ROADMAP                               Araujo Gómez, Inés                               Cid Paredes, MiriamIntroducción Par...
Introducción Metodologías con diferentes terminología y abstracciones, pero todas coinciden en que:    Proceso de construc...
Definir esquema para cada rol en función de cuatro      atributos:       • Actividades: tareas o acciones que un rol puede...
Metodología GAIA (Versión original)  METODOLOGÍA    Modelo de Agentes:       •   Especifica los tipos de agentes que forma...
Metodología GAIA (Versión original) METODOLOGÍA       Modelo de Comunicación:                      Especificación         ...
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Metodología ROADMAP MODELOS     • Metodología      esqueleto       Es una lista de          percepciones y acciones posibl...
Metodología ROADMAP MODELOSMetodología ROADMAP MODELOS                      10
Metodología ROADMAP MODELOS                Contiene diagramas de secuencia                como los propuestos en AUMLMetod...
MetodologíayROADMAP en Gaia • El concepto de rol esquema de rol es como  •   Añade con respecto a Gaia la Jerarquía de rol...
Metamodelo de ROADMAP Deriva de la metodología de Roadmap Un metamodelo es un modelo que define el lenguaje para expresar ...
Metamodelo de ROADMAP        Paso de mensajes entre agentes y roles            El mensaje del Agente A es el primero manda...
Metamodelo de ROADMAP Nombre de agente:             AgenteRed      Roles implementados:             TransporteRed         ...
Metamodelo de ROADMAP Características que cumple el metamodelo de Roadmap    La habilidad de que roles y agentes puedan mo...
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  1. 1. ROADMAP Araujo Gómez, Inés Cid Paredes, MiriamIntroducción Paradigma SMA Nuevas abstracciones y principios de diseño y desarrollo Necesidad de nuevas metodologías Intentos de identificar abstracciones propias de SMA y desarrollar metodologías adecuadas Sistemas específicos o extensiones de metodologías OO Propuestas que intentan definir metodologías completas y generales Abstracciones específicas para agentes 1
  2. 2. Introducción Metodologías con diferentes terminología y abstracciones, pero todas coinciden en que: Proceso de construcción de MAS <> Proceso de construcción de sistemas SW tradicionales MAS = Sociedad organizada de individuales en la que cada agente tiene un rol específico e interactúa con otros agentes de acuerdo a protocolos Necesario identificar abstracciones adicionales orientadas a la organización Hoy en día, sistemas SW abiertos entorno dinámicoMetodología GAIA (Versión original) Alcance: Análisis Diseño Excluye especificación de requerimientos e implementación Metáfora organizacional: SMA = Organización computacional de agentes Cada agente desempeña uno o varios roles específicos en la organización Agentes cooperan o interaccionan unos con otros para el logro de un objetivo común En general, el proceso de Gaia consiste en construir ordenadamente una serie de modelos 2
  3. 3. Definir esquema para cada rol en función de cuatro atributos: • Actividades: tareas o acciones que un rol puede hacer sin interactuar con otros rolesMetodología GAIA (Versión original) • Protocolos: tareas o acciones que un rol puede hacer interactuando con otros roles • Permisos: METODOLOGÍA recursos del entorno disponibles para el rol • Responsabilidades: funcionalidad actual del rol Especificación de Requerimientos • Seguridad: propiedades que el rol tiene que preservar siempre. Predicados sobre variables/recursos de los Modelo Análisis permisos de Rol • Esquema depatrón roles son atómicos generalizado Vitalidad: rol: descripción semi-formal No En Gaia los de comportamiento del del rol comportamiento función de otros roles definidos en de un agente Expresión regular sobre actividades y protocolos Modelo de Interacción:Metodologíadefinición de(Versión original) • Incluye una GAIA alto nivel para cada uno de los protocolos de cada rol del sistema. • Definición de protocolo tabla simple con los METODOLOGÍA siguientes datos: • Rol que inicia el protocolo Especificación de Requerimientos • Rol encargado de responder al anterior • Información de entrada en el protocolo Modelo Modelo de Análisis de Rol Interacción • Información de salida en el protocolo • Breve descripción textual del tipo de información que se procesa durante la ejecución del protocolo 3
  4. 4. Metodología GAIA (Versión original) METODOLOGÍA Modelo de Agentes: • Especifica los tipos de agentes que forman el sistema Especificación actual de Requerimientos • Se crea asignando roles a tipos de agentes asignar un tipo de agentes a uno Modelo deroles Modelo o más Análisis de Rol Interacción • Anotar cardinalidad para cada tipo de agente • Similar al modelo de clases en la O.O. Modelo de Diseño agentesMetodología GAIA (Versión original) Servicio: bloque coherente de funcionalidad (neutral respecto a detalles de implementación) Modelo de Servicio: METODOLOGÍA • Lista todos los servicios que proveen los tipos de agentes Especificación • Estos servicios se derivan de las actividades y protocolos de Requerimientos de los roles • Especificar para cada servicio: de Modelo Modelo Análisis de Rol Interacción • Entradas • Salidas • Precondiciones Modelo de Modelo de Diseño • Postcondiciones agentes Servicio 4
  5. 5. Metodología GAIA (Versión original) METODOLOGÍA Modelo de Comunicación: Especificación de Requerimientos • Gráfica directa entre tipos de agentes • Arco de A a B: A puede enviar mensajes a B Modelo Modelo de Análisis de Rol Interacción • Permite visualizar el grado de acoplamiento entre tipos de agentes Modelo de Modelo de Modelo de Diseño agentes Servicio Comunicación • Se ignoran tipos de mensajesMetodología GAIA (Versión original) Limitaciones: Diseñada para el manejo de sistemas pequeños y cerrados No trata la fase de especificación de requerimientos No ofrece un modelo de entorno: información del entorno implícita en los permisos y protocolos de los roles Gaia inapropiada para aplicaciones con entornos dinámicos y heterogéneos. No ofrece un modelo de conocimiento del dominio: conocimiento del dominio implícito en los atributos de los roles Roles no jerárquicos: modelo de roles con un solo nivel de abstracción Gaia no puede manejar sistemas complejos Notación simple pero pobre para representar sistemas complejos y no sigue ningún estándar 5
  6. 6. Metodología GAIA (Versión original) Consecuencia: Surgen extensiones para mejorar Gaia: Para modelar SMA abiertos en entornos complejos: Gaia v.2 • Se basa en la identificación de abstracciones organizacionales adicionales a parte de los roles y protocolos: - Entorno en el que el SMA está inmerso entidades y recursos con los que el SMA tiene que interaccionar - Reglas organizacionales: restricciones que la organización tiene que cumplir - Estructuras organizacionales: para hacer explícita la arquitectura global del sistema posición de cada rol en la organización y sus relaciones con otros roles Roadmap Para mejorar sus técnicas de notación Gaia extendido con AUMLMetodología ROADMAP INTRODUCCIÓN Propuesta por la universidad de Melbourne en el 2002. Roadmap tiene las siguientes mejoras con respecto a Gaia Modelos de conocimiento y entorno Jerarquía de Roles Representación explícita de estructuras sociales y relaciones Incorporación de cambios dinámicos La ingeniería de sistemas abiertos complejos, requiere que la metodología empleada tenga dos características: Independencia arquitectónica: Una metodología no debe suscribir un paradigma de programación en particular, un lenguaje, un agente arquitectónico o un marco de trabajo de implementación Robustez y escalabilidad: La metodología debe facilitar cambios dinámicos sin comprometer la robustez del sistema. La escalabilidad debe fomentar la facilidad de crecimiento de sistemas abiertos. 6
  7. 7. Metodología ROADMAP METODOLOGÍA Es independiente de la implementación de la arquitectura Soporta análisis y diseño arquitectónico del sistemaMetodología ROADMAP METODOLOGÍA ESQUELETO Modelos: Diseñados para ser simples y asociarse fácilmente con los modelos O.O: Permite a diseñadores sin conocimiento de agentes ver la facilidad de uso de la tecnología Relación Roles - Agentes ≈ Relación Interfaces - Objetos en la aproximación O.O. • Como las interfaces, los roles proporcionan un modelo de clases del sistema bajo una implementación concreta de funcionalidades • A diferencia de las interfaces, los roles pueden ser cambiados en ejecución. No soporta diseño detallado, Usa características opcionales de otra metodología dependiente de la arquitectura. Roadmap Arquitectura independiente Puede añadirse a la metodología esqueleto para facilitar el análisis y un diseño de alto nivel. 7
  8. 8. Metodología ROADMAP MODELOS: Análisis: Amplia la versión original de Gaia para cubrir totalmente la especificación de requisitos. Se crean modelos para permitir la conceptualización y documentación de requisitos. Diseño: Los modelos del análisis se llevan a al diseño. En el diseño arquitectónico, se redefinen los modelos y se optimizan para conseguir objetivos de calidad. Al final de la fase de diseño arquitectónico se escoge para cada agente una arquitectura de implementación. Los modelos son secuenciales y cada modelo toma todos los modelos anteriores.Metodología ROADMAP MODELOS • Describir requerimientos • Incluye diagramas gráficos generales • Describe los escenarios mediante texto. • Uso de conceptos de Roadmap de zonas y roles. • Semántica para capturar el comportamiento de agentes diferente a la aproximación O.O: O.O usuario interacciona con el software del sistema para trabajar Roadmap usuarios interacciona con un equipo de agentes abstractos ideal 8
  9. 9. Metodología ROADMAP MODELOS • Metodología esqueleto Es una lista de percepciones y acciones posibles en un entorno de agentes . • Roadmap En lugar de un espacio uniforme, el entorno es ahora modelado en zonas. Contiene: • Jerarquías de zonas en el entorno • Conjunto de esquemas de zona que describe cada zona en la jerarquía. La jerarquía de zonas es similar a la jerarquía de clases O.O conteniendo herencia y agregación para relacionar zonas y objetos en esas zonas.Metodología ROADMAP MODELOS 9
  10. 10. Metodología ROADMAP MODELOSMetodología ROADMAP MODELOS 10
  11. 11. Metodología ROADMAP MODELOS Contiene diagramas de secuencia como los propuestos en AUMLMetodología ROADMAP Modelo de Conocimiento: • Jerarquía MODELOS de componentes del conocimiento • Conjunto de esquemas (descripción) para cada componente del conocimiento. • Componente del conocimiento: • Bloque coherente de conocimiento. • Permiten escalabilidad de conocimiento y reusabilidad en el sistema. • Puede ser incluido en un rol o en un agente. • El modelo de rol es paralelo a este modelo. • Si cambia el comportamiento del sistema o el entorno, se tiene que revisar el conocimiento en los roles. 11
  12. 12. MetodologíayROADMAP en Gaia • El concepto de rol esquema de rol es como • Añade con respecto a Gaia la Jerarquía de roles • La jerarquía de Rol se representa como un árbol: MODELOS • Los nodos hoja del árbol son roles atómicos: con semántica original de Gaia y representan características de un agente individual. • El resto de roles son roles compuestos que se definen en términos de otros roles que a su vez pueden ser atómicos o compuestos. • La raíz del árbol es un rol compuesto especial que representa al sistema completamente • El mecanismo usado en esta jerarquía es la agregación. • Los roles tienen una relación de participación implícita que no puede ser eliminada • Se permite a un rol leer, escribir o crear permisos para definir otros roles.Metodología ROADMAP MODELOS Igual que el modelo de interacción de Gaia. 12
  13. 13. Metamodelo de ROADMAP Deriva de la metodología de Roadmap Un metamodelo es un modelo que define el lenguaje para expresar otros modelos, en este caso se trata de un modelo genérico para describir sistemas multiagente. Este metamodelo tiene dos jerarquías de ejecución: La jerarquía de rol: representa un elevado nivel de abstracción para la especificación de requerimientos La jerarquía de agentes: proporciona una implementación concreta de las funcionalidades del sistema. Todas las entidades del metamodelo se crean en tiempo de ejecución Un rol en un metamodelo de Roadmap: Como en la metodología de Roadmap pero con dos mejoras: El ciclo de vida de un rol puede estar dividido en responsabilidades y protocolos Las comunicaciones y mensajes en la organización van a través de roles que aseguran que el comportamiento de agentes pueda ser validado en tiempo de ejecución. Un agente: Entidad en tiempo de ejecución que tiene un identificador único, se comunica usando mensajes síncronos y asíncronos, manteniendo una lista de roles.Metamodelo de ROADMAPEscalabilidad los roles pueden agregar subroles recursivamente, mientras que los agentespueden agregar subagentes.Se espera que un sistema multiagente contenga una jerarquía de agentes, separando laespecificación del sistema (roles) de la implementación (agentes). 13
  14. 14. Metamodelo de ROADMAP Paso de mensajes entre agentes y roles El mensaje del Agente A es el primero mandado y validado por el rol. Si todas las restricciones se satisfacen, el mensaje es propagarlo al rol del Agente B. Después de ser el mensaje validado, el Agente B, recibe el mensaje y puede responderlo. Como parte de acuerdo organizacional, el mensaje también es remitido al rol del Agente C y el Agente C después lo valida para funciones de monitorización.Nombre del rol: Transporte en Red Subroles: Definición de un rol Controlador y Conexión Conocimiento: Perfil de tráfico de aplicación Objetivos: DatoTransporte Max. Fiabilidad() durante Trabajo Max. () durante Transmisión Min. ConexionActiva() durante Trabajo Según Prioridad() Responsabilidades: R1: Fiabilidad()>8 durante Trabajo implica Conexión.Seguridad2 R2: ()>3 durante Transmisión implica Conexión.Seguridad1 R3: ConexiónActiva()< ConexionFondo antes Conexión implica Controlador.Seguridad1 R4: TiempoRespuesta()<4 durante Conexión Permisos: Leer y escribir a Sockets durante Trabajo Leer Perfil de tráfico de aplicación durante Conexión Leer y escribir Conexión Protocolos: Trabajo=Conexión.Transmisión.Desconectar satisface DatoTransporte Conexión Tranmisión implica Conexión.Transmisión Desconectar Esperar 14
  15. 15. Metamodelo de ROADMAP Nombre de agente: AgenteRed Roles implementados: TransporteRed Definición de un agente Sub-agentes: AgenteControl, AgenteConexión Servicios: ConexionSvS implementa Conexión TransmisionSvS implementa Transmisión DesconexionSvS implementa Desconexion EsperaSvS implementa Espera Los agentes y los roles se comunican mediante el paso de mensajes. El uso de mensajes para el modelo de interacción reduce el acoplamiento entre agentes, así como mensajes que puedan ser rechazados o remitidos a otros agentes. La interacción de agentes, puede ser a través de roles. Cuando los agentes interaccionan directamente sin ser a través de roles, la interacción es considerada privada muchas veces indeseable o prohibida. Los agentes deberían aprender de sus roles en la organización para que el sistema actúe de forma correcta sin intervención humana.Metamodelo de ROADMAP Características deseables de un metamodelo Ejecución escalar del sistema: Los sistemas en entornos abiertos deben de poderse escalar incorporando o eliminando sistemas durante la ejecución. Representación en ejecución de requerimientos y atributos de calidad: para permitir comportamientos en el agente que estén validados en la organización. Abstracción del conocimiento de las funcionalidades: Un metamodelo debe separar el conocimiento de los agentes de las funcionalidades de bajo nivel. Modulación del conocimiento: El conocimiento debe de ser desarrollado y mantenido en unidades modulares con alta cohesión y bajo acoplamiento. Nivel variable de características de agentes en ejecución: Un metamodelo debe permitir variar en tiempo de ejecución las características de un agente tales como el nivel de inteligencia, autonomía, proactividad y reactividad Nivel variable de atributos de calidad en la ejecución: Un metamodelo debería permitir que el nivel de atributos de calidad se pudiera cambiar durante la ejecución. Simplicidad Facilidad de aprendizaje 15
  16. 16. Metamodelo de ROADMAP Características que cumple el metamodelo de Roadmap La habilidad de que roles y agentes puedan modificar otros roles y agentes permite al sistema escalarlo durante la ejecución. Los roles de Roadmap pueden representar requerimientos del sistema y atributos de calidad. Teniendo separada la herencia de roles de la de agentes se asegura la separación entre especificación e implementación del sistema. El metamodelo es similar a la aproximación O.O, esta similitud sugiere que el metamodelo es tan simple como la O.O y no debería imponer complejidad durante el desarrollo. El metamodelo de Roadmap cumple los criterios de evaluación de forma correcta.Bibliografía ARTÍCULOS: “The Gaia Methodology: Basic Concepts and Extensions”, Luca Cernuzzi, Thomas Juan, Leon Sterling, Franco Zambonelli “Developing Multiagent Systems: The Gaia Methodology”, Franco Zambonelli, Nicholas R. Jennings, Michael Wooldridge “ROADMAP: Extending the Gaia Methodology for open complex systems”, Thomas Juan, Adrian Pearce, Leon Sterling “The Gaia Methodology for Agent-Oriented Analysis and Design”, Nicholas R. Jennings, Michael Wooldridge, David Kinny “The ROADMAP Meta-Model for Intelligent Adaptive Multi-Agent Systems in Open Environments”, Thomas Juan, Leon Sterling “Achieving Dynamic Interfaces with Agent Concepts”, Thomas Juan, Leon Sterling “Assembling Agent Oriented Software Engineering Methodologies from features”, Thomas Juan, Leon Sterling, Michael Winikoff “A Meta-model for Intelligent Adaptive Multi-Agent Systems in Open Environments”, Thomas Juan, Leon Sterling 16
  17. 17. ROADMAP FIN 17

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