Симонова, П.О.Скобелев, И.А.Сюсин РАЗРАБОТКА МУЛЬТИАГЕНТНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЛАТФОРМЫ JADE Учебное пособие САМАРА ПГУТИ 2012 2 УДК 004.451 (075.8) ББК 32.97 Разработка мультиагентных приложений с использованием платформы JADE / Е.В.Симонова, П.О.Скобелев, И.А.Сюсин. <...> Рекомендуется использовать учебное пособие при изучении курсов «Системы искусственного интеллекта», «Мультиагентные системы» и «Мультиагентный подход в управлении распределенными системами». <...> Включает разделы, которые подробно описывают функциональность агентной платформы JADE, примеры разработки агентных приложений на основе платформы JADE. <...> 11 2 СРЕДА JADE ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АГЕНТНЫМ ПРИЛОЖЕНИЕМ . <...> 22 3.2.2 Создание агентного приложения «Матчинг заказов и ресурсов» . <...> К числу наиболее широко используемых относится агентная платформа JADE и соответствующая среда разработки агентных приложений, изучению и освоению которых посвящено данное пособие и лабораторный практикум. <...> Приобретение навыков построения агентных приложений, агенты которых выполняют сложные переговоры, публикацию и поиск сервисов. <...> Матчинг «Заказ – Ресурс» как пример отношения, наиболее часто встречающегося в сфере производства и логистики, для реализации которого требуется взаимодействие между агентами. <...> «Торговля книгами» – приложение, в котором агенты выполняют переговоры, публикацию и поиск сервисов. <...> 7 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АГЕНТНОЙ ПЛАТФОРМЫ JADE 1.1 Назначение агентной платформы JADE и средства, предоставляемые разработчику агентных систем Агент – это программный объект, способный воспринимать ситуацию, принимать решения и коммуницировать с подобными себе объектами, динамически устанавливая с ними связи. <...> Под мультиагентной системой (МАС) будем понимать множество программных агентов, организованных в одно или несколько сообществ, и предназначенных для решения определенной задачи [1-4]. <...> 1.2 Архитектура агентной платформы JADE 1.2.1 Контейнеры и платформы Платформа JADE является <...>
Разработка_мультиагентных_приложений_с_использованием_платформы_JADE_Учебное_пособие.pdf
УДК 004.451 (075.8)
ББК 32.97
Разработка мультиагентных приложений с использованием
платформы JADE / Е.В.Симонова, П.О.Скобелев, И.А.Сюсин.
Самара: ИУНЛ ПГУТИ. 2012 – 82 с.
Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся
по специальности 230105 – «Программное обеспечение
вычислительной техники и автоматизированных систем».
Рекомендуется использовать учебное пособие при изучении
курсов «Системы искусственного интеллекта», «Мультиагентные
системы» и «Мультиагентный подход в управлении
распределенными системами». Включает разделы, которые
подробно описывают функциональность агентной платформы
JADE, примеры разработки агентных приложений на основе
платформы JADE. Примеры доведены до практической
реализации, приводятся листинги кода классов программных
агентов. Учебное пособие содержит контрольные вопросы и
упражнения по всем разделам.
Учебное пособие разработано на кафедре инженерии знаний
совместно с Научно-производственной компанией «Разумные
решения».
Табл. 5. Ил. 61. Библиогр.: 10 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Поволжского государственного университета телекоммуникаций
и информатики
Рецензенты: д.т.н., проф. Прохоров С.А.
д.т.н., проф. Смирнов С.В.
© Е.В.Симонова2012
© П.О.Скобелев2012
© И.А.Сюсин2012
3
Стр.3
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. 7
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АГЕНТНОЙ ПЛАТФОРМЫ JADE .................. 8
1.1 НАЗНАЧЕНИЕ АГЕНТНОЙ ПЛАТФОРМЫ JADE И СРЕДСТВА, ПРЕДОСТАВЛЯЕМЫЕ
РАЗРАБОТЧИКУ АГЕНТНЫХ СИСТЕМ.................................................................................................. 8
1.2 АРХИТЕКТУРА АГЕНТНОЙ ПЛАТФОРМЫ JADE ........................................................................................ 10
1.2.1 Контейнеры и платформы ............................................................................................. 10
1.2.2 Агенты AMS и DF ............................................................................................................ 11
2 СРЕДА JADE ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ АГЕНТНЫМ ПРИЛОЖЕНИЕМ ............ 11
2.1 ЗАПУСК СРЕДЫ JADE ............................................................................................................... 12
2.2 REMOTE MANAGEMENT AGENT .................................................................................................. 12
2.3 DUMMY AGENT .......................................................................................................................... 13
2.4 SNIFFER AGENT .......................................................................................................................... 15
2.5 INTROSPECTOR AGENT ............................................................................................................... 16
2.6 LOG MANAGER AGENT ............................................................................................................... 17
2.7 DF GUI...................................................................................................................................... 18
3 ПРИМЕРЫ РАЗРАБОТКИ ПРОСТЫХ АГЕНТНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ В
СРЕДЕ JADE ............................................................................................................. 18
3.1 АГЕНТ HELLOWORLDAGENT .................................................................................................... 18
3.2 ПРИЛОЖЕНИЕ «МАТЧИНГ ЗАКАЗОВ И РЕСУРСОВ» ................................................................... 21
3.2.1 Описание классов агентов заказа и ресурсов ................................................................ 22
3.2.2 Создание агентного приложения «Матчинг заказов и ресурсов» .............................. 24
4 РАЗРАБОТКА АГЕНТНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ «ТОРГОВЛЯ КНИГАМИ» НА
ОСНОВЕ ПЛАТФОРМЫ JADE .............................................................................. 28
4.1 КЛАСС «АГЕНТ»........................................................................................................................ 28
4.1.1 Создание агента ............................................................................................................... 28
4.1.2 Идентификация агента ................................................................................................... 29
4.1.3 Запуск агента ................................................................................................................... 29
4.1.4 Завершение работы агента ............................................................................................ 30
4.1.5 Передача аргументов агенту ......................................................................................... 30
4.2 КЛАСС «ПОВЕДЕНИЕ АГЕНТА» ................................................................................................. 31
4
Стр.4
4.2.1 Планирование и исполнение режимов работы агента ................................................ 31
4.2.2 Типы режимов агента ..................................................................................................... 34
4.2.3 Планирование операций в заданных временных точках ............................................... 35
4.2.4 Режимы работы агентов в приложении «Торговля книгами» ................................... 36
4.2.4.1 Поведение агента Book-buyer ................................................................................... 36
4.2.4.2 Поведение агента Book-seller .................................................................................... 36
4.3 КЛАСС «ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ АГЕНТАМИ» ..................................................................... 37
4.3.1 Язык ACL ........................................................................................................................... 38
4.3.2 Посылка сообщений ......................................................................................................... 39
4.3.3 Посылка сообщений в приложении «Торговля книгами» ............................................. 40
4.3.4 Получение сообщений....................................................................................................... 40
4.3.5 Блокирование режима работы агента для ожидания сообщения ............................. 40
4.3.6 Выбор сообщений с указанными характеристиками из очереди сообщений ............ 42
4.3.7 Сложные переговоры ....................................................................................................... 42
4.3.8 Получение сообщений в блокирующем режиме ............................................................ 44
4.4 СЕРВИС «ЖЕЛТЫХ СТРАНИЦ» ................................................................................................... 45
4.4.1 Агент DF ........................................................................................................................... 45
4.4.2 Взаимодействие с DF ...................................................................................................... 46
4.4.2.1 Публикация сервисов................................................................................................. 46
4.4.2.2 Поиск сервисов ........................................................................................................... 47
4.5 СОЗДАНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ «ТОРГОВЛЯ КНИГАМИ».................................................................... 48
4.5.1 Описание сценария «Торговля книгами» ........................................................................ 48
4.5.2 Последовательность выполнения сценария «Торговля книгами» ............................... 49
5 РАЗРАБОТКА АГЕНТНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ «ПРОЕКТЫПРОГРАММИСТЫ»
НА ОСНОВЕ ПЛАТФОРМЫ JADE .................................. 55
5.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ .............................................................................................................. 55
5.2 ОПИСАНИЕ СЦЕНАРИЯ «ПРОЕКТЫ-ПРОГРАММИСТЫ» .............................................................. 57
5.3 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ СЦЕНАРИЯ «ПРОЕКТЫ-ПРОГРАММИСТЫ» .................. 58
5.4 УСЛОЖНЕНИЕ ЛОГИКИ ПОВЕДЕНИЯ АГЕНТОВ .......................................................................... 64
5.5 ОПИСАНИЕ СЦЕНАРИЯ «ПРОЕКТЫ-ПРОГРАММИСТЫ» С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИЗМЕНЕНИЯ СВЯЗЕЙ
МЕЖДУ АГЕНТАМИ В СЦЕНЕ ............................................................................................................ 64
5.6 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ СЦЕНАРИЯ «ПРОЕКТЫ-ПРОГРАММИСТЫ» С
ВОЗМОЖНОСТЬЮ ИЗМЕНЕНИЯ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ АГЕНТАМИ В СЦЕНЕ .............................................. 65
6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ............................................................................... 71
5
Стр.5
7 ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ....................................................................... 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 74
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ...................................................................... 75
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТИНГ КОДА КЛАССА PROGRAMMERAGENT.JAVA
..................................................................................................................................... 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ЛИСТИНГ КОДА КЛАССА PROJECTAGENT.JAVA ........ 80
6
Стр.6