（计算机应用技术专业论文）基于soapkqml的web+services的知识通信研究.pdf

太原理工大学硕士研究生学位论文 基于s o a p k q m l 的w e bs e r v i c e s 的知识通信研究 摘要 现今的w e bs e r v i c e s 技术以服务为目标虽然综合很多优点，但其研 究可以说只是对原有技术的一种综合与集成，并不能对服务的智能化进 行提升。功能上单一、物理上孤立的软件系统由于先天的不足，要准确传 输、理解w e bs e r v i c e s 上的服务是很困难的，甚至是不可能的。 a g e n t 技术通过提供丰富的消息类型及语义可指导知识通信中具有 语义的通信方式，实现基于内容的路由机制。w e bs e r v i c e s 应用系统间 服务的智能化恰需要这样的通信机制的支持。如果能够综合这两方面研 究的优点，在w e bs e r v i c e s 通信过程中以服务为导向，提供一系列知识 通信机制使分布式a g e n t 之间更好的进行知识级别的通信：通过与其它 a g e n t 交互，提高自己的问题求解能力，帮助其它a g e n t 完成问题求解 及将通信内容准确传输增强通信双方互理解程度。因此，本文将构建一 种具备知识通信的服务环境，能够很好地为用户提供丰富完善的服务及 更好的实现服务的智能组合。 知识通信设计与开发的最终目的是构造出应用层知识通信的原型 和实用系统。在构建过程中，必须实现基础服务设施，例如以一个通用 灵活的系统结构框架为基础，改进知识通信机制、消息表示机制、消息 交互协议、系统间互理解技术等等。在大部分情况下，一个新应用必须 太原理工大学硕士研究生学位论文 重新实现这些底层功能，如果将这些底层功能抽象出来成为一套可以重 用的工具，使设计者集中精力考虑w e bs e r v i c e s 上有关a g e n t 特性的设 计，则会大大提高上层系统功能完善性提高服务质量。 本文的主题是基于s o a p k q m l 的w 曲s e r v i c e s 知识通信的研究。 对借助w e bs e r v i c e s 现有的s o a p 通信技术结合a g e n t 智能通信机制构、 建w e bs e r v i c e s 高层的智能化的知识通信协议模型进行了综述。 、 关键字：知识通信，a g e n t ，k q m l ，s o a p ，w e bs e r v i c e i i r e s e a r c ho nk n o w l e d g e c o m m u n i c a t i o no f w e bs e r v i c e sb a s e do n t h es o a p k q m l a b s t r a c t n o w a d a y sa l t h o u g ht h ew e bs e r v i c e ss y n t h e s i z em a n y m e r i t s ，w h i c h t a k e st h es e r v i c e si n t e g r a t i o na st h et e c h n o l o g i c a lg o a l ，i t sr e s e a r c hi so n l y t h es y n t h e s i sa n dt h ei n t e g r a t i o no ft h eo r i g i n a lt e c h n i q u e sa n dc a n n o tc a r r y o nt h ep r o m o t i o nt ot h es e r v i c ei n t e l l i g e n c e a st h er e s u l to ft h ec o n g e n i t a l i n s u f f i c i e n c yo ft h et r a d i t i o ns o f t w a r es y s t e mw h o s ef u n c t i o ni su n i t a r ya n d i s o l a t e d i ft h ec o m m u n i c a t i o nw a n t sa c c u r a t e l yt r a n s m i ta n du n d e r s t a n d s t h e s es e r v i c e s ，t h et e c h n o l o g yw i l lb ev e r yd i f f i c u l t ，e v e ni m p o s s i b l e t h ea g e n tt e c h n o l o g yt h r o u g hp r o v i d e st h es u f f i c i e n tm e s s a g et y p e a n dt h es e m a n t i c sk n o w l e d g ec a ni n s t r u c tt h ec o m m u n i c a t i o n sw i t ht h e s e m a n t i cw a y s ，r e a l i z et h ec o m m u n i c a t i o n sm e c h a n i s m b a s e d o nt h e c o n t e n tr o u t i n g t h es e r v i c e si n t e l l i g e n c er e a l i z a t i o n i nt h ew e bs e r v i c e s a p p l i c a t i o ns y s t e mn e e dt oe s t a b l i s ht h ek n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o n i f w e c a ns y n t h e s i z et h em e r i to f t h e s et w oa s p e c t sr e s e a r c h ，i nt h ec o m m u n i c a t i o n d r o g r e s so f t h ew e bs e r v i c ew et a k et h es e r v i c ea st h eg u i d a n c ea n dp r o v i d e as e r i e so f c o m m u n i c a t i o nm e c h a n i s mt o t a k eb e a e rk n o w l e d g e c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nd i s t r i b u t e da g e n t s t h r o u g hi n t e r a c t i v ew i t ho t h e r a g e n t ，t h ea g e n tc a ne n h a n c e ，i t so w nq u e s t i o ns o l u t i o na b i l i t y , h e l po t h e r a g e n tt oc o m p l e t et h eq u e s t i o n s o l u t i o na n dt oa c c u r a t et r a n s p o r tt h e c o m n l u n i c a t i o nc o n t e n t ，w h i c hc a ne n h a n c em u t u a l - u n d e r s t a n d i n ga b i l i t y b e t w e e nb o t hs i d e s t h e r e f o r e ，t h i st h e s i s w i l lc o n s t r u c ta ni n t e l l i g e n t i i i 奎星望三盔堂堕主堑塞生堂堡笙苎 c o m m u n i c a t i o ns e r v i c ee n v i r o n m e n tt op r o p e r l y p r o v i d et h ee n o u g ha n d p e r f e c t s e r v i c e sf o ru s e r sa n dt ob e t t e rr e a l i z e s e r v i c e i n t e l l i g e n t c o m b i n a t i o n t h eu l t i m a t e g o a l o ft h e k n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o nd e s i g na n d d e v e l o p m e n ti st oc o n s t r u c tt h ea p p l i c a t i o nl a y e rk n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o n p r o t o t y p ea n dt h ep r a c t i c a ls y s t e m i nt h ec o n s t r u c t i o np r o c e s s ，w em u s t a c h i e v et h eb a s i cs e r v i c ef a c i l i t y , s u c ha st a k i n gc o m m o nf l e x i b l es y s t e m a r c h i t e c t u r ea st h ef o u n d a t i o n ；t or e c o n s t r u c tt h ek n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o n m e c h a n i s m ，t h em e s s a g ee x p r e s s i o nm e c h a n i s m ，t h em e s s a g ei n t e r a c t i v e a g r e e m e n t ，t h es y s t e mm u t u a l l yu n d e r s t a n d i n ga n ds oo n i nm o s tc a s e s ，a n e wa p p l i c a t i o nc a nr e - r e a l i z et h e s eb o t t o mf u n c t i o n s i ft h e s e b o t t o m f u n c t i o n sc a nb ed r a wo u ta b s t r a c t l ya n db e c a m eas e tr e u s e dt o o l ，i tc a n m a k et h ed e s i g n e rt oc o n c e n t r a t et h ee n e r g yo nt h ed e s i g nr e l a t e dt ot h e a g e n tc h a r a c t e r i s t i cd e s i g n ，a n dt h e ni tc a ng r e a t l ye n h a n c et h ei n t e g r i t yo f t h eu p p e rs y s t e mf u n c t i o n t h i st h e s i s r e s e a r c hi so nk n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o no fw e bs e r v i c e s b a s e do ns o a p k q m l w eh a v es t u d i e dt oc o n s t r u c tt h ew e bs e r v i c e sh i g h l e v e li n t e l l i g e n tc o m m u n i c a t i o n p r o t o c o lm o d e l ，u s i n gt h ew a y so fu n i f y i n g t h ea g e n ti n t e l l i g e n tc o m m u n i c a t i o nw i t hw e bs e r v i c e sc o m m u n i c a t i o n m e c h a n i s ms o a p k e y w o r d s ：k n o w l e d g ec o m m u n i c a t i o n ，a g e n t ，k q m l ，s o a p , i v w e bs e r v i c e 声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的 法律责任由本人承担。 论文作者签名：超益整 日期：迎左： 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其 中包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文； 学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为目的， 复制赠送和交换学位论文；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容( 保密学位论文在解密后遵守此规定) 。 导师签名：一 日期：叩f ! ；! ，“ 太原理工大学硕士研究生学位论文 第一章绪论 当今，w e bs e r v i c e s 业已成为人们获得信息，取得服务的重要渠道之一，但是 由于网页表现信息的方式多为自然语言、图片、多媒体适应于人们的阅读需求， 却极易引起模糊性和数据格式多样性而无法被计算机理解。这就造成信息孤岛的产 生一信息之间缺乏联系、应用单调、整个网络呈现出静态与被动的特征【l 】。 知识通信【2 1 的关键是根据内容来确定知识传播的路径，根据内容衡量知识传输 的误差程度，知识的特殊属性决定知识通信建立在应用层之上，从高层建立新型通 信协议模型，强化通信内容理解、通信双方协商，同时优化通信质量，设计最佳编 码，其研究成果不仅可以弥补底层通信所不能达到的互通效果，而且可从高层控制 协议携带信息量，减少通信负载。 本论文主要在实现w e bs e r v i c e s 及多a g e s 的通信机制的基础上，利用 s o a p k q m l 编码的知识通信协议实现a g e m s 间高层知识层交互和通信，提出w e b s e r v i c e s 上的知识通信机制，构建w 曲s e r v i c e s 高层的智能化的知识通信协议模型， 强化通信内容理解的同时优化通信质量。为下一步w e bs e r v i c e s 上实现语义化需要 的智能通信的实现做出一点贡献。 1 1 知识通信研究背景及意义 w e bs e r v i c e s 智能应用系统之间为了知识共享重用和服务集成需求，要通过通 信进行协作，这一点与多a g e m 系统中a g e n t 间的通信目的不谋而合。所以本文将 a g e n t 通信语言引入到w e bs e r v i c e s 智能应用系统的通信机制中，以期完成具有知 识交换功能的知识通信机制。 1 2 知识通信实质和特征 知识通信的实质是：建立各种信息系统间信息及知识的语义互操作，实现全面、 快速、准确的网络高层通信。 1 太原理工大学硕士研究生学位论文 知识通信应该具有以下特征： 支持分散控制环境下，异构知识库之间、知识库与非知识库( 主要指关系型数 据库) 、非知识库之间的不同应用的语义集成，语义互操作和协同推理。 在应用层上，建立一种基于知识的通信协议，使得通信内容传递更准确。 存在一种语义层的新型路由机制，以增加知识、服务、资源发现的查全、查准、 查快率，从而达到通信内容的快速准确传递。 知识通信机制是建立在应用层之上的高层通信，应该是和现有网络通信技术相 兼容，可嵌入的，轻量级的，可扩展的。 知识通信机制最好具有一定智能，能随场境( c o n t e x ) 不同而灵活调整通信方 式，以使通信协议最大程度减轻负载。 1 3 相关领域研究现状 自2 0 0 2 年提出在w e bs e r v i c e s 上融入s e m a n t i c 技术以后，越来越多的国家高 校和机构都加入到w e bs e r v i c e s 研究中来。在短短几年时间内在各方面取得了不少 进展，但研究集中在本体的语义描述、服务发现注册机制的语义化等方面，针对 w e bs e r v i c e s 的知识通信未能形成热点。 集成w e bs e r v i c e 和多a g e n t 系统并不是一个全新概念。但是目前发展现状是： 首先集成停留在体系结构层面，尚没有成熟产品或者测试平台；其次集成程度较低。 就技术层面而言，单纯实现a g e n t 访问w e bs e r v i c e 或者w e bs e r v i c e 访问a g e n t 并 不是特别困难的事情，但这样层面的集成通常无法发挥各自平台的特点。或者说是 为集成而刻意放弃了自身平台的特点。 w e bs e r v i c e s 在现有网络的高层实现新的服务层，为了发挥w e bs e r v i c e s 的最 大潜力，实现w e bs e r v i c e s 上通信的准确、完善，最佳集成方案是在通信层面上进 行开发适合于w e bs e r v i c e s 的基于知识的智能通信方法。 s o a p 是目前广泛认可的w e bs e r v i c e s 的通信协议，但它是以x m l 形式提供， 对知识通信支持有限。随着w e bs e r v i c e s 的技术提升必将结合先进的知识通信技术， 2 太原理：【大学硕士研究生学位论文 以期实现w e bs e r v i c e s 的智能化。 国外针对w e bs e r v i c e s 上实现智能化、语义化，逐渐出现了一些研究项目，提 出了一些解决技术和相应的一些支持工具。 i b m 提出把a c l 构建在s o a p 之上的体系结构模型以实现w e bs e r v i c e 向 语义网演化后的通信1 3 1 。 m a r g a r e tl y e l lm i t r ec o r p o r a t i o n 在w e bs e r v i c e s 上e x p o s i n gd f ( d i r e c t o r f a c i l i a t o r ) p r o t o c o l 中提到四种传输协议。第一种协议提到d f 中的信息可通过 s o a p 协议输出，可通过s o a p 携带的消息访问d f 输出查询服务，通过用适当的 s o a p 绑定类型的方式来定义适当的结束点，s o a p 协议处理机应建立a c l 消息、 将a c l 消息发往d f ；第二种协议s o a p 信封中a c l 消息路径及参数，第三种协议 指出s o a p 协议的响应信息；第四种协议在s o a p 中将会用s c h e m a f r a g m e n t s 作为元 素表示相关复杂类型：命名空间是f i p aa c l 命名空间【4 】。 u n i v e r s i t y o f s o u t h c a r o l i n a 发表的由美国国家科学基金支持的a g e n ta s w e b s e r v i c e s 论文中提到w e bs e r v i c e s 依靠服务的发现、发布、传输三者共同实现。发现( f i n d ) 用u d d i i 吾言、发布( p u b l i s h ) 用w s d l 语言、传输依靠s o a p 语言。而其通信过程依 靠与a c l 协议的捆绑实现1 5 j 。 瑞典的d o m i n i cg r e e n w o o da n dm o n i q u ec a l i s t i h i t e s t e i nt e c h n o l o g i e sa g z u r i c h 提出融合a g e n t 的w e bs e r v i c e s i 程，利用a c l 语言传输a g e n t 所需信息。为将以 a c l 编码的a g e m 查询信息传输到w e be r v i c e s 适当的o p e r a t i o nc a l l s ，并将响应信息写 入a c l 中，设计一个“w r a p p e r ”的解决方案1 6 j 。 1 4 课题研究目的和研究内容 在w e bs e r v i c e s 的实现过程中，要实现w 曲服务发现、调用、交互等通信过程 的智能化，应能交换复杂的与自身信息相关的知识信息以达到传输消息的准确性、 减少内容误差，增强通信双方的互理解。因此提出基于k q m l 的x m l 编码方案， 给知识通信的编码、路由、解析、有效性检查和扩展等方面带来很多便利，并且借 鉴k q m l 智能通信语言扩展s o a p 原语层，在s o a p 中封装k q m l 中包含断言型和 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 指示型言语行为的“述行语”，通信方可以利用这些“述行语”断言事实、获取信 息或是预定服务，实现通信内容准确传输、提升互理解力。 本论文研究内容如下： 通过对知识通信机制的研究，确定一个基本通用的通信模型和通信方式： 对a g e n t 知识通信机制和s o a p 通信机制进行分析和设计，提出知识通信 实现的方法： 知识通信机制中各功能具体的实现； 基于j d k 平台，运用j a d e 、x m l 、a p a e ha x i s 等技术实现w e bs e r v i c e s 上 知识通信相关运行支持环境； 1 5 论文章节安排 论文共分六章，各章主要内容安排如下： 第一章：对课题的研究背景进行了说明，介绍了一些相关的技术以及国内外的 研究现状，阐述了本课题研究内容、目标及意义，最后说明了论文的组织结构。 第二章：本章先对a g e n t 通信解决的基本问题和通信语言k q m l 、x m l 技术、 s o a p 通信、w e bs e r v i c e 技术作一个简单的介绍，着重描述了知识通信系统中的知 识通信原语。 第三章：本章先就知识通信模型设计的目标和特点进行分析，接着深入研究基 于s o a p k q m l 的知识通信模型架构并对所提出的架构进行分析，最后简要论述了 实现系统所采用的技术路线。 第四章：本论文主要在当前实现w e bs e r v i c e s 及多a g e n t s 的通信机制的基础上， 利用s o a p a c l 编码通信的知识通信协议实现a g e m s 间高层知识层交互和通信，提 出w e bs e r v i c e s 上的智能通信模型各模块构成及功能。 第五章：针对通信模型选择具体实施方案借助成熟的系统开发工具开发知识通 信系统并描述运行实例。 第六章：概括全文，总结研究成果和所做的工作，并对进一步工作的方向进行 展望。 4 太原理：| = 大学硕士研究生学位论文 1 6 本章小结 本章简述了课题的研究背景以及国内外相关技术的研究状况，最后对论文的总 体内容和组织结构加以概括。 5 太原理工大学硕士研究生学位论文 第二章知识通信相关协议规范 与传统分布式计算中各计算实体间的通信不同，a g e n t 通信是建立在知识级别 ( k n o w l e d g el e v e l ) 的，而实现这种通信的手段是使用a g e n t 的通信语言( k q m l ) 。建 立在这种级别的a g e n t 通信语言使得a g e n t 间的通信效率大大高于传统的分布式计 算中的通信。 如要在w e bs e r v i c e s 上实现a g e n t 间实现知识通信需要具备共同的语义 ( c o m m o n s e m a n t i c s ) 、共同的语用( c o m m o n p r a m a t i c s ) 、共同的高层协议( c o m m o n h i g h l e v e lp r o t o c o l s ) 以及共同的服务基础( c o m m o ns e r v i c ei n f r a s t r u c t u r e ) ，而x m l 及s o a p 提供了k q m l 通信统一解决方案的可能性。 本章先对a g e n t 通信解决的基本问题和通信语言k q m l 、x m l 技术、s o a p 通信、w e bs e r v i c e 技术作一个简单的介绍，着重描述了知识通信系统中的知识通信 原语k q m l 、x m l 及s o a p 。 2 1 a g e n t 通信技术 2 1 1 a g e n t 通信解决的基本问题 a g e n t 之间通信是a g e n t 问相互作用和协作的基础。a g e n t 间知识和信息的交换 需要解决有关表示、语言、传输、上下文等多方面的问题，通信需解决的问题大致 分为三个方面：会话管理、通信语言和通信协议。 ( 1 ) 会话管理：通信意图一旦产生，通常不是一条消息所能完成的，消息与消息 之间存在一定的逻辑关系。一条消息的正确理解不仅依赖于消息内容和对话协议， 也依赖于对话历史。因此，通话双方需要对对话过程进行管理，以保证通信内容正 确地结合到协议过程中去。即a g e n t 寻求的高层策略，管理与其他a g e n t 的相互作 用。 ( 2 ) 通信语言：通信语言是a g e n t 问传送信息和交换知识的媒介，通信双方共享 6 太原t 2 _ - i ：大学硕士研究生学位论文 语言的语法、语义和语用的定义。 ( 3 ) 通信协议：这里的协议是广义的，既包括高层对话协议，也包括应用层及底 层的传输协议。对话协议说明对话的基本过程和相应消息的各种可能情况；传输协议 指通信中实际使用的应用层及底层传送机制，如s o a p , s m t p 和h t t p 等。 一个基本的通信过程示意图如图2 1 所示： 通特意网的产i 砷宅通俯对豫 遗扦对话狲i 空 按协议鳃l 告! f 待通仃甜冉息 褥潲怠从佑通1 1 发送m 是 确定所虚采取的响碰t ，功 按对话骆议理解诮慰f | i 栉 捡奁潲息是否满足接收条作 接收来自j i ；他a g c m 的i f i 息 图2 1a g e n t 基本通信过程 f i g 2 - 1t h eb a s i cc o m m u n i c a t i o np r o c e s so f t h e a g e n t 2 1 2a g e n t 知识通信语言k q m l 简介 多a g e n t 系统中各个a g e n t 能够协同工作的基础是a g e n t 之间具备有效可靠 的通信协议，这样的通信协议要求是：具有强大的表达能力，支持良好的互操作性 ( 尤其是在异构环境下的异构a g e n t ) ，有快速响应特性。由a r p a 在其 k s e ( k n o w l e d g es h a r i n ge 舶r t ) 计划中为解决大规模知识库的知识共享和再利用而 提出的k q m l 语言可以作为选择，实际上k q m l 也正在成为a g e n t 通信语言的事 实上的标准。k q m l 是自主的异步a g e n t 间共享知识和实现协作问题求解的通信语 7 太原理工大学硕士研究生学位论文 言。 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 nl a n g u a g e ) 1 是一种用于信息和知 识交换的语言和协议，是一种最通用的主体通信语言。1 9 9 7 年f i n i n 和l a b r o u 建议 一种k q m l 新的规范 9 1 。这种新规范在k q m l 消息的句法和保留的执行参数方面 送别很小，但是在保留的消息类型集、它们的含义和使用方面有重大的改变。 k q m l 定义了a g e n t 间传递的消息格式和消息处理协议。k q m l 语言的理论 基础为“述行语”( s p e e c ha c t ) 理论( 简单地说，即认为言语是一种行为，反映一 定的意图，需要产生某些动作) ，k q m l 既是一种消息格式，也是支持a g e n t 间知 识共享的消息处理协议，支持a g e n t 之间的运行时( r u n - t i m e ) 知识共享，其目的在 于实现基于知识的异质系统间实现互操作和集成。 k q m l 是a r p a 的k s e ( k n o w l e d g es h a r i n ge f f o r t ) 联盟工作的成果之一。k s e 的目标是开发和建立大型的可共享、可重用的知识库( k n o w l e d g eb a s e s ) 所需的技术 和方法。k q m l 可作为应用程序与智能系统之间或智能系统相互之间进行交流的一 种语言，以知识共享为基础，支持协同问题处理。它能处理命题、规则和行动而不 只是处理简单的对象，即它具有语义的复杂性：它用声明语言来描述一种意愿状态， 而不单纯是方法或程序。 k q m l 规定了消息格式和消息传送系统，为多主体系统通信和协作提供了一 种通用通信框架。特别是提供了一组识别、连接建立和消息交换的协议。消息的语 义内容在k q m l 中规定并不详细。因为标准是开放的，各种语言可以用来传送知 识，也可以集成在k q m l 中。 k q m l 是软件a g e n t 间高级通信语言“】，它基于点对点通信，可以支持分布式、 异构、动态、含大量自主节点( a g e n t ) 环境下知识、信息的共享与重用。k q m l 既是消息格式协议也是消息处理协议，k q m l 的核心为组可扩展的行为原语 ( ( p e r f o r m a t i v e ) 用以表示对交互内容的态度，这些原语定义了a g e n t 间允许的交互操 作，为a g e n t 间的高层交互如协商进行了通信层支撑。但k q m l 不是编译或解释 型语言，a g e n t 使用接口库“说”k q m l ，程序员需提供代码处理每一原语。k q m l 通过一类特殊的称为通信便利器( f a c i l i t a t o r ) 的a g e n t 为知识共享提供了基本的结 构，通信便利器能提供多种服务并协调和其他a g e n t 的交互，此外k q m l 基于知 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 识系统，通过两个虚拟知识库( 虚拟信念库和虚拟意念库) 将多种系统如数据库系 统、超文本系统等统一起来，从而为a g e n t 间通信提供统一模型。 i k q m l 三层结构 k q m l 语言采取了“协议栈”的思想，它划分为三个层次，如图2 2 所示。 图2 - 2k q m l 消息结构 f i 9 2 - 2t h ek q m lm e s s a g es t r u c t u r e ( 1 ) 内容层( c o n t e n tl a y e r ) ：描述a g e n t 所传递消息的实际内容，这些消息内 容可以使用实现a g e n t 的( 编程) 语言表达，即意味着k q m l 可以携带任何一种语言 表示的信息，值得指出的是，所有k q m l 语言的具体实现都不关心消息中内容部 分的具体含义。因此k q m l 内容层的语言无关性为a g e n t 间互操作性提供了支持 基础。 ( 2 ) 通信层( c o m m u n i c a t i o nl a y e r ) ：通信层对底层的通信属性进行编码，它描述 了与通信双方有关的一组属性参数，包括消息发送接收者的指定、通信进程的标识 等。 ( 3 ) 消息层( m e s s a g el a y e r ) ：它构成了k q m l 语言的核心。它确定了可以与 a g e n t ( 使用k q m l 语言的) 进行交流的类型。消息层的基本功能是确定传送消息所 使用的协议，并由发送方提供个与内涵相关的行为原语，用于指明消息的内涵为 确认、询问、命令或是其它已知的原语类型。因为内涵对于k q m l 是透明的，所 以在消息层也包含对内涵进行描述的可选参数，例如所用的语言、所用的o n t o l o g y 等，这些属性参数可以让k q m l 语言的具体实现在内涵是透明的情况下，仍能够 正确地分析和传送消息。 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 1 3k q m l 的语法 一条k q m l 消息就是一条原语，其表示是在波兰前缀的a s c i i 表示基础上加 以限制而成，本句法是限制在a s c i i 码c o m m o n l i s p 通用波兰前缀表示法。该a s c i i 码字符l i s p 列表的表示法的优点是可读性好，程序简单，易于编译，可移植性好。 具体说来，一条原语由原语类型、参数名、参数组成。原语类型指明了通信操作的 类型( 如t e l l 用来告诉其他a g e n t 自己的信念) ，参数名是以符号“：”开始的关键字， 表明紧跟其后的数据含义，如“：s e n d e r 表明其后是原语的实际发送者。参数是有 意义的数据。 k q m l 语法的最大特点是：由于用关键字标记参数，因此参数与顺序无关。利 用关键字标记参数有利于明确参数的语意，以免程序员混淆。执行原语参数以关键 字标识，而不是依据大量参数所在的位置，使采用不同语言的异质系统间能够灵活 地分析和处理消息。 k q m l 语言的语法易于串行化和重新构造，也易于异质系统间以通用的比特 位传输，为异质系统互通提供了方便。 k q m l 字符串的b n f 形式的句法结构如表2 1 所示，b n f 假设定义在 ， ， ， ， 和 。“表 示任意次数，“”表示集合差，“”表示位置不同。注意： 是表达式 的一种规范。 2 1 4k q m l 原语的语义 k q m l 的建议文本只给出了语法定义，而缺乏精确的语义说明，这一点已经引 起了人们的重视。c o h e n 和l e v e s q u e l l 2 】就一针见血地指出，如果没有精确的语义， 则a g e n t 设计人员就无法确信他们所作的解释与其他设计人员认可的解释一致，从 而产生歧义，也就无法在a g e n t 之间进行开放的有意义的信息交互。针对这个问题， l a b r o u 和f i n i n l a b r o ua n df i n i n e ，1 9 9 7 b t 1 3 】提出将认知状态与k q m l 原语的使用相 结合用以描述语义，并在该语义描述的基础上，给出了所涉及到的k q m l 会话规 则的形式化说明。 1 0 太原理：j ! 大学硕士研究生学位论文 述行语理论为k q m l 的语义研究提供了框架，在此基础上可以对k q m l 的语 义进行建模和形式化的描述，作为建造k q m l 会话策略的基础，使得a c l 更具科 表2 - 1k q m l 字符串b n f 形式的句法结构 t a b l e 2 1t h es y n t a xs t r u c t u r eo f t h eb n ff o r ma b o u tk q m lc h a r a c t e rs t r i n g ) + p ：一 i i i ( c w 口d ( 赠r 强e 唧r 墨s i o n ) + ) + ：= 。 ：= i i , , 盟曼嘲 ：= l = i + i - 1 + i i i i $ i i ：i i ! i7 ：导。 i 一 ：一 i i l 。 i ( j ( ) + ) 一 s 埘n g ) ：o ”v f ”a 置麟) o ：吐妄驴i 2 嗽 、一 d 学性、通用性和实用性。 l a b r o u 等采用表达式进行语义描述，这些表达式包括使用原语的前提和后果 以及成功完成原语的条件。表达式使用了四种特殊谓词( b e l ，k n o w ，w a n t , i n t ) 和两种动作( p r o c 和s e n d m s g ) 描述进行通信的a g e n t 的状态( 包括a g e n t 的 动作状态及心智状态) 。它们的具体含义如下： 1 ) b e l ：b e l ( a ，p ) 表示a 认为p 为真，p 是a 所采用的语言描述的表达式。 2 ) k n l w ：k n o w ( a ，s ) 表示s 是a 的一个状态描述。 3 ) w a n t ：w a n t ( a ，s ) 表示a 想实现s 描述的状态或动作。 4 ) i n t ：i n t ( a ，s ) 表示a 将尽力去做s ，即a 许诺做s 。 5 ) p r o c ( a ，m ) 指a 处理k q m l 消息m ( m 的含义以下同) 的动作。 6 ) s e n d m s g ( a ，b ，m ) 指a 向b 发送k q m l 的消息m 的动作。 简要说明的是这里对b e l 没有定义任何公理，k n o w w a n t , i n t 各自代表知 道、期望( d e s i r e ) 、意图( i n t e n t i o n ) 等心智状态并使用a g e n t 的状态作为参数。 由于目前学术界对期望、意图的要领还没有一致认识，l a b r o u 等没有采用任何一个 1 】 太原理工大学硕士研究生学位论文 有关期望、意图的形式化理论，而是认为这些理论都能支持在k q m l 语义描述的 命题作为参数而且命题只能出现在b e l 内，b e l 、k n o w 、w a n t 、i n t 和动作可 作为k n o w 的参数( 这里的动作被解释为已发生) ，w a n t 、i n t 只能用k n o w 和动作做参数( 这里的动作被解释为将要发生) 。限于篇幅下面仅以a d v e r t i s e 、a s k i f 原语为例阐述k q m l 的语义。 夺a d v e r t i s e ( a ，b ，m ) 1 、自然语言解释：a 向b 表明自己将会处理来自b 的消息m 。 2 、形式化表示：i n t ( a ，p r o c ( a ，m ) ) ，m 为消息p e r f o r m a t i v e - n a m e ( b ，a ，x ) 3 、发送者和接收者的前提： p r e ( a ) ：i n t ( a ，p r o c ( a ，m ) ) p r e 0 3 ) ：n o n e 4 、成功发送及接收该消的后继状态： p o s t ( a ) ：k n o w ( a ，k n o w ( b ，i n t ( a ，p r o c ( a ，m ) ) ) ) p o s t 0 3 ) ：k n o w ( b ，i n t ( a ，p r o c ( a ，m ) ) ) 5 、表明该消息已实现的条件：k n o w ( b ，i n t ( a ，p r o c ( a ，m ) ) ) 6 、备注：a d v e r t i s e 是一个许诺性的动作。如果接收者是通信肋手，则通信 助手可用其他a g e n t 替换。 夺a s k - i f ( a ，b ，x ) 1 、a 想知道b 是否相信消息内容x 。 2 、w a n t ( a ，k n o w ( a ，s ) ) s 可为b e l ( b ，x ) 或一b e l ( b ，x ) 3 、p r e ：( a ) ：w a n t ( a ，k n o w ( a ，s ) ) 八k n o w ( a ，i n t 0 3 ，p r o c 0 3 ，m ) ) ) m 为消息a s k - i f ( a ，b ，) ( ) p r e 0 3 ) ：i n t ( b ，p r o c 0 3 ，m ) ) 4 、p o s t ( a ：) i n t ( a ，k n o w ( a ，s ) ) p o s t ( b ) ：k n o w ( b ，w a n t ( a ，k n o w ( a ，s ) ) ) 5 、k n o w ( a ，s 1 ) s 1 可以是b e l ( b ，x ) 或 1 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 1 5k q m l 的保留原语 k q m l 中定义了一组含义明确的、预留的行为原语。这些预留的行为原语并非 是k q m l 具体实现中必须实现的最小子集，它可以根据需要选择实现或添加新的 原语，但是通常要求选择实现的预留原语应满足k q m l 标准的要求。k q m l 的消 息也可以大致认为是一个对象：每条消息有一个语用词( 可以被认为是消息的类) ， 以及多个参数( 属性值对，可以认为是变量的例化) 。 k q m l 消息中使用的保留参数及其含义在表2 1 中做了总结：其中不同的语用 词要求不同的参数集合。 表2 - 2k q m l 中保留的参数 t a b l e 2 - 2t h er e s e r v e dp a r a