（计算机应用技术专业论文）基于移动agent的电子商务的研究与应用.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着h l t e m e t 的迅速发展，基于i n t e m e t 的电子商务迅速崛起，在很多方面 都体现出其迅速高效的优势。但是传统的电子商务中，信息纷繁复杂，要想找 到需要的信息费时费力，对于信息的交互式的查询和操作的过程都需要在线操 作，这样不仅浪费带宽，而且效率低下。因此这种电子商务的模式已经不能满 足电子商务发展的需要。 随着网络技术和人工智能的发展，产生了移动a g e n t 技术。移动a g e n t 技术 是一种全新的分布式计算技术，移动a g e m 是一种能在分布式环境下持续自主运 行的计算实体。移动a g e m 技术不仅为解决分布式问题提供了全新而又有效的途 径，而且为全面准确地研究分布式计算系统的特点提供了合理的概念模型。对 于移动a g e n t 技术在各个领域的研究和应用已经引起人们的广泛兴趣。根据移动 a g e n t 的特性，将其应用到电子商务中，势必带来一种新的电子商务模式，这种 模式较传统的电子商务模式具有明显的优势。 本文首先分析了传统电子商务的不足之处，探讨了引入移动a g e n t 技术的电 子商务模式：介绍了国内外研究的现状。接着，系统地介绍了移动a g e m 技术， 比较了移动a g e n t 技术与其他分布式计算技术，详细分析了j a v a 对移动a 窑e n t 技 术的支持。本文着重介绍了i b m 的a g l e t 平台，研究了其体系结构、对象模型 和开发软件包。在此基础上，提出了一个基于移动a g e m 的电子拍卖系统模型。 并详细论述了该模型的设计目标、系统部署、系统结构、功能模块、数据库设 计以及安全方案。最后，在系统设计的基础上，开发实现了对应的原型系统， 给出了实现中的关键技术。 关键字：移动a g e n t ，电子商务，a 9 1 e t ，协商，分布式 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t d e v e l o p i n g 嘶血t h ei m e m e t ，e c o m m e r c e b a s e do ni n t e m e t 乒o w su pr 印i d l ya 1 1 d b e h a 、碍d 姒出s p e e da n de 丘i c i e n c yi nm a n y 矗e l d s b u t 廿1 ei n 缸m a t i o ni sc o m p l “i 上1 t 1 1 e 廿a d i t i o n a le - c o 唧e r c es y s t e m ，s oi ti st h n e c o n s u m i t l ga 1 1 de x e r t i v e 血s e a r c h i n g f o ra v a i l a b l ei n f o r n l a t i o n n ep r o c e s so fi n t e t a c t i v ei 幽m a t i o nq u e r y i n ga n d o p e r a t i n gn e e db eo p e r a t e do n l i n e ，w h i c hn o to n l y 戚e sb a n d w i d t h ，b u ta l s o i s 1 0 、v - e f f i c i e n c ys ot h ee c o m m e r c em o d ec a nn o ts a t i s 母t h ed e v e l o p m e n to f 吐1 e e c o m m e r c e a i o n g 、i mt h ep r o g r e s s o fn e t w o r kt e c l l i l 0 1 0 9 ya 1 1 da i ，t 1 1 er e s e a r c ha 1 1 d a p p l i c 撕o no fm o b i l ea g e mh a sa _ 啦a c t e dm a l l yp e o p l e u s i n gt h ec h 盯a c t e r i s t i ca 1 1 d i m p o r ti tt om ee - c o m m e r c e ，w ec a l lg e tan e we _ - c o m m e r c em o d e ，w h i c h l a sm o r e d e f i n j t ea d 印t a b i l i t ya i l da d v a n t a g et l a l lm et r a d i t i o n a lo n e t h i s 吐l e s i sf i r s t l ya n a l y z e d 也el a c ko f 订a d i t i o n a le c o m m e r c ea n db r o u 曲tan e w m o d ew h i c ht a k e si nt h em o b i l ea g e n tt e c h n o l o g yni n t m d u c e d 血ed o m e s t i ca i l d f o r e i g nr c s e a r c ha c t u a l 时a i l d 也ee x i s t e n dp m b l e m s s c c o n d l y ，i ts y s t e m a t i c a l l y i r 心o d u c e d 廿l i s t e c h n o l o g y ，c o m p a r e dt h et e c h n o l o g y 、v i t l l o 也e rd i s t r i b u t e d c o m p u t i n go n e s ，趴da i l a l y z e dt l l es u p p o no fj a v at o “d e t a i l e d l y a b o u tt h e d e v e l o p i n gp l a t f o 肌，廿l i sm e s i se m p h a s i z e do ni b ma 9 1 e ta n dr e s e a r c h e do nt h e s y s t e ms t r u c n l r e ，o b j e c tm o d e la n dd e v e l o p i n gs o 行w a r ep a c k a g e b a s e do nt h e f u n 妇e n t a lr e s e a r c h ，t l l et l l e s i sp r o p o s e da i le l e c t r o i l i c a la u c 廿o ns y s t e mm o d e l a n d i td e t a i l e d l yi m m d l l c e dt l l ed e s i g na i m ，s y s t e md e p l o y ，s y s t e ms t m c n l r e ，e a c hf h n c t i o n m o d u l e ，d a t a b a s ea n ds e c u r i t yd e s i g n d u r i n gt h ei m r o d u c t i o no fe a c hf h n c t i o n n l o d u l e ，i te m p h a s i z e do n 也ec o r em o d m e f i i l a l l 弘b 鹤e do nt l l ed e s i g no f t h es y s t e m ， i ti i i l p l e m e n t e dt 1 1 ea r c h e t y p a ls y s t e ma l l dd i s c u s s e dm ek e yt e c h i l o l o g i e si 1 1i t k 卵y o r d s ：m o b i l ea g e n t ，e c o m m c r c e ，a 掣e t ，n e g o t i a t i 吣d i 鲥b u t e d i i 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 课题来源、目的意义 1 1 1 电子商务 1 ，电子商务概述 随着互联网技术和信息技术的日趋成熟，互联网规模日益扩大，网络 用户数量迅猛增加。互联网技术在全球的广泛应用，标志着人类社会开始 进入“网络经济时代”。而“网络经济时代”最显著的标志就是网络技术和 信息技术在传统商业领域中的广泛应用，即电子商务。 1 9 9 7 年1 1 月6 日至7 日，国际商会在法国首都巴黎举行了世界电子 商务会议( t h ew o r l db u s i n e s sa g e n d af o fe l e c t r o n i cc o m m e r c e ) 。会议发布 了迄今为止最权威的电子商务( e l e c t r o n i cc o m m e r c e ) 的定义：电子商务 是指实现整个贸易活动的电子化。它涵盖了交易的各方的电子贸易方式， 而不是通过当面交换或直接面谈方式进行的任何形式的商业交易活动。由 此可见，电子商务不但是一种新型的市场商务运作模式，同时还是影响到 企业内部组织结构和管理模式的新型手段和方法。 电子商务是发生在开放网络上的包含企业之间( b u s i n e s st ob u s i n e s s ) 、 企业和消费者之间( b u s i n e s st oc u s t o m e r ) 、企业和政府之间( b u s i n e s st o g o v e r n m e n t ) 的商业活动。 电子商务涵盖的业务包括：信息交换、售前售后服务( 提供产品和服 务的细节、产品使用技术指南、回答顾客意见) 、销售、电子支付( 使用电 子资金转账、信用卡、电子支票、电子现金) 、运输( 包括商品的发送管理 和运输跟踪、以及可以电子化传送的产品的实际发送) 、组建虚拟企业( 组 建一个物理上不存在的企业，集中一批独立的中小公司的权限，提供比任 何单独公司多得多的产品和服务) 、公司和贸易伙伴可以共同拥有和运营共 享的商业方法等。 武汉理工大学硕士学位论文 2 电子商务的发展 电子商务的本质在于降低信息成本，包括销售成本、采购成本等方面。 它对传统经济的冲击，在于改变和缩短了传统的产业链，重塑了其交易规 则和程序。建立在信息的获取和发布都能够及时、准确、全面的基础上， 才能得到广泛的应用【2 1 。 目前人们谈论电子商务大多首先想到的是b 2 c 模式。网上订货，电子 支付，再辅以电子管理的物流配送系统，从而大大缩短交易时间，降低交 易费用，并使客户能够更好了解订购过程。而b 2 b 模式的电子商务对于提 高企业的管理水平，优化产业结构等方面可以发挥更为重要的作用。 1 1 2 传统电子商务的不足之处 传统的电子商务应用系统都是基于浏览器、w e b 服务器、后台服务器 这样一种三级结构1 3 】。在这种解决方案中，消费者通过浏览器浏览企业提 供的主页，通过点击页面向企业发送请求，该请求由w e b 服务器处理并转 交相应的后台数据处理以完成该请求。 随着i n t e m e t 的迅速发展，i n t e r n e t 上的信息量呈爆炸式增长，这种传 统的电子商务解决方案就越来越容易暴露出其缺陷： ( 1 ) 对于信息的交互式的查询和操作的过程都需要在线操作，当系 统的应用量越来越大时，消费者和网站间的频繁交互会使带宽浪费严重、 系统负荷增加，造成效率的降低和资源的浪费； ( 2 ) 消费者寻找所需要的商品信息，需要在线浏览若干企业的网站， 寻找自己所需的信息，进行在线查询搜索，这样不仅耗费顾客的时间和精 力，也增加了网络的信息流量。 ( 3 ) 对于企业，他们要靠消费者访问站点才能为其提供服务，因此， 他们的销售也是被动的，因此很多企业通过其他网站提供链接和广告的形 式来提高自己网站的访问量，但另一方面，这使得很多网站的页面显得很 杂乱，广告内容太多。 ( 4 ) 传统的电子商务中，商品的价格一般为固定的价格，无法像现 实交易中那样讨价还价，即使现在有些企业的网站提供了弥补这一方面的 武汉理工大学硕士学位论文 功能，多半也是简单提供了供交易双方联系的聊天工具，如果消费者数量 一多，需要等待答复的时间就会变得很长，而顾客需要直等待应答，十 分浪费时间和精力，这就使得这种电子商务的模式缺乏智能性。 ( 5 ) 随着无线技术的发展，人们对信息的获取希望能达到实时性和 便利性，只要利用移动终端设备，通过无线或固定网络，就可以与远程服 务器交换数据。而现有的电子商务模式要求移动设备必须与网络持续保持 连接，既脆弱又使得费用十分昂贵。 1 1 3 引入移动a g e n t 技术的瓤型电子商务模式 如前所述，现有的电子商务模式存在着很多的不足之处，而建立高速、 可靠、智能化的电子商务已成为电子商务的发展趋势1 4 l 。因此，这就迫切 需要一种新的电子商务解决方案，解决这些问题，更好的满足发展的需要。 移动a g e n t 这种新的网络计算模式被引入电子商务领域中，它所具有 的特性使得它在解决电子商务这样大型分布式系统问题上具有适应性和优 势。 移动a 2 e n t 可以理解为一段可执行的程序，能够携带其代码和状态自 主的从网络中一个节点移动到另一个节点上运行，寻找合适的计算资源和 信息资源，完成特定的任务【5 1 。移动a g e n t 技术是在分布式人工智能的基础 上发展的新的软件编程模式，它在自主性、开放性、智能性这些方面有着 众多的优点【6 1 ，它适用的系统往往具有以下的特点 7 】【8 1 f 9 1 ： ( 1 ) 系统是开放的、分布式的，所用到的数据、控制方式或资源也 是分布式的。 ( 2 ) 组成系统的每一个单元都是集成的模块，能够自主的进行活动。 ( 3 )系统更具有抽象的能力，能使复杂的系统具有更强的逻辑性。 ( 4 )系统需要一定的智能性，能够对周围的环境做出实时的反应。 这些特点正好能够满足新型电子商务系统模型的需要，弥补了现有解 决方案的不足，因此，将移动a g e n t 技术引入电子商务的应用之中，并提 出一种基于移动a g e n t 技术的新型电子商务模式，具有一定的适应性和优 势f 1 0 1 ： 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 提高商务处理的效率：一般说来，电子商务主要涉及商品信息的 发布和获取、交易的磋商和谈判、合同的签订和执行、货币的支付与确认、 私有性、公平性和安全性的保证等方面。移动a g e n t 技术可以在商品信息 的发布和获取、交易的磋商和谈判等方面节省大量的时间和费用。 ( 2 ) 真正的易于使用：按照旅行计划自动进行的a g e n t 网络旅行将取 代费时费力的人工查找，极大的方便了客户的使用；而a g e n t 系统支撑及 旅行中动态的对环境的自适应使商家能直接面向最终用户。 ( 3 ) 灵活、主动的市场开拓机制：与静态的w e b 信息相比，可移动 可协作的a g e n t 可随时根据商家的需要携带商品及服务信息实现“送货上 门，主动服务”，变被动为主动。 ( 4 ) 高效、安全的商务处理过程：只有永不疲惫的、能充分利用本机 交互特性作出第一时间快速反应的移动a g e n t 才能适应“日寸间就是金钱， 商机稍纵即逝”的市场法则。而安全的a g e n t 所具有的坚定性和容错性能 提供较大程度的商务处理的安全性，如数字签名和认证、信息加密和解密 等。 移动a g e n t 技术是分布式计算的研究与发展，将其技术引入电子商务 系统能有效地改善对顾客的服务，加强同合作伙伴的关系，利用网络最 新的服务手段和工具，在组织机构内部和整个业务活动过程中实现最完美 的互动和信息共享f l ”。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国内外研究现状和发展水平 移动a g e n t 是一个崭新的技术领域，虽然它的提出和发展时间都较短， 但是受到了许多研究机构的重视，特别是跨平台语言j a v a 的出现，进一步 促进了移动a g e n t 技术的研究与发展。经过将近十年的发展，移动a g e n t 技术已经取得了相当多的理论研究成果，同时许多移动a g e n t 系统也被开 发出来。第一个移动a g e n t 系统t e l e s c r i p l 由g e n e r a l m a g i c 公司在9 0 年代 初推出 1 2 ，此后移动a g e m 系统的研究就吸引了众多的注意力。参与其中 4 武汉理工大学硕士学位论文 的学术界有d a r t m o u t h 、m i t 、o t t a w a 、c o m e l l 、u m b c 和s t u t t a 2 a r t 等名 牌大学的研究机构；工业界则有i b m 、m i t s u b i s h i l e c t r i c 、b r i t i s ht e l e c o m 等著名公司。目前互联网上可以使用的移动a g e n t 系统多达6 0 多种，在这 些系统中，有一些是大学用于实验的原型系统，如d a r t l n o u t h 的d a g e n t ( 以前称为a g e n tt c l ) 、明尼苏达大学的a j a n t a 等；也有一些商业产品， 如i b m 公司的a g i e t s 、o b j e c t s p a c e 公司的v 6 y a g e r 、i k v + + 公司的 g r a s s h o p e r 、g e n e r a l m a g i c 公司的0 d y s s e y ( t e l e s c r i p t 的j a v a 版本) 和 m e i t c a 的c o n c o r d i a 等。 移动a g e n t 系统为移动a g e n t 提供了执行环境，并且为移动a g e n t 应用 的开发和管理提供了一个框架。移动a g e n t 系统的实现技术已经渐渐成熟， 正向着标准化的和更高可靠性的方向发展，但是移动a g e n t 技术在应用方 面的研究还处于起步阶段。目前，移动a g e n t 技术的应用主要还是基于移 动a g e n t 系统，将某一特定的移动a g e n t 系统与已有的软件系统集成，或是 在移动a g e n t 系统上构造新的软件系统。许多研究人员尝试将移动a g e n t 系统应用于一些领域，试图借助移动a g e n t 的特性为领域内问题提供更为 有效的解决途径。例如将移动a g e n t 技术用于电信网络管理，并提出了一 个基于c o r b a 和移动a g e n t 的分布式网管集成框架，将移动a g e n t 用于网 络监控、工作流等。 由于移动a g e n t 技术的优越性，采用其构造的软件系统比采用传统技 术构造的软件系统性能优良。但是移动a g e n t 技术却没有成为构造分布式 应用的主流技术，没有像人们所期待的那样流行起来。主要原因在于设计 移动a g e m 系统时，始终把它作为操作系统的一种通用扩展，太着重于移 动a g e n t 系统本身的实现细节的研究，如迁移支撑、生命周期管理、安全 管理等，而对于基于移动a g e n t 系统的应用开发研究不够。因此，移动a g e n t 技术的广泛应用受到了很大的阻碍。 鉴于这种情况，p a u l om a r q u e s 等人提出了以应用为中心的移动a g e n t 系统a c m a s ( 印p l i c a t i o n - c e n t r i cm o b i l ea g e n ts y s t e m ) 这一概念。他们对 j a m e s 项目进行了总结，提出应该舍弃原来以平台为中心的方法，将移动 a 卫e n t 技术作为传统分布式计算技术的补充，以应用为中心，以组件的形式 武汉理工大学硕士学位论文 针对特定应用提供移动a 2 e n t 的特性。 a g e n t 技术在w 曲上的应用很早就开始了，已经取得了丰硕的成果。 如浏览助理a g e n t 在客户端记录用户浏览信息，智能的辅助用户进行网上 浏览。但是这些a g e m 都是静止的a g e n t 。而移动a g e n t 技术在电子商务上 的应用研究尚处于探索阶段，人们提出了将移动a g e n t 与电子商务结合的 概念框架，探讨移动a g e n t 系统和电子商务平台的互操作问题，有人提出 了将移动a g e n t 和电子商务系统中的w 曲服务器集成的思想。总的来说， 研究方法仍是以移动a g e m 技术为核心，着眼于移动a g e n t 系统和电子商务 应用系统之间的互操作技术和集成技术。 国内对移动a g e n t 在电子商务中的应用尚处于理论研究阶段，未形成 典型的系统开发平台，主要在各种a g e n t 子系统的功能和组成、移动a g e n t 的知识发现和学习、移动a g e n t 的协作信息查询等方面进行了初步研究。 国外对智能电子商务系统研究比较多，既有理论方面研究，又有一些已经 投入使用的实际系统。b a r g a i n f i n d e r 实质是一个数据库搜索引擎，检索一 些在线音乐商店。j a n g o 类似于b a r g a i n f i n d e r ，也是一种智能搜索引擎。 f i r e f l y 是一个邮件订购系统。它提供自动协作式过滤，系统能够训练自己 识别使用者的偏爱倾向，从而能根据其它具有类似行为使用者的购买向该 使用者提供建议。a u c t i o n b o t 是一个一般的拍卖服务器，购买商a g e n t 和 销售商a g e n t 可以利用a u c t i o n b o t 进行谈判。但这些a g e n t 到一个拍卖服 务器上执行，它们不能从一个供应商转向另一个供应商。在理论方面， m a g n e t 是在a g l e t 平台上设计的电子贸易系统模型，t i n g p e n g ，l i a n g 提出 了基于a g e n t 电子市场的中介系统模型。j e 住e r y 等人将a g e n t 技术应用于网 上谈判支持系统。 1 2 2 存在的问题 尽管面向a g e n t 技术在复杂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。由于a g e n t 的自治性使其可以在一定程度上自由地作 出决策，所以a g e n t 之间的关系无法得到准确的预测和管理1 1 3 】。其次，整 武汉理工大学硕士学位论文 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，但整体行为只有在运行时才能体现。 移动a g e n t 要在电子商务中得到广泛应用，除了要考虑一般电子商务 存在的传统问题和挑战，还需要重点考虑若干技术和非技术两方面的有关 问题。在技术方面的因素主要包括以下几个方面： 移动a g e n t 特别注意的问题是安全性，其中主要是移动a g e n t 与主机间 的安全性。安全性是顾客信任度和商家信誉的保证，是关系到电子商务及 移动a g e n t 能否顺利发展的关键。实现时需解决好安全性、自主性和系统 开放性之间的关系，还要与已有电子商务安全协议( 如s e t 、s s l ) 相结合。 移动a g e n t 的实现语言。移动a g e n t 的实现具有平台独立、运行代价小、 支持移动语义、动态性等需求，同时也要考虑到电子商务的领域特点。j a v a 是目前电子商务中应用广泛的编程语言，具有适应移动a g e m 在电子商务 中应用的技术特性。j a v a 与分布式对象技术( c o r b a 、d c o m ) 结合起来， 更有助于实现基于a g e n t 的电子商务平台。 a g e n t 的通信。电子商务过程中需要多个a g e n t 协同工作，如何保证移 动a g e n t 之间的可靠通信、实现相互交流并避免交易过程中的信息交换歧 义，是十分重要的。可以使用k q m l ( k n o w l e d g eq u e r ya n dm a n i p u l a t i o n l a n g u a g e ) 语言及其本体集( o n t o l o g y ) 语义，在交易过程中执行正确的语义 互操作、避免语义失配。 可靠性和容错性。移动a g e n t 是在复杂的环境中运行的，在环境发生变 化或出现差错时，要具有良好的自主应变能力和抗干扰能力，以最大限度 地保证任务完成。 因此，本文会对这些问题进行研究，并开发实现一个基于移动a g e n t 的电子商务应用系统，以验证基于移动a g e n t 的电子商务的实用性。 1 3 论文体系结构 本论文的章节安排如下： 第1 章概述了电子商务的概念、电子商务的发展，分析传统电子商务 模式的不足之处，提出本文的研究核心基于移动a g e n t 技术的电子商 武汉理工大学硕士学位论文 务，最后分析了国内外研究现状和存在的问题。 第2 章讨论了移动a g e n t 技术、a g e n t 的定义和基本特性。a g e n t 的基 本结构、移动a g e n t 的概念、体系结构及移动a g e m 的优点。移动a g e n t 的 通信。重点比较了移动a g e n t 技术与其它分布式技术，并介绍了面向a g e n t 编程。最后分析了j a v a 对移动a g e n t 的支持。 第3 章首先分析比较了现有的移动a g e n t 平台，并从中选择了i b m a g l e t 作为开发本系统的移动a g e n t 平台。接着研究了a g l e t 系统的体系结 构、a g l e t 的对象模型、a g l e t 的消息机制和常用的a g l e t 软件包。 第4 章提出基于移动a g e n t 的电子商务设计目标、部署及系统结构。 接着采用面向对象的设计方法进行设计，按系统的功能划分模块，并详细 阐述了对应角色的a g e n t 如何完成所要求的功能，最后给出了数据库设计 和系统安全方案。 第5 章详细介绍了原型系统实现的具体技术细节。首先介绍系统的开 发平台和工具，接着重点剖析了多a g e n t 之间的消息和数据传递、a g e n t 的 迁移、a g e n t 的访问权限、类序列化、b s 模式的实现以及支付网关这些关 键技术，最后展示了系统运行情况。 第6 章对全文的研究工作进行总结，指出了论文中的创新点，并确定 下一步的研究方向。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章移动a g e n t 技术 本章我们将对a g e n t 及移动a g e n t 技术进行研究，这是将移动a g e n t 技 术引入电子商务系统应用的基础。 2 1 a g e n t 技术 a g e m 技术的诞生和发展是人工智能技术和网络技术发展的必然结果。 人工智能的研究成果，使应用程序有了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，并且具有了自主判断和选择行为的能力。 另一方面，网络技术的发展，使得分布式人工智能的研究成为一个新的热 点，出现了分布式问题求解和多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 ) 两 个分支【1 4 。多a g c n t 系统是一些a g e n t 通过协作完成某些任务或达到某些 目标而构成的系统【1 5 】。a g e n t 具有不同的问题求解能力，多个a g e n t 之间按 照约定的协议进行通信和协调，使得整个系统成为一个性能优越的整体， 可以解决单个a g e n t 难以解决的问题。 2 1 1a 叠e n t 的基本特性 有关a g e m 的概念可以追溯到2 0 世纪7 0 年代早期的d a i 研究中c a r l h e 埘t t 的并发演员模型。在模型中，h e w i t t 给出一个具有自组织、交互 性和并行执行的术语一一a c t o r 。最经典和被广为接受的是w 0 0 1 d r i d g e 等人 的“弱定义”和“强定义”【1 7 】。弱定义：a g e n t 一般用以说明一个具有自 主能力、社交能力、反应能力和预动能力的软硬件系统。强定义：a g e n t 不仅具有以上的特性，而且具有知识、信念、目的、义务等人类才具有的 特性。a g e n t 还具有流动性( m o b i l i t y ) 、诚实性( v e r a c i t y ) 、仁慈性 ( b e n e v o l e n c e ) 、理性( r a t i o n a l 埘) 等。 到目前为止，人工智能、分布系统、计算机通信和软件工程等领域的 许多研究者根据各自领域的技术特点提出了各自对a g e n t 的定义，但至今 9 武汉理工大学硕士学位论文 没有取得一致的意见。 在综合分析不同领域研究人员给出的定义的基础上，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) ，并能够与其他 a g e n t 相协调的物理或逻辑实体。从用户的角度，我们可以认为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；从系统的角度，a g e n t 就是一个软件对象，生存于一个执行 环境中并拥有自己的特性。 归纳起来，a g e n t 应具有以下属性1 7 】 1 8 】 1 9 】【20 】【2 1 】 2 2 】【2 3 】 2 4 】 2 5 】【2 6 】【2 7 】【2 8 【2 9 】： ( 1 ) 自主性。a g e n t 运行时不直接受他人控制，对自己的行为与内部 状态有一定的控制力。这种自主性使得代理和授权者之间不需要持续的网 络连接和交互。并且这种特性使得各个a g e n t 之间的依赖性很小，单个a g e n t 失效并不会影响系统的整体工作。 ( 2 ) 反应性。a g e m 能够感知所处的环境，并通过行为对环境中相关 事件做出适时响应，其行为通过触发规则或执行定义好的计划来更新a g e n t 的事实库，并发消息给环境中的其他a g e n t 。 ( 3 ) 主动性。在某些情况下a g e m 能够主动地产生目标，继而采取 主动的行为。a g e n t 并不是简单的针对周围环境和其他a g e n t 的信息做出反 应，而是主动地与环境交互。 ( 4 ) 协同性。对于某些任务，仅靠单个a g e n t 很难完成，这时需要 多个a g e n t 的协调与合作才能完成。a g e n t 能相互间协同工作完成复杂任务， 这也是a g e m 的最重要的一个属性。 ( 5 ) 学习性。a g e n t 能从周围环境和协同工作的成果中学习，进化自 身的能力，是a g e n t 智能性的具体体现。 ( 6 ) 移动性。a g e n t 应具有在网络中自主移动的能力，可以在一个网 络上随时、随地、自主地从一台主机迁移到另一台。正在运行中的a g e n t 状态可以被存储且传送到新主机上，在那里a g e n t 程序被恢复且继续从暂 停的地方开始执行。a g e n t 将代码和数据封装在执行的一个线程中，每个 a g e n t 独立于其它a g e n t 之外。从编程角度讲，a g e n t 是自包含的，当a g e n t 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 从一个网络节点移动到另一个节点时，a g e n t 保留它的所有状态信息。 2 1 2a g e n t 的基本结构 a g e n t 的基本功能就是与外界环境交互，获取信息，并对信息进行处理， 然后作用环境。a g e n t 的基本结构中包括的应该是一套用于解决问题的模 块。这些模块的集合及其相互作用，用以提供解决特定任务的方法。a g e n t 可以看作如图2 1 所示的结构，其中包括感知器、效应器、信息处理模块、 目标模块和通讯机制几个部分。其中，传感器用来感知环境，例如获得环 境的变化、接受信息的输入等。获得的信息通过信息处理模块进行分类、 过滤、推理和处理等，对任务所要实现的目标和责任，由目标模块来进行 评价和决策。最后，通过效应器将执行的结果作用于环境。通讯机制用来 与其他a g e m 或应用进行通信。大多数a g e n t 不仅要与环境交互作用，更主 要的是处理和解释接受的信息，达到自己的目的。整个a g e n t 的活动就是 一个通过感知、理解、处理、再作用于环境的过程。 图2 1a g e n t 基本结构 a g e m 的基本属性和基本行为决定了它的软件组件的特征，也就是其体 系结构。以上是对于a g e n t 的一般结构的介绍，通常按照a g n e t 的属性，将 单a g e n t 的体系结构分为思考型、反应型和混合型3 0 】 3 1 【3 2 】三种： ( 1 ) 认知或思考型a g e n t ( c o g n i t i v eo rd e l i b e r a t i v ea g e n t ) 。通过传感 器接受外界环境的信息，并根据内部状态进行信息融合，产生修改当前状 武汉理工大学硕士学位论文 态的描述1 3 ”。然后在知识库的支持下制定规划，形成一系列动作，通过效 应器对环境发生作用。其弱点是：决策是以局部信息为基础的，因此缺乏 远见的，可能导致系统行为的不可预测性和不稳定性；另外，个体行为、 环境以及系统的整体行为之间的关系是不可了解的，因而设计工作十分困 难。 ( 2 ) 反应型a g e n t ( r e a c t i v ea g e n t ) 。反应型a g e n t 内部预置相关的知 识，在外界刺激符合一定的条件后，a g e n t 不进行逻辑推理，直接调用预置 的知识，产生相应的输出。这种类型a g e m 响应速度较快，与思考型a g e n t 相比，它不包含符号表示的环境模型，不使用复杂的符号推理体系。在处 理有限的任务时优于思考型a g e n t 。然而，在处理需要环境知识的任务时存 在一些问题，因为这些知识必须通过推理或从记忆中获得，而不是通过感 知得到。此外它的适应能力比较差，常常没有任何学习能力，每个行为需 要分开编码，与之相关的就是系统的可扩展性差。 ( 3 ) 混合型a g e n t ( h y b r i da g e n t ) 。混合型a g e n t 是前面两种类型a g e n t 的综合。通常采用多层结构，针对相应问题对时间要求的不同，设置不同 的层为反应型或思考型。例如高层是一个包含符号世界模型的认知层，处 理规划和进行决策；底层是一个能快速响应和处理环境中突发事件的反应 层。 前两种类型的a g e n t 结构各自针对不同的问题领域。在针对实际复杂 问题进行设计选择时，通常应根据问题领域的特点所确定的特定的框架， 基于a g e n t 体系结构的基本类型来设计特定问题的a g e n t 。 2 2 移动a g e n t 的体系结构 移动a g e n t 的概念是由9 0 年代初的g e n e r a lm a g i c 公司在推出商业系 统t e l c s c r i p t 时提出的。移动a g e n t 是一段可以执行的程序，能够携带其代 码和状态自主地在异构网络中从一台主机迁移到另一台主机，寻找合适的 计算资源和信息资源，完成特定的任务。在转移的过程中，它可以启动新 的a g e n t 来传送需要的信息给客户或者某个子任务。其中，状态是指a g e m 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 武汉理工大学硕士学位论文 条件。 移动a g e n t 不同于远程调用，远程调用是在本地主机上访问远地主机 上的方法和对象。而移动a g e m 能够不断地从一个网络位置移动到另一个 网络位鼍，能够根据自己的选择进行移动。移动a g e n t 不同于进程迁移， 一般来说进程迁移系统不允许进程选择什么时候迁移和迁移到哪里，而移 动a g e m 带有状态，所以可以根据应用的需要在任意的时刻移动，可移动 到它想去的任意地方。移动a g e n t 也不同于a p p l e t 和s e r v l e t ，a p p l e t 下载 到浏览器，在本地运行，它只能从服务器向客户单方向移动；s e r v l e t 上载 到服务器，在服务器运行；运行前它们的过程代码都必须被事先传递。而 移动a g e n t 可以在服务器和客户之间双向移动，并且移动a g e n t 的代码可以 在移动中动态的改变。 2 2 1 移动a g e n t 的体系结构 通常，移动a g e n t 系统都会包含两个部分：移动a g e n t 服务设施( m o b i l e a g e n ti n f r a c t r u e 或m o b i l ea g e n te n v i r o n m e n t ) 和移动a g e n t 【34 1 ，如图2 2 所示。 ( 1 ) 移动a g e n t 。 移动a g e n t 的体系结构可定义为下面几个相互关联的模块：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。 最外层为安全代理，它是a g e n t 与外界环境通信的中介，执行a g e n t 的安全策略，阻止外界环境对a g e n t 的非法访问。通过环境交互模块感知 外部环境并作用于外部环境。任务求解模块包括a g e n t 的运行模块，以及 与a g e m 任务相关的推理方法和规则。知识库是a g e n t 所感知的世界和自身 模型，并保存在移动过程中获取的知识和任务求解结构。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 创建者为保证a g e n t 的行 为和性能而做出的约束。路由策略决定a g e n t 的移动路径，可能是静态的 服务设施列表，或者是基于规则的动态路由以满足复杂和非确定性任务的 求解。 武汉理工大学硕士学位论文 ( 2 ) 移动a g e n t 服务设施。 移动a g e n t 服务设施为移动a g e n t 提供基本服务( 包括创建、传输、执 行等) ，移动a g e n t 的移动和任务求解能力很大程度上决定于服务设施所提 供的服务。一般来讲，服务设施应包括以下基本服务。 生命周期服务：实现a g e n t 的创建、移动、持久化存储和执行环 境分配，同时具有可扩展能力来支持新的a g e n t 实现类型。 事件服务：包括a g e n t 传输协议和a g e n t 通信协议，实现a g e n t 问 的事件传递。 目录服务：提供定位a g e n t 的信息，形成路由选择。 安全服务：提供安全的a g e m 执行环境。 应用服务：任务相关的服务，在生命周期服务的基础上提供面向 特定服务的服务接口。 外部环境f 其他服务设旖或主机) 中。 主机环境( 软件或硬件) 图2 - 2 移动a g e n t 体系结构 综合相关研究成果，我们将移动a g e n t 服务设施体系结构划分为事件 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 武汉理工大学硕士学位论文 访问代理： 事件处理系统包括初始化程序和事件处理模块。事件处理模块是整个 a g e n t 服务设施的神经中枢，它控制服务设施中其他模块，根据外部环境和 a g e m 执行环境中的不同服务请求，协调相关组件提供所要求的服务。 环境接口模块包括a g e n t 传输控制模块和通信控制模块，它们分别负 责处理不同的外部请求。传输控制模块采用a t p 协议，具体实现a g e n t 的 移动；通信控制模块采用a c l 完成a g e n t 传输外的其他通信任务。 执行环境负责激活和执行a g e n t ，同时实施服务设施安全策略保护主 机不受攻击。有两种执行环境分配策略：为每一个a g e n t 分配单独的执行 环境或为所有的a g e n t 分配同一个执行环境。第一种分配策略需要更多资 源并具有较强的安全性，异构的a g e n t 被分配不同的执行环境。 2 2 2 移动a g e n t 的优点 移动a g e n t 不仅具有一般a g e n t 所具有的感知、推理、行为、自主、学 习等特性，而且具备以下优点： ( 1 ) 减轻网络负载。 移动a g e m 技术通过将服务请求a g e n t 动态的移动到服务器端执行，使 得此a g e n t 较少依赖网络传输这中间环节而直接面对要访问的服务器资 源，从而避免了大量的网络传送，降低了系统对网络带宽的依赖。 ( 2 ) 异步自主运行 通常，移动设备上的计算皆依赖于昂贵而脆弱的网络连接，要求与网 络的持续连接，这从经济和技术的角度来看都是不易实现的。移动a g e n t 可以解决这个问题：将任务封装在移动a g e n t 中，将它通过网络派遣出去， 此时移动a g e n t 独立于生成它的进程，执行任务，移动设备可以断开网络， 稍后需要获得结果的时候，移动设备可与网络连接以回收该a g e n t 。 ( 3 ) 封装协议 数据在分布式系统中进行交换时，每一台主机都有自己的网络协议， 该协议将对传出的数据进行编码，对传入的数据进行解释。协议经常为了 满足新的效率和安全的需要而改进，但是，协议的升级工作即使不是不可 武汉理工大学硕士学位论文 能的，至少也是十分困难的。而移动a g e n t 可以直接移动到远地主机，建 立起基于私有规程的数据传输通道