Параллельное и распределенное программирование на С++ - Хьюз Камерон

Что такое агенты

Когда объектное программирование впервые залвило о себе, сама трактовка понятия объекта вызвала большие споры. Подобные разногласия вызывает и трактовка понятия агента. Одни определяют агенты как автономные постоянно выполняющиеся про-траммы, которые действуют от имени пользователя. Однако это определение можно применить и к UNIX-демонам или даже некоторым драйверам устройств. Другие дополняют это определение тем, что агент должен обладать специальными знаниями пользователя, должен выполняться в среде, «населенной» другими агентами, и обязан действовать только в рамках заданной среды. Эти требования должны исключать другие программы, которые можно было бы до некоторой степени считать агентами. Например, многие агенты электронной почты действуют автономно и могут работать по многих средах. Кроме того, в различных кругах программистов для описания агентов появились такие термины, как софтбот, т.е. программный робот (softbot), база знаний (knowbot), программный брокер (software broker) и интеллектуальный объект (smart object). В этой главе мы многократно будем определять термин агент. Начнем с простых согласованных частичных определений и построим определение, которое бы устраивало С++-программистов.

Существует определение, согласно которому агент определяется как некоторая сущность, функционирующая постоянно и автономно в среде, в которой выполняются другие агенты и процессы. Хотя весьма заманчиво принять это определение и развить его, мы не будем этого делать, поскольку оно «с таким же успехом» описывает и другие виды программных конструкций. Многие объектно-ориентированные компоненты функционируют постоянно и автономно в среде, в которой выполняются другие процессы и существуют другие агенты. И в самом деле, многие CORBA-ориентированные системы типа «клиент-сервер» вполне соответствуют этому описанию! Поэтому, если мы заменим в этом определении слово агент словом объект, оно в точности опишет многие объектно-ориентированные системы. Если заглянуть в более официальный источник, Foundation for Intelligent Physical Agents (FIPA), то в соответствии с ним термин агент определяется следующим образом:

Агент — это главный исполнитель в домене. Он обладает одной или несколькими сервисными возможностями, образующими единую и комплексную модель выполнения, которая может включать доступ к внешнему ПО, пользователям (людям) и средствам связи.

Несмотря на то что это определение имеет более структурированную форму, оно также нуждается в дальнейшем уточнении, поскольку под это определение попадают многие серверы (объектно-ориентированные и нет). Это определение в таком виде включило бы слишком много типов программ и программных конструкций. И хотя мы опираемся на FIPA-спецификацию, это базовое определение требует дальнейшей проработки.

Агенты: исходное определение

Одной из причин, по которой слово объект может заменить с л ово агент во многих определениях и описаниях агента, состоит в том, что агенты по сути основаны на объектах. И в самом деле, наше первое требование к определению агента заключается в том, что оно в первую очередь должно удовлетворять определению объекта [19], т.е. мы имеем в виду, что агент — это объект определенного вида. В этой главе особый акцент делается на том, что отличает агента от других категорий объектов. Исходя из того, что С++ поддерживает интерфейсные, контейнерные и каркасные классы, мы можем с таким же успехом ввести и агентные классы. Это приводит нас ко второму требованию, выдвигаемому к определению агентов в С++-среде. В С++ агент реализуется с использованием понятия класса. Типы классов отличаются друг от друга тем, как они функционируют, или тем, как они структурированы. Например, контейнерный класс описывает объект, используемый для хранения других объектов. Интерфейсный класс применяется для описания объекта, который преобразует или адаптирует интерфейс другого объекта. Каркасный класс описывает объект, который содержит шаблон, или образец поведения, являющегося общим для целого семейства других объектов. Агентные классы предназначены для определения объектов, которые обладают тем, что Иогав Шохам (Yohav Shoham) описывает как психическое (интеллектуальное) состояние: «Психическое состояние должно включать такие компоненты, как представления, возможности, варианты выбора и обязательства». Это психическое состояние зачастую описывается моделью убеждений, желаний и намерений (Belief, Desires and Intentions — BDI). Мы расширяем модель BDI, чтобы включить в нее действия. Теперь в нашем первом определении агент описывается как часть ПО, отвечающая следующим требованиям.

1. Это определенный тип объекта (т.е. не все объекты являются агентами).

2. Его реализация использует понятие класса (для агентов весьма существенны инкапсуляция, наследование и полиморфизм).

3. Он содержит набор поведенческих вариантов и атрибутов, которые должны включатьубеждения, желания, намерения идействия.

В рамках нашего изложения материала агенты по определению являются рациональными программными компонентами. Прежде чем мы перейдем к дельнейшему определению агентов, рассмотрим типы агентов, которые реализуются чаще всего.

Типы агентов

Существует несколько категорий агентов. Несмотря на то что не все агенты можно отнести к одной из них, с их помощью все же можно описать большинство агентов, которые уже нашли практическое применение. В табл. 12.1 перечислено пять основных категорий агентов. Очевидно, существуют и агенты смешанного типа, которые можно отнести к нескольким категориям одновременно, поскольку для распределения агентов по категориям нет никаких жестких правил. Эти категории представлены для удобства и используются в качестве отправной точки в попытке классифицировать агенты, которые, возможно, вам придется разрабатывать или использовать в своей работе.

В табл. 12.1 не указаны компоненты, которые должны иметь агенты. Здесь определены лишь виды деятельности, которые характерны для агентов той или иной категории. При этом следует понимать, что эти категории не являются исключительной сферой агентов. Подобным образом по категориям можно разделить и другие классы ПО (например, экспертные и объектно-ориентированные системы). В нескольких случалх единственным отличием может оказаться сам факт того, что мы говорим об агентах, а не об объектах или экспертных системах.

Табл и ца 12.1. Пять ос н ов н ых категор и й аге н тов

Интерфейсные агенты Представляют следующее поколение взаимодействия между человеком и компьютером. Эти агенты обеспечивают новый пользовательский интерфейс с компьютером

Агенты поиска Выполняют различные виды поиска информации

Агенты мониторинга /управления Патрулируют, наблюдают, отслеживают (выполняемые действия), управляют и контролируют устройства и условия, данные и процессы

Агенты сбора данных Уполномочены запросить некоторые данные или услуги от имени пользователя

Агенты поддержки принятия решений Обеспечивают анализ и синтез информации, интерпретацию условий и данных, планирование действий и оценку результата

В чем состоит разница между объектами и агентами

Агент прежде всего должен отвечать условиям объектной ориентации. Это означает, что агенты и объекты имеют больше общего, чем многие специалисты хотели бы это признать. Именно функциональнал и конструктивная составляющие объектов сближают их с агентами. Объекты по определению самодостаточны и проявляют определенную автономность. Если степень автономности пересекает определенный порог, и объекту предоставляются такие когнитивные (познавательные) структуры данных, как те, что характерны для модели BDI, то такой объект является агентом. Автономный рациональный объект является агенто м. [20] Объект считается рациональны м в случае, если он обладает: