期望唤起成员的响应，引导研讨走出停滞，此即 体现了一种软控制的思想，是一种自主计算的问题求解模式； 通过w e b 文本挖掘技术为研讨提供积极的信息支持，特别是推送式的信 息服务； 通过创意网络所体现的知识图进一步给出研讨议题的一种结构分析； g a e 目前已经进行了大量的试验，由此也催生了g a e 各大功能模块的强化， 比较典型的应用或者实验主要有： 1 ) 香山科学会议的群体研讨试验幽蚰3 ； 2 ) 学术研讨会分析，如c s m 2 0 0 3 i i a s a 综合，2 0 0 3 1 0 1 7 战争复杂性研讨 会，中日综合集成与创造力支持系统研讨会( m c s s 2 0 0 5 ，等等) ； 3 ) a m s s 有关项目管理办法制定的群体研讨( 2 0 0 3 年1 2 月) m 3 ； 4 ) 国家自然科学基金重大项目成果分析( 2 0 0 4 年1 2 月) 啪1 ； 5 ) 突发事件深层思考研讨会( 2 0 0 3 年6 月6 日开会，2 0 0 5 年1 月分析) ； 6 ) a m s s 战略发展会议( 2 0 0 5 年4 月) ； 7 ) a m s s 研究生工作会议( 2 0 0 6 年5 月) 。 以上应用基本针对实际已结束的群体研讨活动，其中有些活动作者有直接参 与，根据会议记录( 包括录音) 、简报利用g a e 进行会议挖掘。对于n s f c 重大 1 2 湖北工业大学硕士学位论文 项目成果分析则是g a e 的一个巧妙应用，即将论文作者作为发言人，发表论文 题目作为其发言，论文关键词即为发言关键词，发言时间为发表时间。这些尝试 很好地测试了g a e 各种功能，并不断引发新的改进。 3 3a g e n t 技术应用于群体研讨系统 作为计算机协同工作的一个重要组成部分，群体协作研讨系统是对传统分布 式系统的深化发展，在传统分布式系统的基础上对分布式透明性，协作性，协同 感知性等特性都提出了新的要求，在群体协作研讨中，人作为系统中最活跃，最 不确定的因素，对系统灵活性提出了更高的要求，例如成员权限变化，优先级的 变化，成员全体协同与分组协同的要求，不同协同阶段对协同工具的要求等，这 就要求建立一种新的更灵活的体系结构，来适应系统的动态变化。a g e n t 技术有 利于这些问题的解决： 1 a g e n t 技术本身符合面向对象观点和软件组件化观点，单个a g e n t 作为一个 自治实体，有利于a g e n t 功能与环境的分离。可以实现基础功能的组件化，有利 于基础平台的建立。 2 a g e n t 作为一个智能体单元，易于实现将人的因素融合进系统软件因素中， 系统的透明性和感知性在智能体中得到平衡。a g e n t 作为用户代理，可以在用户 授权下提高系统透明性，避免过多信息对用户的干扰。 3 由于人类协作行为的不可预知性，协作系统的协作模型应该支持新的协作 工具的动态加入，而a g e n t 系统本身作为一个松散耦合系统，容易实现系统的动 态扩充。 4 系统中单个a g e n t 口- - y 模拟单个人员，而多a g e n t 可模拟相互交流的社会组织， 这与群体研讨的协作目标是一致的，这些a g e n t 可处于平等地位，通过他们之间 的协调通信来完成系统各接点间的任务协调 3 4 本章小结 本章首先对c s c w 系统的概念进行了阐述，概括描述了计算机协同工作的特 点，应用领域和分类方法。接着介绍了群体研讨环境的相关知识，通过群体研讨 环境，群体成员可能达成一定的共识进而创造出新的知识，甚至智慧，并为个人 1 3 湖北工业大学硕士学位论文 所理解，吸收，激发新一轮创造性思维。最后介绍j a g e n t 技术在群体研讨系统 中的应用， 1 4 湖北工业大学硕士学位论文 第4 章多a g e n t 在j 2 e e 框架中的应用 4 1j 2 e e 平台简介 在w e b 应用领域中，存在以j a v a 为基础的大量的w e b 应用开发。开发以w e b 为中心的应用时，所使用的通用网管接口是很耗费资源的，而且可扩展性较差。 随着s e r v l e t s 技术的引入，j a v a 开发者拥有了一个高效的机制去编写产生动态内容 的以w e b 为中心的应用。然而，编写s e r v l e t s 仍然要花费一些精力，并且需要有j a v a 开发经验。随后，j a v as e r v e rp a g e ( j s p ) 技术出现了，它适合于熟悉超文本语言 ( h t m l ) 和j a v a s c r i p t 脚本进行w e b 开发的设计者。j s p 技术使得w e b 前端开发者 更容易的开发以w e b 为中心的应用。在使用j s p 开发网页时并不需要了解j a v a 和 s e r v l e t s 编程技术。 j s p 技术满足了w e b 应用客户对脚本语言的需求。熟悉h t m i 痢j a v a s c r i p t 的 设计者可以很快的学会j s p 技术编写w e b 应用。w e b 服务器负责将j s p 程序转换 成s e r v l e t s 。s e r v l e t s 和j s p 程序将w e b 应用开发的角色有效地分离开来。 j a v a 应用访问数据库的标准方法是通过j a v a 数据库连接( j d b c ) 。j d b ca p i 使程序员能够将他们的应用独立于数据库供应商。可以使用标准的结构化查询语 言( s q l ) 实现j d b c 应用对数据库的访问。只要代码正确，并且不使用供应商的 任何私有扩展，则底层数据库从一个供应商的产品专为另一个供应商的产品时， j d b c 应用不需改动任何代码。 j 2 s e ( j a v a 2s t a n d a r de d i t i o n ) 是所有j a v a a p i 的基础。j 2 s e 包含一系列定义 j a v a 编程语言接口和库的核, 心a p i 。j a v a 开发者使用j 2 s e 作为主要的a p i 来开发 j a v a 应用。随着需求的不断扩展和j a v a 语言的不断成熟，j 2 s e 也不断提供新的a p i 作为标准a p i 补充和扩展。随着j a v a 建立服务器端应用的稳固地位，s u n 公司提出 了一个创造性的思想，即统一各种j a v a 技术标准，并集成到一个统一的平台中。 这个开发企业j a v aa p i 的创新想法在开发j a v ac o m m u n i t yp r o c e s s ( j c p ) 下实现了。 企业j a v a a p i 是集中了各种a p i 形成的。这些a p i 提供访问各种类型和服务的编程 接口。 j 2 e e 框架是一个多层的结构，包含以下几层，如图4 1 所示： 1 5 湖北工业大学硕士学位论文 用户层：用来与用户交互，并把来自系统的信息显示给用户。j 2 e e 平台支持 不同类型的用户，包括i - i t m l 用户、j a v aa p p l e t s 和j a v a 应用等。 w e b 层：w e b 层产生表示逻辑，并接受来自表示层客户端的用户反馈，这些 表示层客户端通常为h t m l 客户端、j a v aa p p l e t s 和其他的w e b 客户端。在所接受 的客户端请求的基础上，表示层对用户的请求产生相应的回应。j 2 e e 平台中， 是由w e b 容器内的s e r v l e t s 和j s p 实现这一层的。包含了一个或多个w e b 服务器，其 中每一个都会影响到最终用户。通过r m i i i o p 与业务层进行通信。 业务层：这一层处理应用的核心业务逻辑。业务层为底层业务服务组件提供 必要的接口。业务组件通常被实现为e j b 容器内的e j b 组件。其中，e j b 容器提供 组件生命周期，管理持久性、事务和资源分配等。包含了若干运行在e j b 容器 服务器下的e j b 组件。这些不受用户接口逻辑约束的组件是可以再利用的，业务 层由持久实体b e a n 对象组成，这些对象代表了被修改的数据，通过j d b ca p i 对 数据库操作，而会话b e a n 为这些数据相互作用提供了应用准则，处理业务逻辑。 e i s 层：这一层为企业的信息系统服务，包括数据库系统、事务处理系统、遗 产系统和企业资源计划系统等。e i s 层是j 2 e e 应用与非j 2 e e 应用或遗产系统集成 的连接点。 湖北工业大学硕士学位论文 图4 1 基于j 2 e e 的框架示意图 4 2 基于j a v a 的a g e n t 开发平台( j a d e ) 由于对群体研讨系统的一个基本要求是：所有页面应该可以在标准浏览器下 阅读，不需要用户安装特别的插件。更进一步的要求是可以在多个操作系统平台 上使用，群体研讨系统本身也应该可以在多个操作系统平台上运行。因此选择与 硬件无关的j a v a 语言作为开发语言。 由于j 2 e e 平台架构是目前运用非常广泛的一个j a v a 开发运行环境，并且由于 j a v a 语言天然的平台无关系属性，将它作为群体研讨系统的支持和开发环境就是