（计算机应用技术专业论文）多agent系统体系结构及建模方法研究.pdf

弋 ，? ， 多a g e n t 系统体系结构及建模方法研究 | 乏j 、二二+ 摘要 阮器， r ( 随着技术的发展以及实际应用的深入，a g e n t 远远超出了人工智能研究的范 畴，多a g e n t 系统( m a s ) 正成为一神全新的软件开发的模式，越来越受到人 们的广泛重视。作为一种新的软件开发模式，不仅要研究a g e n t 或多a g e n t 的内 部结构与实现框架，还要研究系统的整体体系结构以及建模方法，以便为有关人 员提供系统多侧面视图，从而提高系统开发效率，保证系统质量。 目前，多a g e n t 系统研究者将大部分精力和热情投入到多a g e n t 系统的基础 架构研究中，而对基于多a g e n t 系统基础架构的应用系统开发问题需求获 取、需求分析、系统设计、系统实现、系统测试、交付使用等涉及到整个软件生 命周期的所有问题缺乏足够的关注，可以说基于多a g e n t 系统的应用系统需求获 取与体系结构分析是目前多a g e n t 系统研究中最为薄弱的环节j7 本文所进行的工作是在研究多a g e n t 系统基础架构的基础上研究基于多 a g e n t 系统基础架构的应用系统需求与体系结构建模方法，通过实例研究来验证 所提出的建模方法的可行性和有效性。关于多a g e n t 系统体系结构的研究，本文 分析了几种典型的多a 鼬n t 系统基础架构，重点研究了f i p a 多a g e n t 系统平台， 提出了一个改进的f i p a 多a g e n t 系统体系结构代议制多a g e n t 系统体系结 构。在分析现有多a g e n t 系统建模方法的基础上，本文提出了扩展u m l 进行多 a g e n t 系统建模的方法。以代议制多a g e m 系统为样本，详细阐述了所提出的多 a g e n t 系统建模方法所采用的视图以及建模步骤。最后，通过个全国性大型企 业集团供应链管理系统，验证了这种建模方法的有效性。 本文结合社会学、组织行为学理论，提出了代议制多a g e n t 系统体系结构。 代议制多a g e n t 系统体系结构的基本思想是，将多a g e n t 系统看作一个社会，在 这个社会的组织结构中存在众多的社区，这些社区由具有相同利益的个体所构 成。在整个社会中，需要有管理者、公共资源；同样，在每个社区内也有管理者 和这个社区所拥有的资源。本文将这些管理者或为公众提供服务的实体叫做公 仆。与人类社会相同，公仆只是一个社会角色，在某个社区里的每一个具有担当 公仆能力的个体都可以通过某种合法的方式取得担当这个角色的资格，同时，他 也获得了这个社区所拥有的资源的支配权。 本文所提出的代议制多a g e n t 系统体系结构是建立在f i p a 体系结构之上的， 它解决了f i p a 体系结构结构中存在的几个明显问题：1 ) 单一关键点问题在 f i p a 体系结构中，单一关键点成为系统运行的主要问题。在f i p a 构架中，完成 果系统牛某些实体出现故障时如何使系统重组，f i p a 体系结构没有任何解决的 办法r 3 ) 遗留系统的利用问题，随着多a g e n t 系统逐渐成为一种主流软件模式， 新老系统的整合是一个非常重要的问题。作为一种系统架构，必须考虑是否能够 容纳异构的系统。如果不能，很显然那是一个有缺陷的架构。如果能，将遗留系 统纳入到新系统中的代价又是多少? f i p a 对此并没有考虑b 本文将多a g e n t 系统的基础架构研究与基于多a g e n t 基础架构的应用系统研 究区别开来，明确提出加强多a g e n t 应用系统的开发方法研究，并提出了多a g e n t 应用系统的基于社会角色及其社会关系的需求获取方法、基于a g e n t 及其交互关 系的系统体系结构建模方法。 ，多a g e n t 系统基础架构( i n 舳s t m c t u r e ) 是指为多a g e n t 系统搭建的一个运 行平台，它为驻留在其上的a g e n t 提供了通信、生命周期管理、目录服务、通信 语言与通信机制、全局o n t o l o g y 等基础设施。由于驻留在其上的a g e n t 存在异 构可能性，因此，我们不将a g e n t 本身作为基础架构的一部分。理想情况下， 系统的基础架构为驻留在上面的所有a g e n t ，无论其内部构造如何，都提供相同 的服务。 相对于多a g e n t 系统的基础架构，就是多a g e n t 应用系统( a p p l i c a t i o ns y s t e m b a s e do nm u l t i - a g e n ts y s t e m ) 。多a g e n t 应用系统可以看作是各种内部结构不尽 相同的a g e n t ，为了自己或公众的利益，驻留在多a g e n t 系统基础架构上，相互 协作或竞争，共同构成一个实际问题的解。 ，7 本文认为，目前学界并没有清晰地将基础架构和多a g e n t 应用分别开来，研 究的重点在多a g e n t 系统的基础架构研究之上，基于基础架构应用系统的开发所 给予的关注很少。但随着f i p a 这样的多a g e n t 系统标准渐渐成熟，基于多a g e n t 系统的开发逐渐成为软件开发的主流模式，多a g e n t 系统应用问题，包括基于多 a g e n t 系统的应用系统的需求获取、系统分析、系统建模等方法学的研究将成为 多a g e n t 系统研究者的重要课题。 本文对基于多a g e n t 系统的应用系统开发过程的需求获取与体系结构建模方 法做了深入研究，提出了基于多a g e n t 基础架构的应用系统的建模方法，扩展 u m l ，系统地定义了两种u m l 图，即描述多a g e n t 应用系统需求的社会结构关 系图( s o c i a lr e l a t i o n s h i pd i a g r a m ) , 及其建模元素、描述多a g e n t 应用系统的a g e n t 系统结构图( a g e n td i a g r a m ) 及其建模元素。 s o c i a lr e l a t i o n s h i pd i a g r a m ( s r d ) 是这样的一张图：它从需求获取人员的 视潦出发，以社会角色( r o l e ) 为基础，对目的系统的组织结构、组织中存在的 r o l e 之间的关系建模。它可以定义目的系统内显式或隐式的结构关系，深入发 现目的系统内的社会角色，直观地、全面地表达用户需求，为系统分析员提供建 模信息。 a g e n td i a g r a m ( a d ) 是这样的一张图：从系统分析员、架构设计师的视点 出发，将s r d 所表达的r o l e 转化为a g e n t ，然后以a g e n t 及其交互关系为要素， 构建多a g e n t 应用系统的体系结构图。在分析活动中，s r d 中的r o l e 转化为枣d 中的a g e n t ，并对s r d 中的社会关系规范化，使之成为a g e n t 之问的交互关着移 作为基于多a g e n t 系统基础架构的应用系统实例，本文研究了全程供应链 管理系统的解决方案，提出了基于多a g e n t 系统的供应链解决方案。将中国烟草 总公司这一大型跨区域、工商一体的企业供应链管理系统作为本文的实例研究。 采用基于多a g e n t 系统的解决方案，可以较好地解决上游供应商与下游零售商的 信息集成问题，还可以提高供应链运作效率。 关键词a g e n t 多a g e n t 系统 u m l f i p a 代议制多a g e n t 系统架构 软件体系结构基于“社会关系图”的需求建模基于“a g e n t 图”的体系结 构建模供应链管理 r e s e a r c ho na r c h i t e c t u r e & m o d e l i n g o f m u i j i a g e n ts y s t e m a b s t r a c t a g e n ti s n o to n l yr e s t r i c t i n gi na r t i f i c i a l i n t e l l i g e n td o m a i na n db e c o m i n ga n e w l yd e v e l o p e ds c h e m eo f s o f t w a r ed e v e l o p i n ga st h et e c h n o l o g y a d v a n c i n g a n dt h e p r a c t i c ee x t e n d i n g a sas c h e m eo fs o f t w a r ed e v e l o p i n g ，t h ei n t e r n a la r c h i t e c t u r eo f a g e n ts h o u l db es t u d i e da s w e l la st h ea r c h i t e c t u r eo fm u l t i a g e n ts y s t e ma n dt h e m e t h o do f m o d e l i n go f m a s t op r o v i d ep e r s o nw h oc o n c e mt h es y s t e md e v e l o p i n g m o r ev i e wo f t h e s y s t e m ，i no r d e rt oe n h a n c et h ee f f i c i e n e yo fs y s t e md e v e l o p i n ga n d i m p r o v e t h eq u a l i t yo f t h e s y s t e m n o w a d a y s ，m o s t o fr e s e a r c ho n m u l t i a g e n ts y s t e m i sf o c u s e do nt h e i n f r a s t r u c t u r eo fm a s ，s c a r c e l yo nt h ea p p l i c a t i o ns y s t e md e v e l o p i n gb a s e do nt b e i n f r a s t r u c t u r e - - r e q u i r e m e n ta c q u i r e m e n t & a n a l y s e s ，s y s t e md e s i g n ，s y s t e m r e a l i z a t i o n ，s y s t e mt e s t ，s y s t e md e p l o y m e n t ，e t c t h em o s tw e a k n e s si nm a s r e s e a r c h i ss y s t e mr e q u i r e m e n ta n da r c h i t e c t u r ea n a l y s e so f a p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e do nm a s t h i sd i s s e r t a t i o nf o c r i s e so nt h es y s t e mm o d e l i n go f a p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e do n i n f r a s t r u c t u r eo fm a s a n dt od e m o n s t r a t et h e f e a s i b i l i t y & e f f i c i e n c yo ft h i s m o d e l i n gm e t h o d t k sp a p e rp r o p o s e di m p r o v e df i p aa r c h i t e c t u r e o fm a s a p a r l i a m e n t a r ya r c h i t e c t u r eo fm u l t i a g e n ts y s t e ma f t e rh a ss t u d i e ds e v e r a lc l a s s i c a l i n f r a s t r u c t u r e so fm a s ，e s p e c i a l l yf p a t h ep a p e ra l s op r o p o s e dam e t h o do f e x t e n d i n gu m l t om o d e l a g e n ts y s t e m t h ed i s s e r t a t i o np r e s e n t sa r c h i t e c t u r eo fm a sc a l l e dp a r l i a m e n t a r ya r c h i t e c t u r e i t e m p l o y st h e c o n e e d t so fm a l l a g e m e n tr o l ea n dc o u n c i l m a nr o l et o p e r f o r m m a n a g e m e n t t a s k sa n dt os p e a kf o rt h ea g e n tc o m m u n i t y t h em e c h a n i s mo f e l e c t i n g p u b n cs e r v a n tr o l ec a ns i g n i f i c a n f l ye n h a n c et h ee a p a b i l i t yo fs e l f - o r g a n i z a t i o n i n 0 r d e rt oa c h i e v et h ei n t e r o p e r a b i l i t yo f l e g a c ys y s t e m ，t h ea r c h i t e c t u r ea l l o w sf o rt w o t y p e s o fc o m m u n i c a t i o nl a n g u a g e s ：g l o b a lc o m m u n i c a t i v e l a n g u a g e a n dl o c a l c o m m u n i c a t i v el a n g u a g e i tb r i e f l yi n t r o d u c e sac a s et oi l l u s t r a t et h ea r c h i t e c t u r ea t t h ee n do f t h ep a p e r t h ep a r l i a m e n t a r ya r c h i t e c t u r eo fm a si sa ni m p r o v e df i p aa r c h i t e c t u r e i ti s b e t t e rt h a l lf i p ai nt h r e ea s p e c t s ；1 ) o n ec r i t i c a ip o i n tp r o b l e m ，w h i c hi sam a i n w e a k n e s si nf i p aa r c h i t e c t u r e d u r i n g t h es y s t e mr u n n i n g i nf i p aa r c h i t e c t u r e m a n a g e m e n ta g e n t ，d fw h a tp r o v i d ed i r e c t o r ys e r v i c e ，i so n l yo n e t h es y s t e mi s h a r d l yt or e c o v e ro n c et h es p e c i a la g e n t sa r ef a i l u r e a n dw i l lr e s u l t 也ew h o l es y s t e m i sf a i l u r e 2 1s y s t e ms e l f - o r g a n i z a t i o np r o b l e m i ti si n h e r i t e do o t h o u g h ti nf i p a a r c h i t e c t u r e s y s t e md e s i g n e ra s s i g n e dt h et a s k st a k eb ye v e r yc o m p u t a t i o n a le n t i t y t h er o l e sw h i c ho n ea g e n tt a k e so na r em es a n l eo n e sd u r i n gi tr u n n i n g f i p a a r c h i t e c t u r ei sh a r d l yt op e r f o r ms e l f - o r g a n i z i n gw h e ns o m ec o m p u t a t i o n a le n t i t i e s f a i l e d 3 、t h ei n t e g r a t i o no f l e g a c ys y s t e m t h en e w l yd e v e l o p e ds y s t e ma r c h i t e c t u r e s h o u l dc o n s i d e rh o wt oa c c o m m o d a t et h el e g a c ys y s t e m i f t h ea r c h i t e c t u r ec o u l dn o t d ot h i s ，t h e ni ti s a p p a r e n t l yl i m i t a t i o nt ob ea d o p t e d i fi td o e s ，w h a tc o s tt od a yt o a c c o m m o d a t et h e l e g a c ys y s t e m ? f i p af a i l e dt oc o n s i d e rt h ea c c o m m o d a t i o no f l e g a c ys y s t e m i ti so n eo fi m p o r t a n ti s s u e st oi n t e g r a t en e w l yd e v e l o p e ds y s t e ma n d l e g a c ys y s t e m a st h ea g e n t - b a s e d s y s t e mi sb e c o m i n gm a i n l ym o d e l t h ed i s s e r t a t i o nf o c u s e dt h er e s e a r c ho n a p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e do nm u l t i a g e n t i n f r a s t m c t u r e ，p r e s e n t e dt h em e t h o do f r e q u i r e m e n ta c q u i r i n gb a s e do r s o c i a lr o l ea n d s o c i a lr e l a t i o n s h i p ，a l s ot h em e t h o do f s y s t e ma n a l y s e sb a s e do na g e n ta n di n t e r a c t i o n r e l a t i o n s h i p m u l t i - a g e n t i n f r a s t r u c t u r ei sa p l a t f o r m o nw h i c ht h e a g e n t s a r e r u n n i n g ， p r o v i d i n gc o m m u n i c a t i n g ，l i f ec y c l em a n a g e m e n t ，d i r e c t o r ys e r v i c e ，c o m m u n i c a t i o n l a n g u a g e m e c h a n i s m g l o b a lo n t o l o g ye t c t h i sp a p e rd o e s n tt a k et h ea g e n ta sp a r t o ft h e i n f r a s t r u c t u r e ，b e c a u s et h ea g e n t sm a yb eh e t e r o g e n e o u sr e s i d i n go nt h e i n f r a s t r u c t u r e i d e a l l y , s y s t e m si n f r a s t r u c t u r ep r o v i d e st h ea g e n t st h a tr e s i d eo ni tt h e s a m e s e r v i c e s ，r e g a r d l e s si t si n n e r a r c h i t e c t u r e a p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e d o n m u l t i a g e n ts y s t e mc o n s i s t so fa g e n t sh a v ed i f f e r e n t i n n e ra r c h i t e c t u r e ；t h e yc o o r d i n a t eo rc o m p e t et oa c h i e v ep u b l i ca n di t so w ng o a l s t o om u c hw o r kd o n eo ni n f r a s t r u c t u r eo fm u l t i a g e n t ，o t h e r w i s es e l d o mr e s e a r c h d o n eo na p p l i c a t i o ns y s t e mb a s e do nm u l t i a g e n ta r c h i t e c t u r e t h e r ew i l lb em o r e w o r kt ob ed o n eo na p p l i c a t i o no fm u l t i - a g e n t s y s t e m ，i n c l u d i n gr e q u i r e m e n t a c q u i r i n g ，s y s t e ma n a l y s e s ，a n ds y s t e mm o d e l i n g ，s i n c et h em u l t i - a g e n ta r c h i t e c t u r ei s b e c o m i n gm a t u r e t h i sd i s s e r t a t i o na l s op r e s e n t sam e t h o do fs y s t e mm o d e l i n gf o ra p p l i c a t i o n s b a s e do nm u l t i a g e n t s y s t e m ，a n dd e f i n e st w ou m ld i a g r a ms y s t e m a t i c a l l yb y e x t e n d i n g u m l o n eo ft h e d i a g r a m s i ss o c i a l r e l a t i o n s h i pd i a g r a m ( s r d ) ， i n l c u d i n gs y s t e mm o d e l i n ge l e m e n t st od e s c r i b er e q u i r e m e n t so fa p p l i c a t i o ns y s t e m t h eo t h e ri sa g e n t d i a g r a m ( a d ) ，a n d a l s oi n c l c u d i n gm o d e l i n ge l e m e n t st od e s c r i b e t h ea r c h i t e c t u r eo f a p p l i c a t i o ns y s t e m t h e r ea r es e v e r a lr e s e a r c h e sd o n eo na d o p t i n gu m lt od e s c r i b em u l t i a g e n t s y s t e m b u tm o s t o ft h o s er e s e a r c h e st oa d o p tu m l d u r i n gd e s i g na n dc o d i n gp h a s e s ， i no t h e rw o r d s ，t h ei n f r a s t r u c t u r eo f m u l t i - a g e n ts y s t e mb et r e a t e dl i k eas y s t e mw h i c h r e a l i z e db ym e t h o do fo b j e c t o r i e n t e d s o m er e s e a r c h e se x p r e s ss o c i a ls t r u c t u r ei n u m l ，b u t n o tu s e dt oa c q u i r i n g s y s t e mr e q u i r e m e n t a n d s y s t e ma n a l y s e s s o c i a lr e l a t i o n s h i pd i a g r a m ( s r d ) i ss u c had i a g r a m i ti su s e dt om o d e lt h e o r g a n i z a t i o ns t r u c t u r eo f t h ea p p l i c a t i o ns y s t e ma n dt om o d e lt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n r o l e s ，b a s e do ns o c i a lr o l e sa n d f r o mv i e w p o i n to f s y s t e mr e q u i r e m e n ta c q u i r e m e n t t h ed i a g r a md e s c r i b eu s e r s r e q u i r e m e n tv i s u a l l y a n dt h o r o u g h l y , a n dp r o v i d e m o d e l i n g i n f o r m a t i o nf o rs y s t e ma n a l y s t a g e n td i a g r a mi s s u c had i a g r a mt om o d e la r c h i t e c t u r eo fa p p l i c a t i o ns y s t e m b a s e do nm u l t i a g e n tb ya g e n ta n di n t e r a e t i o nb e t w e e nt h e mf r o mt h ev i e w p o i n to f s y s t e ma n a l y s t sa n da r c h i t e c t s t h er o l e si n s o c i a lr e l a t i o n s h i pd i a g r a mm a yb e a g g r e g a t et o b ea g e n ti n a g e n td i a g r a md u r i n gs y s t e ma n a l y s e s ，a n d t h es o c i a l r e l a t i o n s h i p si ns o c i a lr e l a t i o n s h i pw i l lb ef o r m a l 【i z e di n t ot l l e i n t e r a cr e l a t i o n s h i p s b e t w e e n a g e n t si na g e n td i a g r a m t h ed i s s e r t a t i o na l s op r e s e n t sar e s o l t i t i o no f s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t b a s e do n m u l t i a g e n ts y s t e m a sac a s e s t u d y t oi l l u s t r a t e a p p l i c a t i o ns y s t e m b a s e do n m u l t i a g e n ti n f r a s t r u c t u r e c h i n at o b a c c oc o m p a n y ( c t c ) i s a l a r g ee n t e r p r i s e ；i th a s c i g a r e t t ef a c t o r i e sa n dt r a d ec o m p a n i e sa l lo v e rc h i n a i tc a l lm a k et h es u p p l yc h a i n m o r ee f f i c i e n c ya n di n t e g r a t ei n f o r m m i o no fs u p p l i e r sa n dr e t a i l e r sa s a d o p t i n g m u l t i a g e n ta r c h i t e c t u r e n l i sd i s s e r t a t i o np r e s e n t st h es r d & a d o fs u p p l yc h a i n m a n a g e m e n to f c t ct od e m o n s t r a t et h em e t h o d s p r e s e n t e db y t h i sd i s s e r t a t i o n k e yw o r d ：a g e n t ，m u l t i - a g e n t ，u m l ，f i p a ，p a r l i a m e n t a r ya r c h i t e c t u r e o fm a s s o f t w a r ea r c h i t e c t u r es o c i a lr e l a t i o n s h i pd i a g r a m ，a g e n td i a g r a m ，s u p p l yc h a i n 合肥工业大学 本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学 博士学位论文质量要求。 主席 委员 导师 答辩委员会签名 说诞堋训箍贡孕 榔 幼秕催彬尤敞 私7 二p 阿绅嫦锄久 砻船山渖拗券 t ， 吴先良教授 吴耿锋教授 张佑生教授 胡学钢教授 赵振西教授 童维勤教授 张培仁教授 张武教授 评议人名单 安徽大学电子工程系 上海大学计算机学院 合肥工业大学计算机信息学院 合肥工业大学计算机信息学院 中国科学技术大学计算机科学技术系 上海大学计算机学院 中国科学技术大学自动化系 上海大学计算机学院 评阅人名单 王煦法教授中国科学技术大学计算机科学技术系 袁兆山教授台肥工业大学计算机信息学院 王煦法 袁兆山 张佑生 张培仁 胡学钢 答辩委员会成员 教授中国科学技术大学计算机科学技术系 教授合肥工业大学计算机信息学院 教授合肥工业大学计算机信息学院 教授中国科学技术大学自动化系 教授合肥工业大学计算机信息学院 答辩委员会主席 王煦法教授中国科学技术大学计算机科学技术系 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究t 作及取得的研究成果。据我 所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究 成果，也不包含为获得 ：佥h 工些盎堂 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同【作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名 签字日期 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金g b 王些叁堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 田家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被商阅和借阅。本人授权盒目b 二l = 些厶 主兰_ 旧以将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、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权r m 产何沦文作者签名 年月日 ，、 位论文作者毕业去向 作单位 通讯地址 电话 邮编 、 弘 月日 1 - i，4 ， 、z p 名 期 签 日 师 字 导 签 合肥工业大学博士论文 第一章绪论 随着技术的发展以及实际应用的深入，a g e n t 远远超出了人工智能研究的 范畴，多a g e n t 系统( m a s ) 正成为一种全新的软件开发的模式，越来越受到 人们的广泛重视 1 。作为一种新的软件开发模式，不仅要研究a g e n t 或多a g e n t 的内部结构与实现框架，还要研究系统的体系结构以及建模方法，以便为有关 人员提供系统的多侧面视图，从而提高系统开发效率，保证系统质量。目前， 多a g e n t 系统研究者将较多的精力和热情投入到多a g e n t 系统的基础架掏研究 中，而对基于多a g e n t 系统基础架构的应用系统开发问题需求获取、需求 分析、系统设计、系统实现、系统测试、交付使用等涉及到整个软件生命周期 的问题 2 】关注较少，可以说基于多a g e n t 系统的应用系统需求获取与体系结构 分析是目前多a g e n t 系统研究中最为薄弱的环节之一。 本文所进行的工作是在研究多a g e n t 系统基础架构的基础上研究基于多 a g e n t 系统基础架构的应用系统建模方法，通过实例研究来验证建模方法的可 行性和有效性。关于多a g e n t 系统体系结构的研究，我们在分析了几种典型的 多a g e n t 系统基础架构后。重点研究了f i p a 多a g e n t 系统平台，并提出了一 个改进的f i p a 多a g e n t 系统体系结构代议制多a g e n t 系统体系结构。在 分析现有多a g e n t 系统建模方法的基础上，我们提出了扩展u m l 进行多a g e n t 系统建模的方法。以代议制多a g e n t 系统为样本，详细阐述了所提出的多a g e n t 系统建模方法所采用的视图以及建模步骤。最后，通过一个全国性大型企业集 团供应链管理系统，验证了这种建模方法的有效性。 此外，我们对软件体系结构做了深入的工作。软件体系结构图可以看成软 件系统体系结构的一个专门视图【3 ，它在系统分析设计人员的视点上描述系统 所包含的要素、要素之间的关系、以及对这些要素与关系的约束 4 ，描述了从 较高层的抽象构架到较低层的实现细节，为系统的设计与实现提供了详尽的蓝 图。关注软件体系结构视图的系统相关人员有系统体系结构设计师、系统分析 员、系统实现的相关人员。 软件系统建模需要专门的建模语言和建模工具。本文的研究方法是，充分 研究现有多a g e n t 系统建模方法的基础上，有选择地扩展了u m l l 5 作为多 a g e n t 系统建模语言，并利用r a t i o n a lr o s e 6 1 作为多a g e n t 系统的建模工具。 之所以选择u m l 进行扩展，是因为u m l 原本是面向对象系统的通用建模语 言，而根据我们的研究，对象与a g e n t 之间存在很紧密的关系，扩展u m l 不 仅可以充分利用现有软件开发成就，还能使多a g e n t 系统模型更容易地被软件 开发者所接受。 1 1 a g e n t 及多a g e n t 系统 1 1 ，1 a g e n t 及其基本属性 a g e n t 研究是从人工智能领域开始的。目前，a g e n t 技术走过了产生阶段， 正处于发展阶段，尽管离成熟阶段还有相当的距离，但多a g e n t 系统已被公认 为是一种新的软件开发模式。学术界与产业界投入了大量的热情和经费研究 a g e n t 及其相关技术，但他们对a g e n t 的定义都尚未达成一致意见。无论是研 究者还是产业界都根据自己的工作经历或需要对a g e n t 加以定义或限制 7 。出 第一章绪论 现这种局面是任何技术发展的必经之路，归根到底，a g e n t 技术也像实体关系、 面向对象技术一样是技术发展的产物，也有着发生、发展、成熟的过程。 要将a g e n t 作为一种软件开发模式应用于软件开发实践中，还有很多工作 要做。因为，一种软件开发模式涉及到软件系统的整个生命周期，包括需求获 取与分析方法，系统建模方法、系统设计与系统实现方法、系统测试、系统维 护等。到目前为止，对上述诸多问题的研究还处于起步阶段。从软件发展的历 史看，推动一种技术最终成为一种开发模式，既要研究界与产业界投入的热情 和财力，又要有良好的开发工具与支撑环境。毫不夸张地说，面向对象技术之 所以成为一种主流的软件开发模式，成功的c + + 开发环境( 如b o r l a n dc + + ， m i c r o s o f tv i s u a lc + + 等) 起了举足轻重的作用。 说到a g e n t 的本质，由于不同研究者的研究经历、知识背景等的差异，各 自站在不同的立场上给出a g e n t 的定义。因而，直至今天，没有一个统一的 a g e n t 定义。 a g e n t 当然要具有智能性，否则，它就是一个与对象或进程没有差异的计 算实体。但是，智能性是如何界定的呢? 按照著名的a g e n t 内部b d i 结构，一 个a g e n t 必须具有信念( b e l i e f ) 、欲求( d e s i r e ) 、意愿( i n t e n t i o n ) 等。这是 人类智能研究领域都尚未完全揭示的智能要素，那么，对a g e n t 而言，如何保 证它具有这些要素，又如何评估这些要素是否存在? 在 1 6 中，ys h o h a m 提出了对智能的另一种理解。他认为，a g e n t 就 是这样一种实体，其状态可以看作由信念、能力、选择、承诺等心智部件所构 成。但是，任何事物都可以看作具有这些部件，尽管这样做并非都有益处。 从更广泛的范围内，a g e n t 可以是一个人、一台机器、甚至一个组织。a g e n t 在词典中的基本含义是：扮演其它角色者( o n ew h oa c t s ) 。但将语境限制在计 算机技术中的a g e n t ，这种定义太过于笼统。要更准确的刻画a g e n t ，就需要 有更多的属性。这些属性以不同的方式组合起来，形成千差万别的a g e n t 个体。 值得指出的是，并非一个a g e n t 必须具备下列所有属性，这些属性只不过是从 不同的侧面对a g e n t 加以刻画。 自主性：没有外部直接干涉能够行动。对内部状态有某种程度的控 制，根据其自身的经验行事。 交互性：与环境及其它a g e n t 交流。 适应性：在某种程度上能够响应其它a g e n t 或环境。适应性的更高 形式允许a g e n t 根据经验修改自己的行为。 社交性：具有友好与愉悦社会关系的交互，及a g e n t 是和蔼可亲的、 好交往的、友好的。 移动性：能够将自己从一个环境转移到