（计算机应用技术专业论文）agent的辅助服务体系.pdf

塑坚盔兰堡：! 堡苎一垒望堕堂塑里型! ! ! 竖 摘要 p t 9 3 3 t d 互联网和通讯技术的发展和普及，人工智能技术的发展使得智能a g e n t 的应 用范围从封闭走向开放，a g e n t 的活动范围扩大到整个互联网。因此给a g e m 提 供一个强有力的辅助服务体系，使a g e n t 在互联网的环境中高效方便的执行任 务，避免任务失败，成为一个非常重要的研究内容。 在此背景下，本文提出基于a g e n t s 的软件合成框架a b f s c 下的a g e n t 辅助 服务体系，并重点讨论a g e n t 的技能和需求的描述、发布、分类、存储和匹配， 讨论在辅助服务体系内中介a g e n t 的作用和实现。 a b f s c 将应用系统视为软构件的包容器，整个应用系统的体系结构包括协 作规划、软构件配置以及软构件在实现应用系统的全局和局部功能中所起的作用 和地位。其中，软件a g e n t s 、a g e n t 技能和常规软构件形成上层、中层和下层三 个级别的软构件。a b f s c 把综合集成软构件的包容器抽象为两个层次：a g e n t s 协作和技能合成，具体而言，a g e n t 协作面向集成化应用系统的上层组织，而技 能合成面向应用系统的下层组织。 本体论描述语言o k r l 是a b f s c 系统和该系统上的a g e n t 辅助服务体系的 描述语言。它对系统提供了便捷详尽准确的描述。内部表示形式和基于x m l 的 外部表示形式的转化使得技能和需求的描述可以采用通用的x m l 语言形式发 送，以高效的内部形式在本地进行处理，并可以针对不同的需求转化成为不同的 内部表示形式。 高效的发送和接收机制是处理技能和需求收发的重要部分，而中介a g e n t 则成为整个辅助服务体系的核心。通过高效的匹配算法，中介a g e n t 可以有效的 选出合适的服务提供者，并通过通讯模块将信息传递给需求者。分类层次体系和 多重过滤器则为在庞大的数据中快速高效的寻找合适的服务提供者提供了可靠 的技术支持。 本文共分为七章，第一章介绍a g e n t 辅助服务体系的主要研究内容。第二章 介绍基于a g e n t s 的软件合成框架a b f s c 。第三章介绍a g e n t 技能和需求的表示， 重点介绍本体论描述语言o r k l 的定义、内部表示、基于x m l 的表示形式和表 示形式间的转化。第四章介绍技能和需求的发送和接收。第五章介绍中介a g e n t ， 重点介绍信息的内部存储、匹配和匹配算法、过滤算法、分类层次体系。第六章 演示一个实例的运行。第七章给出了我们工作的总结和对未来工作的展望。 关键词： 矿一 砸彰本体 国助服余本体 、一 衄 ， 绣 塑垩查兰堡主堡茎叁翌生堕塑墅堡塑 a b s t r a c t b e c a u s eo ft h ed e v e l o p m e n to f t h ei n t e m e t 。t h ec o m m u n i c a t i o na n da r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et e c h n o l o g y , t h et e r r i t o r y o fs o f t w a r ea g e n t sc h a n g e sf r o mt h el o c a l a r e a n e t w o r kt ot h ei n t e m e t t h u sg i v i n ga g e n t sa na s s i s t a n ts y s t e mt oh e l pt h e m t oe x e c u t e t h e i ra c t i v i t i e sm o r ee f f e c t i v e ，e a s ya n do u to ff a i l u r eb e c o m e s av e r yi m p o r t a n dr e s e a r c h t o p i c u n d e rs u c hb a c k g r o u n d ，t h ep a p e ri n t r o d u c e sa na g e n t a s s i s t a n ts y s t e mw h i c h ii s b a s e do na g e n tb a s e df r a m e w o r kf o rs o f t w a r ec o m p o s i t i o n ( a b f s c ) a n dw em a i n l y d i s c u s st h ed e s c r i p t i o n ，a d v e r t i s e m e n t ，c l a s s i f i c a t i o n ，s a v ea n dm a t c h m a k i n g o ft h e a g e n t c a p a b i l i t ya n dr e q u e s t w ea l s od i s c u s s t h ee f f e c ta n dd e v e l o p m e n to ft h em i d d l ea g e n t u n i o ni nt h es y s t e m a b f s cr e g a r d sa na p p l i c a t i o ns y s t e ma sac o n t a i n e ro ft h es o f t w a r ec o m p o n e n t s w h o s ea r c h i t e c t u r ei n c l u d e st h el a y o u to ft h ec o l l a b o r a t i o n ，t h ec o n f i g u r a t i o n o ft h e s o f t w a r ec o m p o n e n t sa n dt h ef u n c t i o n sa n ds t a t u s e so fs o f t w a r ec o m p o n e n t si n t h e i m p l e m e n t a t i o no f t h ea p p l i c a t i o ns y s t e m ，i nw h i c h ，t h es o f t a r ea g e n t s ，a g e n ts k i l l sa n d c o m m o n c o m p o n e n t s a r e r e s p e c t i v e l y a b s t r a c t e da st h e t o p - l e v e l ，m i d - l e v e i a n d b o t t o m l e v e is o f t w a r ec o m p o n e n t s a b f s cd i v i d e st h ec o n t a i n e ri n t ot w oi e v e l s ：a g e n t s c o l l a b o r a t i o na n ds k i l ic o m i p o s i t i o n ；i nd e t a i l t h ef o r n l e ro r i e n t st h et o po r g a n i z a t i o no ft h e i n t e g r a t e da p p l i c a t i o ns y s t e m ，a n dt h el a t t e ro r i e n t st h eb o t t o mo r g a n i z a t i o no f t h es y s t e m o k r li st h ed e s c r i p t i o nl a n g u a g eo fa b f s ca n dt h ea s s i s t a n ts y s t e mu n d e ri t i t g i v e se l a b o r a t i n g e f f e c t i v ea n da c c u r a t ed e s c d p t o n so ft h es y e t e m t h ee x c h a n g eo f i n t e r n a lf o r m a ta n dx m lb a s e de x t e r n a if o m l a lh e l p su st os e n dm e s s a g e si ne x t e r n a i f o r m a ta n dd e a lw i t ht h e me f f e c t i v ei ni n t e r n a if o m l a t a n dw ec a nc h o o s et oc h a n g et h e m i n t od i f f e r e n ti n t e m a lf o r m a tw h e nw en e e d t h ee f f e c t i v es e n d i n ga n dr e c e i v i n gm o d u l e sa r ei m p o r t a n td a r i so ft h es y s t e m t h e m i d d l ea g e n tu n i o ni st h ec o r eo ft h es y s t e m b yu s i n ge f f i c i e n tm a t c h m a k i n ga l g o r i t h m ， t h em i d d l ea g e n tu n i o nc a ne a s i l yf i n d a p p r o p r i a t es e r v i c ep r o v i d e r sa n ds e n d t h e i n f o r m a t i o no ft h e mb a c kt ot h er e q u e s t o r a n dt h ec l a s s i f i c a t i o ns y s t e ma n dm u l t i f i l l e 惜 g i v e sr e l i a b l es u p p o r t st o f i n d a p p r o p r i a t es e r v i c ep r o v i d e r sf r o ml a r g eq u a n t i t i e s o f i n f o r m a t i o n t h ep a p e rc o n t a i n ss e v e nc h a p t e r s ：t h ef i r s tc h a p t e ri n t r o d u c e st h er e s e a r c ha r e a so f t h ea s s i s t a n ts y s t e mf o ra g e n t s t h es e c o n di n t r o d u c e st h ed e t a i l so fo u rf r a m e w o r k ： a b f s c i nt h et h i r dc h a p t e r , t h ed e s c d p t i o no ft h es k i l l sa n dr e q u e s ti sj n t r o d u c e d t h e y a r et h eo r k l i a n g u a g e ；t h ei n t e r n a lf o m l a ta n dx m lb a s e de x t e m a jf o r m a ta n dt h e e x c h a n g eb e t w e e nt h e m t h ef o r t hi n t r o d u c e st h es e n d i n ga n dr e c e i v i n gm o d u l e s t h e n e x t c h a p t e ri sa b o u tt h em i d d l ea g e n tu n i o n ，i n c l u d i n gt h es a v i n gf o r m a to ft h e i n f o r m a t i o n ，t h em a t c h m a k i n ga n dt h ec l a s s i f i c a t i o n t h es i x t hc h a p t e rg i v e sae x a m p l eo f t h i ss y s t e m t h el a s tc h a p t e ro ft h ep a p e r g i v e st h ec o n c l u s i o na n dp r o s p e c to ft h ef u t u r e r e s e a r c hw o r k k e y w o r d ：a g e n t ，a b f s c ，a s s i s t a n ts y s t e m ，o n t o i o g y ，m i d d l ea g e n tu n i o n ， m a t c h m a k i n g ，a n dc l a s s i f i c a t i o n i i 浙江大学硕士论文 一 第一章绪论 互联网和通讯技术的发展和普及，人工智能技术的发展使得智能a g e n t 的应 用范围从封闭走向开放，a g e n t 的活动范围逐渐扩大到整个互联网。给a g e n t 提 供一个强有力的辅助服务体系，使a g e n t 在互联网的环境中高效方便的执行任 务，避免任务失败，成为一个非常重要的研究内容。 我们实验室长期以来一直研究基于a g e n t s 软件合成框架( a g e n t s b a s e d f r a r n e w o r kf o rs o t t w a r ec o m p o s i t o n ，a b f s c ) 1 1 1 1 2 1 ，并在该研究的基础上完成了 底层平台、元级开发环境吲、基于该合成框架的基于多a g e n t 虚拟组织的工作流 管理系统i 叼等后续研究工作。经过多年的研究，取得了丰富的成果。我们实验室 开展的管控a g e n t s 社交行为的基础结构( i m c s b a ，i n f r a s t r u c t u r ef o rm a n a g i n g a n dc o n t r o l i n gs o c i a lb e h a v i o ro fa g n e t s ) 系统是在a b f s c 上进行的进一 步研究，而a g e n t 辅助服务体系则是其中的一个重要环节。 随着i n t e m e t 和相关技术的发展，尤其是新一代的网络技术如w e b s e r v i c e l 5 l t 6 1 1 s l 技术，x m l 技术f 7 1 的发展，本体论和语义网络的研究的进展，各种 描述语言例如w s d l t g l ，d a m l t l o i t l l l 等的出现，计算机技术逐渐由封闭的环境走 向开放的i n t e m e t 平台。a b f s c 的设计始于9 0 年代中期，我们的设计和实现更 多的体现在静态的环境下a g e n t 之间的运行和协作，在新的技术背景下这个系统 也需要进一步的扩充和发展。该系统需要一个更加健壮而完备，能够适应在 i n t 咖e t 环境中运行和联系的环境。我们把这样的环境称为a g e n t 的辅助服务体 系，该运行环境的目的是为了支撑a g e n t 的运作和运行，最大限度发挥a g e n t 的 作用。本文将讲述在a g e n t 辅助服务体系方面的研究进展情况。 1 1 问题描述 在我们实验室现有的系统下，每一个单独的a g e n t 都具备了一定的能力或意 向，能够从事一定的活动，在a g e n t 的大环境中扮演一定的角色，并在适当的时 候代替人去做一些事情。 我们通常把原子的简单活动定义为a g e n t 的能力，而需要一系列a g e n t 来共 同完成的复杂活动称为意向。如何才能行之有效的描述a g e n t 和a g e n t 的能力， 一直以来都是学术界的个难题，我们实验室原先采用的方式有其合理性和先进 性的一面，然而要让它适应在i n t e r n e t 的环境下，在不同的本体论和不同的处 理环境中描述和传递信息，这就显得有些不足，需要做进一步的探索和研究。 对于一个具备了一定能力的a g e n t 而言，有的时候a g e n t 的拥有者希望扮演 。个服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 的角色，通过某种方式来发布自己拥有的能 浙江大学硕士论文 力，然后让整个i n t e r n e t 中满足接受服务的条件的需求者可以访问自己，进行 协商，并最终完成服务提供这一过程。我们最初是通过a g e n t 之间的相互注册来 完成和获得能力的描述信息的，而这在i n t e r n e t 的环境下显得不太可能，因此 我们需要引入中介a g e n t 来协助完成这一过程“。 任何一个复杂活动都需要一系列的a g e n t 来共同作用和完成，而不可能仅仅 由个a g e n t 来完成，如果所有参与该活动的a g e n t 都在同一个a g e n t 联邦中的 话，那么这个过程就会显得相对简单。在同一个联邦下，由于有管理a g e n t 的存 在，彼此间的分工和交流都显得相对容易。但是，很可能a g e n t 需要寻求联邦外 的服务提供者的帮助，如何去寻找这些a g e n t ，在哪里找到这些a g e n t ，如何知 道哪些a g e n t 是符合自己要求的，如何才能找到代价最小的服务提供者等一系列 的问题都成为我们必须关注的问题。我们现有的系统中对熟人的描述是通过描述 语言和配置文件静态绑定的，这在局部的，相对固定的应用中是一种可行的，高 效率的方式，但是将a g e n t 的应用区域扩大以后，就需要一种更加灵活的机制来 处理。 1 2 主要需要研究的方向 a g e n t 的辅助服务体系本身就是一个比较广的题目，在a b f s c 的体系里面， 有许多方面已经做了研究工作，有的需要补充，有的需要发展，还有的则从来都 没有做过工作。我们在进行i m c s b a 研究的时候，该体系可能涉及到如下一些方 面： 一本体论和a g e n t 的能力描述f 】0 1 【1 3 l 。如何去描述一个a g e n t 和a g e n t 所能 够提供的服务，如何去描述一个a g e n t 的需求，是我们实验室整个a g e n t 运行环 境和开发环境中最为基础的一个部分。由于各个孤立的系统对a g e n t 的能力的描 述有所不同，为了能够适应在i n t e r n e 的环境下工作，我们需要在a g e n t 的内部 表示之间进行相应的转换，这就涉及到本体论和本体论转换1 1 4 j 的问题。x m l 和 相关技术( 如x m ls c h e m a 1 5 i t l6 1 【1 7 1 技术) 的诞生给在i n t e r n e 平台下描述a g e n t 的 能力和需求提供了个有力的工具。 二a g e n t 技能和需求的发布【1 3 】1 2 0 j 。为了使a g e n t 能给其他a g e n t 提供服务， 需要发布技能。为了使a g e n t 获得其他a g e n t 提供的服务，需要发布需求。需求 的反馈结果则应该送回到发送需求的a g e n t 。 三中介a g e n t ( m i d d l ea g e n t ) ”。中介a g e n t 是一个特殊的a g e n t 群体， 它们的实现和普通的a g e n t 有所不同。中介a g e n t 的主要作用是按照一定的方 式鉴别和保存a g e n t 发布过来的能力描述，接受a g e n t 的请求，并查询数据库中 的信息，通过匹配算法找到相对合适的a g e n t 的能力描述返回给请求者“。 四匹配问题“3 1 。请求和能力之间的匹配是一个非常重要的问题。匹配是指 通过程序自动的处理，根据请求者发送过来的请求，从服务的提供者中间找到合 2 塑垩盔堂堡主! 垒墨 适的服务提供者的过程”“。如何匹配才能够挑出合适的服务提供者是匹配的基本 问题。匹配算法有很多种，但没有一种是尽善尽美的“2 “1 。 五分类层次体系。在i n t e r n e t 中，前来发布和注册的服务提供者和它们 提供的服务描述会非常的多，发布的需求也很多。这就事先需要对那些服务提供 者提供的服务进行适当的，有层次性的分类，以便加速匹配进程。 本文结合我们的多a g e n t 软件合成框架a b f s c ，阐述在上述各方面进行探 索和研究的进展情况，探讨在新的技术条件下，如何给a g e n t 们的运行提供一个 健壮而便利的运行环境。 本文共分为七章，本章介绍a g e n t 辅助服务体系的主要研究内容。第二章介 绍基于a g e n t s 的软件合成框架a b f s c 。第三章介绍a g e n t 技能和需求的表示， 重点介绍本体论描述语言o r k l 的定义、内部表示、基于x m l 的表示形式和表 示形式间的转化。第四章介绍技能和需求的发送和接收。第五章介绍中介a g e n t ， 重点介绍信息的内部存储、匹配和匹配算法、过滤算法、分类层次体系。第六章 演示一个实例的运行。第七章给出我们工作的总结和对未来工作的展望。 浙江大学硕士论文 第二章基于a g e n t 的软件合成框架( a b f s c ) 本章介绍基于a g e n t s 的软件合成框架a b f s c ( a g e n t sb a s e df r a m e w o r kf o r s o f t w a r e c o m p o s i t i o n ) ，它是我们实验室从开始这方面研究工作的核心框架， a g e n t 辅助服务体系的诸多方面都建立在这个基础之上。我们首先看一下有关 a g e n t 的基本概念。 2 1 a g e n t 技术 2 1 1 a g e n t 的概念 a g e n t 软件的历史可以追溯到m i n s k y 的“思考的社会”和8 0 年代麻省理工 学院一系列关于分布式人工智能的研究。在这些研究中，人们发现把一些简单的 信息系统集合起来，使之相互作用可以产生集团智能，并试图建立一种综合人工 智能系统。这种系统并不提高模块个体的处理能力，而在模块的相互作用上下工 夫，以期提高整个系统的处理能力。早期的这些研究由于没有能够满足人们过高 的期望值，一度冷却下来。人们把精力逐渐投入到较容易出成果的专家系统和机 器翻译技术上。a g e n t 软件的发展实际上是人工智能在网络技术发展基础上的新 成果、新阶段i z 。 那么，到底什么是a g e n t 呢? 作为分布式人工智能( d a d 的一个基本术语， 人工智能的一个原语，目前人们对于它的定义尚有很大的分歧。关于英语单词 a g e n t 的定义，a m e r i c a n m e r d a m w e b s t e r d i c t i o n a r y 的解释为：1 o n e t h a ta c t s ；2 m e a n s ，i n s t r u m e n t ；3 ap e r s o na c t i n go rd o i n gb u s i n e s sf o ra n o t h e r 。由此可知， ”a g e n t ”这个词在字面上主要有三种涵义：一是指能对其行为负责的人：二是指 能够产生某种效果，在物理、化学或生物意义上活跃的东西；三是指代理人，即 接受某人的委托并代表他行动的人。但是在d a i 研究中，不同的研究者从不同 的角度对主体做出自己的解释。在第三届a g e n t 理论、体系结构、语言国际讨论 会( 1 9 9 6 ) 上f r a n k l i n 和g r a e s s e r 的论文给出了自主a g e n t 的定义i ”1 ： 一个自主a g e n t 是一个系统，它处在一个环境中，并且本身是它的一部分， 该系统影响该环境，并于当前和未来对该环境做出必要的反应。 这个定义自然不能算是一个正式的定义。它实际上等同于一个具有自主性质 的a g e n t 。 对a g e n t 的中文翻译，学术界也有不同的意见。目前主要的译法有主体，智 能体和代理。在本文中，我们仍用它的英文原名a g e n t 来称呼它。 在定义得不到公认的情况下，a g e n t 可以通过下面的性质来描述。通常认为 一个a g e m 部分或全部拥有以下的特性【2 6 1 ： 浙江大学硕士论文 自治性。这是一个a g e n t 的基本特性，即可以控制它自身的行为。a g e n t 的 自治性体现在：a g e m 的行为应该是主动的、自发的；a g e n t 应该有它自己的 目标或意向( i n t e n t i o n ) ；根据目标、环境等的要求，a g e n t 应该对自己的短期 行为做出计划。 交互性。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( 如机器 人、i n t e r n e t 上的服务a g e n t 等) 还是虚拟的世界中( 如虚拟商场中的a g e n t 等) ，它们都应该可以感知它们所处的环境，并通过行为改变环境。一个不 能对环境做出影响的物体不能被称为a g e n t 。 协作性。通常a g e n t 不是单独地存在，而是生存在一个有很多个a g e n t 的世 界中。a g e n t 之间的良好有效的协作可以大大提高整个多a g e n t 系统的性能。 可通讯性。这也是一个a g e n t 的基本特性。所谓通讯，指a g e n t 之间可以进 行信息可通信性。这也是一个a g e n t 的基本特性。所谓通讯，指a g e n t 之间 可以进行信息交换。更进一步，a g e n t 应该可以和人进行一定意义下的“会 话”。任务的承接、多a g e n t 的协作、协商等都以通讯为基础。 长寿性( 或时间连贯性) 。传统程序由用户在需要时激活，不需要时或者运 算结束后停止。a g e n t 与之不同，它应该至少在“相当长”的时间内连续地 运行。这虽然不是a g e n t 的必须特性，但目前一般认为它是a g e n t 的重要性 质。 a g e n t 的其它特性还包括： 移动性a g e n t 可以从一个地方移动到另一个地方而保持其内部状态不变； 推理能力 a g e n t 可以根据其当前的知识和经验，以理性的、可再生的方式 推理或推测； 规划能力a g e n t 为了完成其目标可以综合和选择动作的不同过程； 学习和适应能力a g e n t 可以根据过去的经验积累知识，并且修改其行为以 适应新的环境。 另外，有些学者还提出a g e n t 应该具有自适应性、个性等特性。 根据国内外那些已经实现了的系统，我们可以对a g e n t 进行一般性的描述： a g e n t 是一种抽象实体，它能作用于自身和环境，并能对环境做出反应。 需要注意的是，a g e n t 和面向对象程序设计中的对象( o b j e c t ) 是两个不同的概 念。首先a g e m 是个主动的实体，它有自己的目标和面向目标的行为；而对象是 被动的，它的行为指消息( m e s s a g e ) 调用其方法( m e t h o d ) ，由对象完成该方法所规 定的行动。第二，a g e n t 是自主的，而对象是受控的，对象没有面向消息的控制 机构，它对接收到的消息并不理解其含义，只机械地执行消息规定的动作；而 a g e n t 能理解消息，并据此控制自己的行为。第三，对象间是以消息传递方式通 信的，需要明确对方的存在性；而a g e n t 间的通信既可以了解对方，直接通信， 叉可以不了解对方，间接通信。当然，两者也是具有一定的契合点的，目前有许 多研究人员致力于a g e n t 与对象交叉综合的研究工作1 2 7 1 。例如，用面向对象的思 想方法来设计多a g e n t 系统，或给对象增加部分自主性、自控能力、用“类”作 浙江大学硕士论文 为中间媒介实现广播通信等。 a g e n t 理论研究的内容主要针对a g e m 的概念、性质以及表示，涉及人工智 能、哲学、心理学等多种学科。 2 1 2 软件a g e n t ( s a ) 的研究核心 上世纪8 0 年代初，分布式问题求解是研究软件a g e n t 技术的主要动力。到 8 0 年代中后期，分布式计算环境的快速成长和普及应用，使研究者们认识到松 散型协同工作才是社团组织和个人迫切需要的计算机支持功能，从而促进了s a 的深入研究，以及旨在发挥个体能力的多类型s a 系统的开拓工作幽j 。 就目前而言，s a 技术的研究主要集中在以下三个方面：s a 的行为理论、s a 的体系结构和s a 间的通信，并由此极大地促进了旨在发挥个体能力的多类型s a 和面向松散型协同工作的m a ( m u l t i a g e n t ，多a g e n t ) 系统的研究和开发。 2 1 3 多a g e n t 系统 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。而每个a g e n t 被视为是 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 他a g e n t 通信。从这个意义上说，人也可以成为多a g e n t 系统的一员。多a g e m 系统优于仅由单个a g e n t 控制世界的系统。 设计一个a g e n t 使它具有足够的能力来控制其环境存在许多困难：首先 a g e n t 必须处理众多不确定的相互矛盾的信息，其次它必须处理多个上下文相关 的、冲突的目标；并且a g e n t 必须把它的目标与自己受限的感知和行为能力相对 应。 为了解决上述困难，多a g e n t 系统是一次质的飞跃：首先，通过与其他a g e n t 的通信，可以开发新的规划或求解方法来处理不完全的、不确定的知识；第二， 通过a g e n t 间的合作，多a g e n t 系统不仅改善了每个a g e n t 的基本能力，而且从 a g e n t 的交互中进一步理解了社会行为；第三，便于用模块化风格组织系统。如 果说模拟人是单个a g e n t 的目标，那么多a g e n t 系统则是以模拟人类社会作为其 墁终目标的【2 9 。 就多a g e n t 系统中的a g e n t 而言，存在两个极端：一是神经网络，它是一个 精细粒度的多a g e n t 系统，由一套紧密耦合的、简单的非智能的元件或表示知识 的单元组成，每个元件或单元视为一个a g e n t 。通过非同步的动作和通过“连结” 的通信，合作单元能对接收到的数据做出灵活反应。二是分布式问题求解系统， 它是一种粗粒度的多a g e n t 系统，是由自主的a g e n t 松散耦合而成的分布式网。 每个a g e n t 能进行高级问题求解，能随着环境的改变而修改自己的行为、规划和 与人的通信、合作策略等。许多a g e n t 系统都处于这两个极端之间，具有中等粒 摩。 6 浙江大学硕士论文 通信是多a g e n t 系统中关键的问题。在人类社会中个体之间存在着一定联 系，正是这种联系把人的集合交成了人类社会，把单个的人变成了具有社会属性 的人。多a g e n t 系统也是如此。几个a g e n t 堆放在一起永远是几个独立的个体， 只有相互协调合作它们才能构成一个有一定功能的可以运转的系统。正是由于 a g e n t 间联系的存在，由于协调的必要性，致使多a g e n t 系统与单一的a g e n t 比 较，有了质的区别。如何协调多个a g e n t 之间关系的问题，也成为了研究的热点。 2 2 面向构件合成的体系结构a b f s c 从软件合成的角度来看，应用系统即为软构件的包容器。包容器致力于组织 和控制软构件的协同工作，并支持软构件间的柔性联接。 在a b f s c 中，整个应用系统的体系结构包括协作规划、软构件配置以及软 构件在实现应用系统的全局和局部功能中所起的作用和地位。其中，软件a g e n t s 、 a g e n t 技能和常规软构件形成上层、中层和下层三个级别的软构件。( 或称为宏、 中、微构件) a b f s c 的体系结构是在分析了目前企业的组织结构之后，模仿企业组织结 构提出来的。企业的日常行为可以看作是完成一个任务集的过程。一个复合任务 可以分解为多个子任务，而子任务也可以进一步细分，最终的原子任务通常由单 个企业职员来完成。对应的，在a b f s c 框架中，这个复合任务将通过多个a g e n t 协作完成，a g e n t 协作组中的每个成员a g e n t 负责对应的子任务。如果该予任务 不能进一步分解，那么该成员a g e n t 通过它拥有的技能来完成这一子任务，如果 陔子任务还需要进一步分解，那么这个成员a g e n t 负责去组织另一个a g e n t 协作 组来完成这一子任务。因此在a b f s c 框架中，软件体系结构分为两个层次：a g e n t 协作，a g e n t 技能合成【l i 。如图2 1 所示： a g e n t 联邦 活动模型意向集 a g e n t 栅瘊嚣燃 a g e n t 协作纽 a g e n t 协作 任务归约模型 。苎擘、常规构件库 ( 中层构存敝状态一反应规则组( f 层构件库) 图2 1a b f s c 框架体系结构 浙江大学硕士论文 2 3a g e n t 协作 a g e n t 协作面向集成化应用系统上层的组织。每个软件a g e n t 都是具有社交 和领域知识，能依据心理状态自主工作，并具有语义互操作和合作协调能力的宏 构件f 1 5 l 。我们通过对a g e n t 的配置、a g e n t s 协同工作的调度规划以及a g e n t s 的 组织描述，构成应用系统上层的体系结构的透明描述。 定义2 1软件a g e n t 是应用系统体系结构上层的基本构建，并且只通过 a g e n t 通信语言( a c l ) 与环境( 其他a g e n t ) 互操作。可定义为一个七元组： ( a c t i v i t y m o d e l ， s e l f - m o d e l ，a c q u a i n t s e t ， b e h a v i o r - c o n t r o l l e r , i n f o b a c k b o a r d ，d o m a i n i n t e r f a c e ，c o m m u n i c a t i o n - i n t e r f a c e ) ，其中： a c t i v i t y m o d e l ：描述一组由该a g e n t 调度和监控的计算活动，活动可以是 基本的或复合的。复合活动需要用多个软件a g e n t 协作执行。 s e l f - m o d e l ：描述该a g e n t 拥有的执行基本活动的技能和执行复合活动的意 向，以及自身及其管理的联邦成员的对外形象。 a c q u a i n t s e t ：能通过协商参与协同工作的其它软件a g e n t s 或a g e n t 联邦。 b e h a v i o r - c o n t r o l l e r ：分两个层次：协作层和领域层，控制该a g e n t 的行为。 协作层实现对复合活动的联合调度，领域层则启动执行面向基本活动的技能。 i n f o b a c k b o a r d ：记载该a g e n t 接收的外部信息和自身产生的中间或结果信 息。 d o m a i n i n t e r f a c e ：用于启动常规信息基础中的软构件。 c o m m u n i c a t i o n i n t e r f a c e ：支持与其它软件a g e n t s 间的通信。 定义2 2a g e n t s 协作是由被称为管理a g e n t 的软件a g e n t 发起的联合行动， 定义为一个六元组： ( c o m p o s i t e a c t i v i t y , s u b - a c t i v i t y s e t ， j o i n t - i n t e n t i o n ， m a l l a g e r ， m e m b e r - s e t 、a c q u a i n t s e o ，其中： c o m p o s i t e - a c t i v i t y ：需通过多个a g e n t s 合作才能完成的复合活动。 s u b - a c t i v i t y s e t ：为完成该复合活动而需执行的子活动集合。 j o i n t - i n t e n t i o n ：通过a g e n t s 的联合行动来执行该复合活动的意向，其核心 是指定一个或多个调度规划( 参见定义2 3 ) m a n a g e r ：发起该复合活动的软件a g e n t ，也称为管理a g e n t 。 m e m b e r - s e t ：可由m a n a g e r 直接调度承担子活动的软件a g e n t s 的集合( 包 括m a n a g e r 自身) 。 a c q u a i n t - s e t ：可通过协商承担子活动的软件a g e n t s 的集合。 8 浙江大学硕士论文 一一 定义2 3 复合活动的调度规划是可嵌套循环的规划步序列，每个规划步有 多种可选的执行方式，每个执行方式包括一个或多个可并发执行的子活动。( 如 图2 2 ) 开始 结束 定义2 4a g e n t 联邦 ( 以下简称a f ) 由单一m a 及 其直接调度的软件a g e n t s 构成，设m a 管理k 个联合 行动，相应的成员集为 m s i ( i - l ，2 ，k ) ，则a f 的成员集为 图2 2 可能的调度规划 ( 方框指示规划步，小圆圈指示子活动) 鼬f 2 f u m s i ) 定义5a g e n t 协作组( 以下简称 a c ) 由单一m a 及其熟人a g e n t s 构成 ( 熟人只有在协商后才能调度) ，设 m a 管理k 个联合行动，相应的熟人集 为a s i ( i = 1 ，2 ，k ) ，则a c 的成员 集为 s a c = ( u a s i ) 我们将a f 成员和a c 成员的对外 形象描述加入m a 的自身模型，则m a 就成为由其管理的a f 和a c 的代表， 参加高一层次的a g e n t 联邦和a g e n t 协作组。由此，活动模型、承担活动的 软件a g e n t s 、a g e n t s 协作、联合意向 ( 调度规划) 、a f 和a c 的嵌套定义， 呵以清晰地勾画出集成化应用系统的 e 层体系结构。( 如图2 3 ) 2 4 技能合成 a f k + 图2 3 可能的嵌套a g e n t 联邦( u p a 卜一上层联 邦，a f 一f 层联邦，实方框和虚椭圆框分别指 示联邦和协作组，大中圆圈指示1 1 1 8 ，小圆圈指 示普通a g e n t s ) 技能合成面向应用系统的下层组织，a g e n t 技能通过调用和组合领域操作来 执行a g e n t s 的基本活动。领域操作则由称之为微构件的常规软构件( d c o m 或 c o r b a 对象) 来实现。作为中间层构件的技能关心的是如何协调的聚合相关的 领域操作，以实现基本活动的功能目标。关于技能合成的定义构成应用系统的下 层体系结构的透明描述。 技能合成的关键在于规划领域操作的配置和组合。a b f s c 允许两种方式的 规划：状态一反应规则组和任务归约模型。 9 浙江大学硕士论文 定义2 6 状态一反应规则组按a g e n t 技能执行基本活动时所处的状态做出 响应；选择和执行适当的领域操作序列，其工作方式定义为一个四元组： ( s t a t u s ，o p e r a t o r - s e t , r u l e - s e t ，i n t e r p r e t e r ) s t a t u s ：由信息黑板和基本活动传递的输入参数确定； o p e r a t o r - s e t ：可选操作的集合； r u l e s e t ：一组依据状态决定调用适当操作的规则； i n t e r p r e t e r ：解释性执行规则集，以选择和执行适当的操作序列。 定义2 7 任务归约模型将基本活动要实现的任务层次归约为予任务，其工 作方式表示为四元组： ( s t a t u s ，r e d u c t i o n - s c