Bài giảng Tác tử - Công nghệ phần mềm dựa tác tử: Giới thiệu môn học

Agent – Agent-Based<br /> Software Engineering<br /> <br /> Mục đích môn học<br /> Cung cấp cho sinh viên<br /> Khái niệm, đặc điểm, phân loại, Kiến trúc về<br /> Agent<br /> Các hệ Agent, đa Agent và Giao thức giao tiếp<br /> Công cụ xây dựng các hệ Agent<br /> <br /> Tác tử - Công nghệ phần mềm dựa tác tử<br /> New way to think about programing<br /> Agent Based / Agent Oriented<br /> <br /> Định hướng cho sinh viên<br /> Phát triển phần mềm dựa Agent<br /> Tiếp cận phân tích và phát triển phần mềm hướng<br /> Agent<br /> <br /> Software<br /> Engineering<br /> Department<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Yêu cầu<br /> <br /> 2<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 4<br /> <br /> Nội dung<br /> <br /> Học về CNPM<br /> Lập trình hướng đối tượng<br /> Trí tuệ nhân tạo ???<br /> Ngôn ngữ lập trình C++, Java, C#<br /> Đồ án môn học<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Khái niệm<br /> Đặc điểm<br /> Phân loại<br /> Hệ dựa Agent<br /> Ứng dụng<br /> <br /> 3<br /> <br /> Agent ?<br /> <br /> Agent là gì?<br /> <br /> Theo từ điển Heritage của Mỹ:<br /> "... Agent là một đối tượng mà có ảnh hưởng hay có khả năng<br /> và có quyền để tác động hay đại diện cho một đối tượng<br /> khác."<br /> Russel và Norvig:<br /> "Một agent có thể được xét tới bởi khả năng nhận thức về môi<br /> trường nó đang tồn tại qua bộ cảm biến (sensor) và khả<br /> năng tác động lên môi trường đó qua cơ quan phản ứng<br /> (effector )."<br /> Theo Pattie Maes<br /> “Agent tự chủ là các hệ tính toán tồn tại trong môi trường<br /> động và phức tạp , tri giác và hành động tự chủ trong môi<br /> trường này , qua đó hình dung được nhiệm vụ hoặc mục<br /> đích cua mình."<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 5<br /> <br /> Ví dụ ….<br /> Phần cứng<br /> Điều nhiệt<br /> Tầu vũ trụ<br /> Xe tự hành<br /> PDA<br /> ……<br /> <br /> Phần mềm<br /> Kiểm tra thư<br /> Antivius<br /> Giao diện<br /> Tìm việc làm<br /> Kết bạn<br /> ….<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 6<br /> <br /> 1<br /> <br /> Agent/Object<br /> Những điểm khác nhau chính<br /> <br /> Agent và Object ?<br /> <br /> agent có tính tự chủ:<br /> agent có khả năng tự chủ hơn object.<br /> tự quyết định có thực hiện hay không một<br /> hành động hay một yêu cầu từ một agent<br /> khác.<br /> agent là thông minh:<br /> <br /> Object:<br /> <br /> là các thực thể có thể tính toán được<br /> được gói gọn trong một vài trạng thái<br /> có thể thực hiện các hành động hay các<br /> phương thức để thay đổi trạng thái.<br /> liên lạc thông qua việc gửi các thông điệp.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> khả năng linh động trong hành vi ( phản xạ + tự<br /> chủ và cộng đồng),<br /> Mô hình đối tượng chuẩn không có những kiểu<br /> hành vi như vậy;<br /> 7<br /> <br /> Tổng kết<br /> “Objects do it for free; agents do it for money.”<br /> <br /> Agent/Object<br /> <br /> object điều khiển thông<br /> qua các trạng thái bên trong<br /> nhưng không qua hành vi<br /> của nó<br /> các object khác có thể gọi<br /> các phương thức chung của<br /> nó.<br /> <br /> Tuyến điều khiển<br /> chương trình hướng đối tượng có một tuyến điều khiển<br /> riêng lẻ<br /> mỗi agent có một tuyến điều khiển riêng của mình.<br /> <br /> Agent có tính chủ động:<br /> một hệ thống đa agent là đa tuyến,<br /> mỗi agent được giả sử là có ít nhất một<br /> tuyến điều khiển tự chủ.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Mô hình agent có sự linh<br /> hoạt trong hành động: tính<br /> phản xạ, tính chủ động và<br /> tính cộng đồng<br /> Agent có thể chỉ yêu cầu<br /> các agent khác thực hiện<br /> hành động .<br /> <br /> mô hình lập trình hướng đối<br /> tượng chuẩn không phải là<br /> agent thông minh<br /> 9<br /> <br /> Agents và Hệ chuyên gia<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 10<br /> <br /> Những điểm khác nhau chính:<br /> <br /> Hệ chuyên gia có đặc trưng riêng ‘chuyên gia’<br /> khỏi một vài phạm vi (như các căn bệnh về<br /> máu ).<br /> Nó có sự hiểu biết phong phú về các bệnh về<br /> máu,theo một dạng các quy tắc. Ví dụ: MYCIN<br /> phân biệt được những căn bệnh về máu trong<br /> con người.<br /> Một bác sĩ sẽ thu được lời khuyên chuyên môn<br /> về bệnh máu dựa trên việc đưa cho MYCIN các<br /> thông tin, trả lời các câu hỏi và đặt các chất<br /> vấn.<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 8<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 11<br /> <br /> Môi trường<br /> agents đặt trong một môi trường và nhận biết<br /> MYCIN không nhận biết được tất cả — chỉ nhận biết<br /> những thông tin thu được qua việc đặt cho người<br /> dùng các câu hỏi.<br /> <br /> Hoạt động :<br /> Agent tác động lại môi trường<br /> MYCIN không thao tác trên bệnh nhân.<br /> <br /> Một số hệ chuyên gia (thường là điều khiển tiến<br /> trình) HCG là các agent<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 12<br /> <br /> 2<br /> <br /> II. Các đặc điểm cơ bản<br /> <br /> Tính tự chủ - Autonomy<br /> Agent có thể hành động trong những<br /> khoảng thời gian tương đối dài<br /> Không cần sự can thiệp của con người<br /> Có khả năng kiểm soát nhất định đối với<br /> hành động và trạng thái bên trong của<br /> mình<br /> <br /> Một Agent là một đơn vị phần cứng hay phổ<br /> thông hơn là hệ thống máy tính dựa trên<br /> phần mềm có các thuộc tính sau:<br /> <br /> Autonomy (Tính tự chủ )<br /> Pro-activeness (Tính chủ động)<br /> Reactivity (Tính phản xạ)<br /> Social Ability (Tính cộng đồng)<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Agent được định nghĩa dựa trên tính tự chủ là “một<br /> thực thể có khả năng kiểm soát hành động một cách<br /> độc lập với các thực thể khác, trừ khi cần phải trao<br /> đổi thông tin vì agent không có đủ tri thức để hoàn<br /> thành công việc”.<br /> 13<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Tính chủ động<br /> <br /> Tính phản xạ<br /> <br /> Agent không chỉ phản ứng lại môi trường, chúng<br /> có thể hành động có mục đích và chủ động tranh<br /> thủ thời cơ để đạt được mục đích đó.<br /> Agent hướng mục tiêu<br /> Agent có khả năng suy diễn và lập kế hoạch từ thông tin và tri<br /> thức mà nó thu nhận được.<br /> Từ mục tiêu, agent xác định các hành động cần thiết và nó<br /> thực hiện một cách linh hoạt, có tính toán và chủ đích cho đến<br /> lúc đạt được mục tiêu đề ra.<br /> Ví dụ agent cần hoàn thành mục tiêu x, nó lập kế hoạch bao<br /> gồm các trạng thái trung gian y,z... phải đi qua và xác định<br /> các hành động để chuyển từ trạng thái này sang trạng thái<br /> khác.<br /> <br /> Khả năng tri giác được môi trường (thế giới<br /> thực, người sử dụng, các agent khác,<br /> Internet)<br /> phản ứng kịp thời trong một thời gian nhất<br /> định nào đó.<br /> <br /> Agent phản xạ:<br /> agent có khả năng phản ứng lại các tác động từ môi<br /> trường theo một cơ chế nào đó.<br /> Agent có khả năng suy diễn từ sự kiện và trạng thái<br /> trong để ra quyết định.<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 15<br /> <br /> Tính cộng đồng<br /> (Social Ability )<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 16<br /> <br /> Sự phối hợp<br /> <br /> Agent có thể tương tác với những agent<br /> khác hay con người để hoàn thành công<br /> việc riêng của mình hay trợ giúp các<br /> agent khác trong những hoạt động nào<br /> đó.<br /> Một vài mục tiêu có thể thu được với sự phối hợp<br /> của các agent khác.<br /> =>> MultiAgent (đa Agent)<br /> <br /> 1.<br /> <br /> 2.<br /> 3.<br /> 4.<br /> <br /> 5.<br /> 6.<br /> 7.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 14<br /> <br /> 17<br /> <br /> Agents sử dụng các ngôn ngữ và các giao<br /> thức chuẩn để phối hợp và cộng tác để thu<br /> được những mục tiêu chung.<br /> Phối hợp với human agents và các agent phàn<br /> mềm khác ( Mô hình khởi đầu hỗn hợp)<br /> Đàm phán và phối hợp với các agent khác<br /> Cácn ngôn ngữ truyền thông Agent và các<br /> giao thức hỗ trợ tất cả các dạng thao tác<br /> trong.<br /> Nhất quán với qui ước con người và trực giác<br /> Cơ cấu hướng đội và đồng diễn agent.<br /> Agents có tính xã hội.<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 18<br /> <br /> 3<br /> <br /> Các đặc điểm khác<br /> <br /> Tính di động<br /> <br /> • Tính linh hoạt: trong việc phản ứng lại các tác<br /> động từ môi trường bên ngoài. Agent không thực<br /> hiện các hành động một cách máy móc mà có sự<br /> lựa chọn thích hợp.<br /> • Tính thích nghi: là khả năng tự thay đổi để thích<br /> ứng với môi trường và theo ý muốn của người sử<br /> dụng.<br /> • Tính liên tục theo thời gian : Agent về mặt hệ<br /> thống là một tiến trình hoạt động liên tục.<br /> <br /> • Khả năng agent xuyên qua các mạng truyền<br /> thông điện tử.<br /> • Cho phép gửi các chuỗi thông điệp thông qua<br /> mạng.<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> • Ví dụ: Nếu agent di động hoạt động tự chủ, người sử dụng<br /> không cần yêu cầu duy trì kết nối mạng liên tục. Thay vào<br /> đó, có thể cung cấp cho agent nhiệm vụ, gửi nó thông qua<br /> mạng và rời bỏ kết nối mạng.<br /> • Khi agent thu được kết quả yêu cầu, tự động thông báo<br /> ngược trở lại bằng việc thiết lập kết nối mạng cho người sử<br /> dụng hoặc chờ sự lựa chọn mạng tiếp theo của người sử<br /> dụng.<br /> <br /> 19<br /> <br /> III. Phân loại<br /> Các loại Agent<br /> <br /> Phân loại<br /> <br /> Các ứng dụng sử dụng Agent<br /> • Agent cá nhân<br /> •Smart Agent<br /> • Agent tự chủ<br /> •Hybrid Agent<br /> • Agent giao diện<br /> •Softbot<br /> • Agent di động<br /> •Knowbot<br /> • Agent thông tin<br /> •Taskbot<br /> • Internet Agent<br /> •Robot ….<br /> • ......<br /> <br /> 20<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Number of agent<br /> <br /> Mức độ thông minh<br /> (Degree of intelligence)<br /> Tính di động(Mobility)<br /> Số lượng Agent<br /> (number of Agent)<br /> <br /> Multi_agent_system<br /> <br /> Single agent<br /> Degree of<br /> intelligence<br /> Stationary<br /> Mobile<br /> simple<br /> <br /> Lạm phát Agent<br /> <br /> complex<br /> <br /> Mobility<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 21<br /> <br /> 22<br /> <br /> Agent cộng tác<br /> (Collaborative)<br /> <br /> Phân loại chung<br /> <br /> Vấn đề mở rộng khi tồn tại nhiều agent đơn<br /> Khả năng hoạt động trong của các Legacy<br /> System<br /> Giải quyết các vấn đề về phân tán(Phép chẩn<br /> đoán phân tán)<br /> Sử dụng nguồn tài nguyên phân tán(e.g. health<br /> care)<br /> Phân cấp Modularity (=> giảm độ phức tạp)<br /> <br /> Agents cộng tác<br /> Agents giao diện<br /> Agents di động<br /> Information/Internet Agents<br /> Agents phản xạ<br /> Hybrid Agents<br /> Smart Agents<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 23<br /> <br /> Tốc độ (nhờ có sự tương tranh)<br /> Khả năng tái sử dụng<br /> Độ linh hoạt<br /> Mô phỏng và hiểu xã hội<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 24<br /> <br /> 4<br /> <br /> Vấn đề đặt ra<br /> <br /> Agents giao diện<br /> <br /> Lý thuyết điều phối<br /> Sự ổn định, Khả năng mở rộng, Độ<br /> hiệu quả<br /> Hệ thống di sản (legacy system)<br /> Khó khăn trong vấn đề Học<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> Trợ lý cá nhân cộng tác với người sử dụng<br /> Động cơ thúc đẩy: Tăng khả năng của con<br /> người.<br /> <br /> 25<br /> <br /> Vấn đề đặt ra<br /> <br /> •<br /> •<br /> <br /> 26<br /> <br /> Agents di động<br /> <br /> Chứng minh rằng Agents giao diện giảm<br /> gánh nặng công việc và sự trợ giúp<br /> Agent học cách nhận biết hiện trạng của<br /> người dùng.<br /> Nâng cao khả năng của agent theo thời<br /> gian<br /> Mở rộng agent giao diện đàm phán với<br /> agent ngang hàng<br /> Nâng cao sự tin cậy và khả năng của agent<br /> giao diện<br /> Mở rộng phạm vi ứng dụng agent giao diện<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 27<br /> <br /> Ví dụ: Giảm tải trong<br /> SNMP<br /> <br /> Giảm khối lượng công việc của net (đáng<br /> cố gắng nếu kích thước dữ liệu được<br /> truyền >> kích thước của agent)<br /> Nguồn tài nguyên cục bộ có hạn<br /> Tính toán dị bộ<br /> Tính toán phân tán linh hoạt<br /> Hiệu quả rõ ràng<br /> Cân nhắc lại việc thiết kế phần mềm nói<br /> chung<br /> Dễ dàng hợp tác<br /> Kiến trúc tính toán phân tán linh hoạt<br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 28<br /> <br /> Vấn đề đặt ra<br /> Authentication<br /> Secrecy: Bảo mật (phía agent: ngăn<br /> ngừa sự thay đổi agent trái phép)<br /> Security Bảo mật(Phía host:ngăn ngừa<br /> những mối hại agent cố tình)<br /> Tính phí (Agent sẽ chi trả cho nguồn tài<br /> nguyên như thế nào)<br /> Độ hiệu quả của nguồn tài nguyên<br /> Thao tác giữa các phần<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 29<br /> <br /> (c) SE/FIT/HUT<br /> <br /> 30<br /> <br /> 5<br /> <br />