Sistemas Multiagentes e Sistemas Distribuídos Sensíveis ao Contexto

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Apresentado à disciplina de Sistemas Distribuídos, Ciência da Computação, UEM 2011

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Sistemas Multiagentes e Sistemas Distribuídos Sensíveis ao Contexto

  1. 1. Sistemas Multiagentese Sistemas DistribuídosSensíveis ao ContextoAluno: Helio Henrique Lopes Costa Monte AltoR.A.: 53729
  2. 2. Índice• Introdução• Agentes de software• Sistemas multiagentes• Agentes móveis• Sistemas de agentes móveis• Context awareness• Aplicações• Referências
  3. 3. Introdução• A abordagem multiagente vem sendo considerada adequada para lidar com sistemas que são compostos de muitos elementos, provavelmente distribuídos.• Em relação à colaboração entre as entidades envolvidas em um ambiente distribuído, uma abordagem ideal é que elas sejam capazes de perceber o contexto no qual estão inseridas, isto é, que elas façam parte de um ambiente que seja sensível ao seu contexto.
  4. 4. Agentes de software• Entidades de software que possuem como principais características: • Autonomia • Habilidade social • Reatividade • Pró-atividade• Além destas características, agentes são comumente idealizados e implementados utilizando-se conceitos atribuídos a humanos, como conhecimento, crença, intenção e obrigação.
  5. 5. Sistemas multiagentes• Sistema onde dois ou mais agentes interagem entre si e trabalham cooperativamente a fim de atingir seus objetivos;• Principais características: • Paralelismo • Escalabilidade • Divisão em problemas menores
  6. 6. Sistemas multiagentes• Comunicação entre agentes • Protocolos de comunicação • Geralmente são especificados em vários níveis • Ex: 1.Métodos de interconexão; 2. Sintaxe da informação; 3. Semântica da informação; • Linguagem comum entre agentes • Ex: FIPA ACL – Agent Communication Language; • Ontologias; • Estratégias: • Troca de mensagens (principalmente assíncronas); • Blackboard • menos privacidade e eficácia; mais difícil de distribuir; preocupação com mecanismos de sincronização de agentes;
  7. 7. Sistemas multiagentes• Cooperação entre agentes • Ações coordenadas (dependências entre ações) a fim de atingir objetivos do sistema (tanto objetivos individuais quanto globais); • Formas de cooperação: • Partilha de resultados; • Partilha de tarefas – balanceamento de carga computacional;
  8. 8. Sistemas multiagentes • Coodernação • Gerenciamento de agentes – Plataforma de agentes (PA) (FIPA*, 2008);*Foundation for Intelligent Physical Agents: entidade que visa a definir padrões para construção de agentes
  9. 9. Sistemas multiagentes• Principais infraestruturas (ambientes / frameworks) existentes: • JADE • Segue especificações FIPA. Oferece: API, middleware, mobilidade, ferramentas gráficas, etc.; ciclo de vida é orientado a comportamentos; • SemantiCore • Segue especificações FIPA; foco em aplicações para Web Semântica; agentes são estruturados em componentes, que definem seu ciclo de vida; • OpenCybele • MadKit
  10. 10. Agentes móveis• Evolução do conceito de código móvel;• Agentes que podem se locomover de um dispositivo para o outro através da rede;• Estrutura interna de um agente móvel:
  11. 11. Sistemas de agentes móveis• Tipos primários de migração: • Forte: mobilidade de código, dados e estado • Migrar estado através do acesso a parâmetros internos da execução (ex.: pilha de execução); • Agente implementado como autômato finito; • Representação ontológica dos agentes (utilizado na plataforma SemantiCore); • Fraca: migração apenas de código e dados • Muito mais simples
  12. 12. Sistemas de agentes móveis• Vantagens: • AM evitam sobrecarga de rede • Partes de uma comunicação podem ser empacotadas e enviadas para o outro local, onde as interações ocorrerão; • AM superam a latência da rede; • Para sistemas que devem responder em tempo real, a latência da rede não é aceitável; • Agentes podem se mover para o local e executar diretamente; • AM encapsulam protocolos;
  13. 13. Sistemas de agentes móveis• Vantagens: • AM podem executar assíncrona e autonomamente • Ex: em dispositivos móveis que dependem de redes frágeis (ex: wi-fi) tarefas podem se atribuídas a agentes móveis, que são enviados pela rede, tornando-se independentes; • AM podem perceber seu ambiente e reagir a mudanças • AM são naturalmente heterogêneos • Tornam mais fácil a construção de sistemas robustos e tolerantes a falhas • Ex: se uma máquina está sendo desligada, agentes percebem isso e migram para outro local
  14. 14. Sistemas de agentes móveis• Desvantagens e riscos • Escalabilidade e desempenho • Agentes reduzem carga da rede, mas aumentam o processamento local • Portabilidade e padronização • Segurança • Masquerading • Denegação de serviço • Acesso não autorizado
  15. 15. Sistemas de agentes móveis• Paradigma cliente/servidor: comunicação exige conexão contínua entre hosts; pouca flexibilidade;• Agentes móveis: mais tolerante a falhas de conexão; permite comportamento autônomo; exige mais cuidados com segurança;• Modelos híbridos: C/A/S, C/I/S
  16. 16. Context awareness• Sistemas sensíveis ao contexto• Contexto = informações do ambiente• Raciocínio sobre o contexto: permite adaptabilidade do ambiente e assistência a tarefas• Principais atividades: percepção e processamento (interpretação) de informações de contexto
  17. 17. Context awareness• Exemplos de informações de contexto: • especificações do usuário (perfil), dispositivo e requisitos de aplicação; • medidas quantificáveis no ambiente;• Técnicas de representação de contexto: • Par chave-valor • Linguagens de marcação • Mapas de tópicos • Ontologia • Modelos gráficos
  18. 18. Context awareness• Ontologias: representação mais adequada i. Linguagens de representação de conhecimento (ex: RDF e OWL); ii. Representação semântica explícita, que pode ser inferida por motores de inferência; iii. RDF e OWL podem ser usados para comunicação e compartilhamento de conhecimento entre agentes;• Demais modelos têm estendibilidade e interoperabilidade limitados • Nem todo agente é capaz de usá-los ou entender a informação neles contida;
  19. 19. Context awareness• Agentes e context awareness: • Agentes podem perceber o ambiente e agir nele de acordo com o contexto; • Agentes podem causar mudanças no contexto; • Agentes podem se locomover através de nós em um sistema distribuído (no caso de sistemas distribuídos sensíveis ao contexto); • Agentes podem ter comportamento semelhante a humanos: podem ser móveis e inteligentes, e devem usar os recursos disponíveis dinamicamente e tomar decisões de acordo com a situação.
  20. 20. Aplicações• Sistemas pervasivos / ubíquos • Requerem tolerância a falhas nas transações em redes sem-fio; • Devem evitar sobrecarga de rede e reagir a situações desfavoráveis; • Sistemas pervasivos devem ser sensíveis ao contexto: devem estar cientes de seus ambientes e recursos, devem detectar mudanças no ambiente e devem adaptar suas funcionalidades e comportamentos às mudanças;• Computação móvel • Tolerância a falhas de rede; integração com sistemas pervasivos;• Web semântica • Interação peer-to-peer entre Web browsers e servidores Web; • Apresentação de conteúdo semântico e fornecimento de serviços Web inteligentes.
  21. 21. Referências• Biasão, A. B. Um mecanismo de processamento de informações contextuais em um ambiente de desenvolvimento distribuído de software. Dissertação de mestrado. Universidade Estadual de Maringá. 2011.• Braun, P., Rossak, W. Mobile Agents: Basic Concepts, Mobility Models, & The Tracy Toolkit. Morgan Kaufmann Publishers and dpunkt.verlag, 2005.• FIPA Web Site, disponível em “http://www.fipa.org.br”, 2009.• Fuggeta, A.; Picco, G. P.; Vigna, G. Understanding Code Mobility. IEEE Transactions on Software Engineering. Vol.24, num. 5, May 1998.• Lange, D. B.; Oshima, M. Seven Good Reasons for Mobile Agents. Communications Of The ACM, March 1999/Vol. 42, No. 3, pg. 88/89.• Monte Alto, H. H. L. C. Estudo de Mobilidade de Agentes em Sistemas Sensíveis ao Contexto. Relatório técnico, Universidade Estadual de Maringá, 2010.• Wooldridge, M., Jennings, N. R. Intelligent Agents: Theory and Practice. Knowledge Engineering Review, Reino Unido, 1995.• Zaslavsky, A. Mobile Agents: Can They Assist with Context Awareness?. Proceedings of the 2004 IEEE International Conference on Mobile Data Management (MDM’04). 2004.

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