Frameworks Conceituais

1. Frameworks Conceituais Viviane Torres da Silva viviane.silva@ic.uff.br http://www.ic.uff.br/~viviane.silva/isma

2. Definição: Frameworks conceituais • Motivação: não existe uma definição aceita por todos os pesquisadores sobre os conceitos encontrados em SMA • Objetivo: definir os conceitos relacionados aos SMA e descrever os contextos nos quais estes conceitos são utilizados • Solução: frameworks conceituais • KAoS (Dardenne et al., 1993) • Yu and Schmid (Yu and Schimid, 1999) • d'Inverno and Luck (d'Inverno and Luck, 2001) • TAO (Silva et al., 2003)

3. Definição: Frameworks conceituais Conceito: idéia, representação mental de uma realidade, um objeto ou algo similar Framework: arcabouço, marco Marco: limite em que se enquadra um problema Um framework conceitual para os SMA deve definir as abstrações encontradas em SMA: suas propriedades, seus relacionamentos, suas ações e suas interações

4. Alguns Frameworks Conceituais para SMA • TAO (Silva et al., 2003) • Agent Framework (d'Inverno et al., 2001) • Yu y Schmid (eu et al., 1999) • KAoS (Dardenne et al., 1993)

5. TAO

6. instanciação Arquitetura MOF de 4 camadas Camada de meta-meta-modelagem ER meta-meta-modelo MOF meta-meta-modelo Camada de meta-modelagem TAO meta-modelo UML meta-modelo Camada de modelagem do domínio MAS modelos UML modelos Camada de instância

7. Relação Relação Entidade Entidade Entidade Framework Conceitual desempenha propriedade Agente Papel Organização Modelo Conceptual propriedade Agente do Usuário desempenha Comprador Loja desempenha propriedade Maria Comprador de Roupa C&A Arquitectura MOF de 4 capas Camada de meta-meta- modelagem Camada de meta-modelagem Camada de modelagem de domínio Camada de instância

8. Organização Agente Objeto Entidades e Relacionamentos Ambiente herança associação associação habitar associação herança associação agregação dependência associação desempenha associação herança dependência agregação associação habitar propriedade Papel do Objeto herança propriedade desempenha dependência associação associação habitar desempenha Papel do Agente herança controle dependência agregação associação herança associação

9. Entidades • Toda entidade tem: • propriedades = estado + comportamento • Relacionamentos • Estado: informação sobre si mesma e sobre outras entidades • Comportamento: conjunto de ações que pode executar • Relacionamentos: define o contexto no qual duas entidades estão relacionadas

10. Agente Objeto proactivo reativo Objeto X Agente • Agente é uma entidade ativa e objeto é uma entidade passiva. + - interação autonomia - +

11. Ambiente • É o habitat de agentes, organizações e objetos • Eles não podem habitar mais de uma ambiente • Mas agentes e organizações podem mudar de ambiente • Estado e comportamentosão definidos se baseando em suas características (acessível, determinista, estático, etc.) • Pode ser uma entidade passiva como um objeto ou uma entidade ativa como um agente

12. Organização • Organizações agrupam os agentes de um SMA • Organização = grupo = comunidade = sociedade • Pode definir sub-organizações, axiomas e papéis • Sub-organização: • Organização que desempenha papéis em outra organização

13. Organização • Papéis: • São desempenhados por agentes, objetos e sub-organizações dentro de uma organização • Axioma: • regra, lei ou princípio estabelecido. • restrições globais da organização às quais os agentes e as sub-organizações devem obedecer. • Axioma = regra = lei = norma

14. Organização • O conceito de uma organização estende o conceito de um agente • Estado: • crenças, objetivos, ações, planos e axiomas • Comportamento: • ações e planos executados pela organização + • ações e planos executados pelos agentes e sub-organizações.

15. Papéis • As duas propriedades mais importantes: • São definidos no contexto de uma organização • Uma instância de papel deve ser exercida por um agente, por um objeto ou por uma sub-organização. • Orienta e também restringe o comportamento de instâncias que exercem o papel. Papel Papel

16. Papel de um Objeto • Descreve um conjunto de características que são vistas por entidades que usam o objeto • Orienta o comportamento de objetos porque os objetos agem de acordo com chamadas feitas pelo papel • Restringir o acesso ao objeto limitando as informações e o comportamento que outras entidades podem acessar

17. Papel de um Objeto • Pode também adicionar informações (atributos) e comportamento (métodos) ao objeto que exerce o papel. • Estado: atributos • mantém as informações • Comportamento: métodos • são as operações

18. entidade B Papel de um Objeto atributo 1 método 1 método 3 entidade A Papel de um Objeto Objeto atributo 1 atributo 2 método 1 método 2

19. Papel de um Objeto • Um objeto não tem consciência do papel que está exercendo • O papel de objeto é que sabe a qual objeto está associado • Todas as instâncias de papel de objeto são um membro de uma organização e são exercidas por um objeto

20. Papel de Agente • Orienta o comportamento de um agente descrevendo seus objetivos ao exercer o papel • Restringe o comportamento definindo as ações que o agente deve exercer (deveres) e as ações que pode executar (direito) ao exercer o papel • Pode adicionar novos objetivos e crenças ao agente • Um agente e uma organização desempenham pelo menos um papel

21. Papel de Agente • Estado: • crenças e objetivos. • As crenças do papel são passadas para todos que desempenham o papel • Os objetivos dos papéis caracterizam os objetivos que um agente deve alcançar enquanto exerce o papel • Comportamento: • deveres, direitos e protocolos

22. Papel do Agente • Deveres (ou obrigações) identificam as ações atribuídas ao agente que está exercendo o papel, ou seja, as responsabilidades • Direitos (ou qualificações) identificam as ações que o agente pode executar ao exercer o papel, isto é, eles descrevem as permissões associadas às ações • Protocolos definem as interações entre papéis por meio da especificação das mensagens

23. Relacionamentos • Inhabit: • especifica que a instância de entidade que reside – o cidadão – é criada e destruída no habitat e, portanto, pode entrar e sair dele, respeitando suas permissões • um cidadão não pode residir em dois habitats ao mesmo tempo • o habitat conhece todos os cidadãos que residem nele, e cada cidadão conhece seu habitat Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Ambiente e agente • Ambiente e objeto • Ambiente e (sub-)organizações

24. Relacionamentos • Ownership: • Especifica que uma entidade – o membro – é definida no escopo de outra entidade – o proprietário – e que um membro deve obedecer a um conjunto de restrições globais definidas pelo proprietário • O membro não existe fora do escopo de seu proprietário • Os proprietários conhecem seus membros, e cada membro conhece seu proprietário Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Papel de objeto (o membro) e (sub-)organização (o proprietário) • Papel de agente (o membro) e (sub-)organização (o proprietário)

25. Relacionamentos • Ownership: • Uma instância de papel (papel do agente ou papel de objeto) só pode ser exercida por entidades na organização que definiu o papel • A organização define quem exerce os papéis identificados • A organização define qual papel pode ser exercido por uma entidade

26. Relacionamentos • Play: • Especifica que uma entidade está relacionada a um papel • Os agentes e as organizações interagem por meio dos papéis que exercem • Os relacionamentos entre agentes, entre agentes e organizações e entre organizações são indiretamente definidos pelos papéis que estão exercendo • Quando um objeto está exercendo um papel, as entidades interagem com o objeto por meio de seu papel Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Papel de agente e o agente • Papel de agente e a suborganização • Papel de objeto e o objeto

27. Relacionamentos • Herança/Generalização: • Define que a sub-entidade que especializa a super-entidade herda as propriedades e os relacionamentos definidos na super-entidade • As propriedades herdadas também podem ser redefinidas pela sub-entidade • A sub-entidade também pode definir novas propriedades e novos relacionamentos Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Todas as entidades que sejam do mesmo tipo

28. Relacionamentos • Control: • Define que a entidade controlada deve fazer tudo que a entidade do controlador pedir • A entidade controlador conhece as entidades controladas, e cada entidade controlada conhece as entidades que a controlam • As entidades controladas e do controlador serão os agentes ou as organizações que estão exercendo os papéis Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Entre papéis de agente

29. Relacionamentos • Dependency: • Define que uma entidade – o cliente – pode ser definida para depender de outra – o fornecedor – para realizar seu trabalho • Especifica que uma alteração na especificação do fornecedor pode afetar o cliente, mas não necessariamente o contrário • O cliente sempre conhece seus fornecedores, mas o contrário pode não ser verdadeiro Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Entre papéis de agente • Entre papéis de objeto • Entre papéis de agente (cliente) e papéis de objetos

30. Relacionamentos • Association: • Especifica um relacionamento semântico que pode ocorrer entre instâncias • Se uma entidade estiver associada à outra entidade, ela saberá da existência da outra entidade e, então, poderão interagir Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Entre papéis de objeto • Entre papéis de agente • Entre papéis de objetos e papéis de agentes • Entre ambientes • Entre agentes • Entre objetos • Entre organizações e objetos • Entre papéis de agente e objeto

31. Relacionamentos • agregação: • Define a entidade que é o agregador e a entidade que é a parte. • Se uma entidade estiver agregada a outra, dizemos que ela é o agregador de partes. • O agregador pode usar a funcionalidade disponível em suas partes para realizar seu trabalho. Entre quais entidades este relacionamento está definido? • Entre papéis de objeto • Entre papéis de agente

32. agente agente agente ambiente objeto Sistema Multi-Agentes Sistema Multi-Agentes Organização principal

33. Papel de agente Papel de objeto agente agente agente objeto Sistema Multi-Agentes Sistema Multi-Agentes Organização principal Organização principal ambiente

34. Sub-organização agente agente agente objeto Sistema Multi-Agentes Sistema Multi-Agentes Organização principal Organização principal ambiente

35. Sub-organização Papel de agente Papel de objeto agente agente agente objeto Sistema Multi-Agentes Sistema Multi-Agentes Organização principal Organização principal ambiente

36. Comportamento das entidades • Análise do comportamento independente do domínio da aplicação • Criação das entidades • Destruição das entidades • Interação entre as entidades • Agentes e sub-organizações interagindo com organizações • Agentes e sub-organizações interagindo com ambientes

37. Estados de um papel de agente compromisso criado Criado execução reiniciada Ativo Inativo execução suspensa compromisso criado compromisso cancelado Destruído

38. Saindo de um ambiente Saindo de uma organização Entrando em um ambiente Entrando em uma organização Agente (ou sub-organização) se movendo de um ambiente para outro Movendo de um ambiente para outro

39. Agent Framework d'Inverno y Luck

40. Framework Conceitual de d'Inverno e Luck • Propõem uma hierarquia em quatro camadas • O ambiente consiste de entidades das quais algumas são objetos • Do conjunto de objetos, algumas são agentes, e dos agentes alguns são agentes autônomos. Entidades

41. Entidade e Ambiente • Entidade e ambiente: • Coleção de atributos • Atributo • Uma preposição, um fato

42. Objeto • Entidade com possibilidade de interagir com o ambiente • Entidade com conjunto de capacidades • Capacidade: • conjunto de ações • Ações: • Podem incluir ou retirar atributos do ambiente

43. Objeto • A execução de uma ação: • Pode alterar o estado do ambiente e, por tanto, qual será a próxima ação • Não pode alterar os atributos, capacidades e função de seleção das ações (objectact) Função que, dado o estado atual do ambiente, retorna o conjunto de ações a serem executadas pelo objeto Variável que representa o onjunto de ações que o objeto irá executar

44. Agente • Objeto é um agente se ele serve a um propósito útil para outro agente ou para si mesmo (neste caso seria um agente autônomo). • Objeto com conjunto de objetivosnão vazio • Objetivos: • estado que o agente deseja atingir no ambiente

45. Agente • Percepção possível: • o que o agente pode enxergar do ambiente (varia de acordo com as capacidades do agente e com o estado do ambiente) • Percepção atual: • o que o agente realmente enxerga do ambiente (varia de acordo com os objetivos do agente) Ações que são utiizadas para perceber Percepção possível Percepção atual

46. Agente • Seleção de ações: • baseada nos objetivos do agente, nas percepções atuais e no estado do ambiente

47. Agent • Estado: • Posspercepts: percepções possíveis • Percepts: percepções atuais

48. Agente • Operação: • indica qual é alteração no estado do agente dado a execução de uma ação • Podem mudar: percepções possíveis, percepções atuais e a próxima ação • Não mudam: atributos, capacidades, metas, ações de percepção e função de seleção das ações e percepções

49. Agente Autônomo • Agente com motivação, não são contralados por outros agentes. • Motivação: • Possibilidade de gera suas próprias metas • Também define percepções, ações e estado

50. Descrição das entidades • Agentes satisfazem metas • Agentes autônomos, adicionalmente, criam metas • Server-agents • Agentes que não são autônomos • Neutral-objects: • Objetos que não são agentes