тарасов

Экзаменационный билет №1

1.Опишите модель коммуникации агентов на основе теории речевых актов. Представьте протокол коммуникации агентов (заказчика и исполнителя) графом переходов и с помощью произведения логик. (книжка Тарасова, с 228)

Теория коммуникативных (речевых) актов рассматривает общение как одну из форм целенаправленного поведения, подчиняющегося определенным правилам. Коммуникативный акт — это двусторонний процесс взаимодействия, например, говорение/слушание, чтение/запись, и пр. Применительно к МАС “говорящим” считается агент, который передает информацию, а “слушающим”— агент, который ее интерпретирует.

Исходная идея теории речевых актов очень проста и опирается на обыденную практику взаимодействий в ходе разговоров между людьми. Как правило, любой разговор преследует определенную цель, ради достижения которой он и разворачивается. Так типичной целью “говорящего” может быть изменение позиции “слушающего”, “заражение” его определенными идеями, интересами и задачами. В свою очередь, характерная цель “слушающего” состоит в получении некоторой важной для него информации, усвоении круга понятий, обучении некоторым действиям, и пр. Поэтому речевые акты можно рассматривать как намеренные действия, выполняемые в процессе коммуникации.

Как известно, единицей речи является высказывание, а единицей языка— предложение. В то же время минимальной и базисной единицей коммуникации выступает двусторонний коммуникативный (речевой) акт. Анализ всех возможных в данной коммуникативной ситуации речевых актов и определение соответствующих ограничений, зависящих от рассуждений агентов, позволяет составить протокол коммуникации.

Главный компонент процесса координации есть замкнутый контур, называемый “потоком работ” . Тогда процесс координации в MAC, понимаемый как моделирование сети взаимных обязательств между агентами, направленных на удовлетворение агента-клиента, описывается системой замкнутых контуров потоков

работ. Базовый контур в модели потоков работ связывает агента-заказчика с агентом-исполнителем в рамках следующего цикла, состоящего из 4-х этапов или потоков: “подготовка — переговоры — выполнение — приемка” (рис.8.10). На этапе подготовки агент-заказчик направляет запрос (заказ на выполнение работы) агенту-исполнителю. На следующем этапе происходят переговоры, направленные на выработку взаимоприемлемых условий выполнения заказа. Затем агент-исполнитель выполняет работу и окончив ее, докладывает агенту-заказчику о завершении, а на последнем этапе тот принимает или отклоняет работу.

Здесь сеть соглашений (или обязательств) между агентами и формирует МАС, причем соответствующие коммуникативные акты агентов, образующие протокол коммуникации, определяются возможными речевыми актами, сведенными в табл. 8.2.

Решетка согласия

Интерпретация полученных истинностных значений интуитивно ясна: T= (Т1, T2) – «истина для обоих участников» (согласованная истина); F= (F1, F2) – «ложь для обоих участников» (согласованная ложь);

I = (T1, F 2) – «истина для первого участника, ложь для второго» (внутренняя истина); E = (F1, T 2) – «ложь для первого участника, истина для второго» (внешняя истина)

Если цель диалога формулируется как достижение соглашения, то соответствующее отношение порядка можно интерпретировать как порядок cогласия С.

Например, (F1, F2) С (T1, F 2) С (Т1, T2) означает, что ситуация «истина для обоих участников переговоров», равнозначная наличию согласия между ними, будет предпочтительнее ситуации «истина

одного участника – ложь другого», когда согласия между участниками нет, но оно считается возможным. Последняя ситуация предпочтительнее, чем «ложь для обоих участников», которая здесь отождествляется с невозможностью согласия (или отказом от него).

Итак, в логике согласия выделенным значением является (Т1,T2).

2.Каковы основные различия между иерархическими и сетевыми организациями. Дайте определение иерархии и сети. Приведите примеры иерархических и сетевых структур. Что такое критические графы? Примеры для сети типа «колесо» (книжка Тарасова, с

188)

Иерархическая организация — структура с вертикальной[1] формой управления (контроля) элементами, входящими в неё. Фактически это пирамида, каждым уровнем которой управляет более высокий уровень.

К иерархическим организациям относятся все системы, где есть силовой контроль над более низкими уровнями. Например, это может быть сообщество животных(стая) со своим вожаком и его «приближёнными». Такую организацию можно отнести к трёхуровневой системе. Самыми большими по

Термин «иерархическая организация» используется для описания многих структур древесного типа. Сам по себе этот тип организации не может считаться «хорошим» или «плохим», но только адекватным или неадекватным по отношению к решаемым задачам. Иерархические системы широко распространены в технике: например, сложная система связи, система обработки данных, файловые системы, классическая система американского менеджмента, система управления транспортом и многие другие всегда организованы по иерархическому принципу, который позволяет выполнять параллельно различные операции, работать с отдельными информационными массивами

Посттейлоровские организации, имея много общих черт (например, практически все они рассматриваются как открытые и распределенные, динамические и адаптивные системы с гибкими и преимущественно координационными отношениями), различаются главным образом точкой зрения аналитиков. В отличие от тейлоровских вертикальных организаций их можно охарактеризовать как горизонтальные организации — “плоские” структуры нового типа, в которых взаимодействие между компонентами одного уровня (координация их деятельности) и внешние горизонтальные связи оказываются более важными и критичными характеристиками, чем традиционное вертикальное управление (субординационные связи). Помимо общей горизонтальной структуры, сетевые организации, рассматриваемые в настоящем разделе, характеризуются адаптивным клиентоцентрическим поведением, интенсивной коммуникацией и кооперацией агентов.

В качестве базовых сетевых организационных структур предлагаются распределенная, фрактальная,

холоническая, расширенная, ресурсосберегающая, обучающаяся и виртуальная организации, которые разделяются по виду узлов сети и уровню их кооперации и координации. Так по признаку однородности — неоднородности узлов различаются распределенные и расширенные организации, а по характеру управления — организации типа “колесо” и типа “звезда”

Распределенная организация представляет собой достаточно однородную (чаще всего, сотовую) сеть относительно независимых друг от друга, децентрализованно взаимодействующих организационных единиц (агентов), в которой главную роль играют постоянные и интенсивные горизонтальные связи (рис.б.3). Такая организация предполагает объединение ресурсов, распределенных между всеми агентами, и их совместное использование. В случае распределенной организации речь обычно идет о множестве интеллектуальных агентов с близкими целями, интересами и уровнями ресурсного обеспечения, когда создание “коллективных структур” служит для достижения большей универсальности (многофункциональности), автономности и конкурентоспособности агентов в сложной динамической среде

Близким к распределенной организации является понятие “фрактальной организации>, которая строится по аналогии с фракталами — рекурсивными геометрическими объектами, сохраняющими структуру при изменении масштаба наблюдения. Таким образом, если рассмотреть “под увеличительным стеклом” некую деталь исходной организационной структуры (например, узел сети), то проявится точно такая же структура. Здесь первостепенное значение имеет природа границ между структурными областями. При этом в МАС

возможно возникновение притягивающих центров — аттракторов, стремящихся распространить свое влияние на те или иные области сети. Для порождения фрактальной структуры требуются два основных объекта: а) инициатор (любая геометрическая фигура, например, треугольник); б) генератор (форма, используемая при каждой итерации).

Фрактальная организация представляет собой эволюционную, самоорганизующуюся систему, в которой самовоспроизведение коллективных агентов происходит путем структурного копирования за счет механизмов фрактализации

Сеть типа Колесо:

В сетях типа “колесо” представлена формальная, централизованная иерархия власти, при которой подчиненные коммуницируют друг с другом через своего начальника. Объективной основой такой ситуации является то, что лицо, находящееся в центре “колеса”, имеет больше коммуникационных связей, чем другие члены группы. Он получает больше посланий, чаще признается другими членами группы как лицо, выполняющее лидерские функции, больше оказывает социального влияния на других членов группы, обычно несет большую ответственность за передачу информации, от него больше, чем от других, ожидается окончательное решение проблемы. Аналогичная картина наблюдается в сетях типа «Y». Такие сети называются централизованными и могут быть эффективны, если решаются простые проблемы.

Экзаменационный билет №2

1.Рассмотрите постановку задачи и методику нисходящего проектирования МАС и сетевых организаций. Перечислите основные проектные критерии, укажите типы допустимых шкал и оценок по шкалам. Что такое псевдологическая таблица? В чем состоит идея смешанного V- образного проектирования (книжка Тарасова, с 242)

В отличие от восходящего подхода, главная идея нисходящего проектирования состоит в движении “от целого к частям”, что предполагает выделение общих социальных характеристик сообщества МАС (интеллектуальных организаций) по некоторому набору критериев, построение базовых типов подобных организаций с последующим определением требований к архитектуре агентов. При этом индивидуальные свойства и поведение агентов в МАС определяются на основе типа социальной организации и множества соответствующих взаимоотношений между агентами. Здесь проектирование предполагает движение “сверху вниз”, когда свойства агентов в МАС определяются свойствами сообщества МАС. Удачный выбор исходного набора организационных критериев (системного базиса полярных шкал — см. главу 5) и использование признака “централизация — децентрализация” позволяют социально структурировать МАС

Методика организационного синтеза МАС и виртуальных организаций включает следующие шаги:

1)формулировка задачи организационного синтеза и выбор решающего правила;

2)формирование множества экспертов N;

3)формирование семейства организационных критериев С;

4)построение полярных (оппозиционных) шкал для выбранных критериев;

5)определение допустимых типов оценок на шкалах;

6)выделение “идеальных организационных типов”, соответствующих экстремальным принципам (бинарным оценкам) и их представление в виде графов;

7)представление лингвистических экспертных оценок по шкалам в виде поверхностей в пространстве критериев;

8)соотнесение реальных оценок с идеальными организационными типами по признаку минимизации расстояния до идеальной точки в пространстве критериев (решающее правило).

Важнейшим этапом процедуры организационного проектирования является выбор представительного набора критериев, позволяющих синтезировать тип организационной структуры. В качестве подобных критериев могут выступать: вид внешней среды МАС или ВО (статическая или динамическая, стабильная или нестабильная); преобладающие взаимодействия в организации (вертикальные или горизонтальные), стратегии организационного развития (жесткое планирование или самоорганизация) и т. п.

И восходящее, и нисходящее проектирование МАС “в чистом виде” имеет свои недостатки. Основными недостатками методики нисходящего проектирования являются:

•эвристический характер выбора представительных критериев организационного проектирования (о полноте пространства критериев говорить не приходится);

•необходимость проведения достаточно трудоемких вычислительных операций при построении и сравнении между собой нечетких лингвистических оценок;

•неявный характер требований к отдельным агентам. В случае восходящего проектирования много ресурсов тратится на координацию действий агентов и синтез эффективных структур МАС, когда в интересах адаптации к среде требуются многочисленные итерации, чтобы организовать необходимые структурные изменения.

Поэтому предложен вариант совмещения этих подходов — так называемое смешанное V-образное проектирование искусственных сообществ, позволяющее усилить достоинства и компенсировать недостатки указанных выше методик и, таким образом, достичь синергетических эффектов. Общая методика смешанного V-образного проектирования включает следующие этапы (первые три из них характеризуют нисходящую часть, а вторые три — восходящую):

1.Выбор набора критериев и определение допустимых типов оценок по этим критериям для выявления социального типа сообщества МАС.

2.Заполнение таблицы, состоящей из оценок по различным выбранным критериям, и определение типа виртуальной организации как сообщества МАС. Здесь возможны два случая: а) определение профиля сообщества через совокупность оценок по шкалам и построение меры различия (расстояния) между эталонным и текущим профилями; б) установление связи между шкалами, например с помощью таких операций как прямая (сохраняющая порядок) и обратная (инвертирующая порядок) проекции, свертывание оценок по различным шкалам на основе конъюнктивной и дизъюнктивной проекций, а также их комбинаций.

3.Выбор примерной исходной структуры МАС, соответствующей установленному типу сообщества.

4.Анализ функций и определение числа агентов, входящих в данную МАС.

5.Определение всех видов взаимодействия между агентами.

6.Построение уточненной сетевой структуры.

2.В чем заключается суть агентно-ориентированного программирования? В чем выражается его сходство и отличие от объектно-ориентированного программирования? Дайте примеры языков АОП.

Билет 8

Объект (как реализация фрейма по М. Минскому) имеет единое имя и свои собственные данные и процедуры. Он может состоять из нескольких так же определенных объектов и в свою очередь быть частью более крупного объекта. Объекты содержат слоты, которые в свою очередь могут состоять из фактов. Слот

может быть просто атрибутом или отношением. Все действия в ООП выполняются через сообщения (однако, сообщения указывают объекту, что делать, но не как делать). В целом, понятие объекта определяется с помощью четырех ключевых признаков: 1) инкапсуляция; 2) отношение “класс-пример”; 3)

свойство наследования; 4) прохождение сообщений, допускающее определение полиморфных процедур, т. е.

процедур, код которых может различаться в зависимости от приемника сообщения.

Итак, общая картина ООП такова: а) данные и процедуры объединяются в программные объекты; б) сообщения используются для обеспечения взаимосвязей между объектами; в) схожие объекты группируются в классы; г) данные и процедуры наследуются по иерархии классов.

Агентно-ориентированный подход в информатике и ИИ, развивая известные подходы, основанные на понятиях обьектов и акторов, в то же время имеет ряд принципиальных отличий. Заметим, что понятия объект и актор по сути представляют собой исходные единицы программных систем, задаваемые некоторой структурой и механизмом взаимодействия. Агент представляет собой более сложную, активную и автономную единицу.

В ООП вычислительный процесс понимается как система, собранная из модулей, которые взаимодействуют друг с другом и имеют собственные способы обработки поступающих сообщений. В свою очередь, АОП уточняет эти рамки, фиксируя активность модулей — агентов и изменения их состояний с помощью понятий убеждений, желаний, решений и пр.

Наличие у агента механизма целеобразования обеспечивает принципиально новый уровень автономии. Это значит, что он необязательно выполняет распоряжения какого-либо другого агента или пользователя, а просто зависит от условий среды, включая цели и намерения других агентов. В отличие от объекта агент может принять на себя определенные обязательства или, наоборот, отказаться от выполнения некоторой работы, мотивируя это отсутствием компетентности, занятостью другой задачей и т. п. В то же время агент может выполнять такие действия как порождение, подавление и замена других агентов, активизация функций (как своих, так и у других агентов), активизация сценария деятельности, запоминание текущего состояния других агентов и пр.

Все это наглядно показывает, что агент, будучи “активным объектом” или “искусственным деятелем”, формирующим свое собственное поведение (или, по крайней мере, участвующий в этом процессе), находится на заметно более высоком уровне сложности по отношению к традиционным объектам в ООП. Так если рассмотреть систему абстрактных полярных шкал типа “пассивный-активный”, “реактивныйцеленаправленный”, “зависимый — автономный” и поместить на них объекты и агенты, то интуитивно ясно, что объекты будут находиться на левых полюсах, а агенты должны быть расположены правее, ближе к полюсам “активный”, “целенаправленный”, “автономный”. Сдвинутое к правым полюсам промежуточное положение агентов на указанных шкалах показывает достигнутый уровень субъектности в искусственной системе.

Языки описания и реализации агентов удобно представить в виде многослойной структуры, включающей пять слоев

а) языки и программные средства реализации агентов; б) языки коммуникации агентов; в) языки описания поведения агентов и законов среды;

г) языки представления и управления знаниями; д) языки формализации и спецификации агентов и МАС.

Экзаменационный билет №3

1.Что такое многоагентная система? Дайте пример формального представления и графическую иллюстрацию МАС. Каковы основные типы взаимодействий, состояния и стратегии развития базовой структуры эволюционной МАС, опирающейся на метафору открытого сетевого предприятия? (книжка Тарасова, с

108)

Висторическом плане, многоагентные системы зародились на пересечении теории систем, теории коллективного поведения и распределенного искусственного интеллекта. С одной стороны, речь идет об открытых, активных, развивающихся системах, в которых главное внимание уделяется процессам взаимодействия агентов как причинам возникновения новой системы с особыми качествами. С другой стороны, МАС могут строиться и как объединение отдельных интеллектуальных систем, основанных на

знаниях, и как системы коллективного поведения, возникающего в результате локальных взаимодействий простых реактивных агентов.

Многоагентные системы состоят из следующих основных компонентов:

1)множество системных единиц, в котором выделяются подмножество активных единиц — агентов la), манипулирующих подмножеством пассивных единиц — объектов 1б);

2)среда, т. е. некоторое пространство, в котором существуют агенты и объекты;

3)множество задач (функций, ролей), которые поручаются агентам;

4)множество отношений (взаимодействий) между агентами;

5)множество организационных структур (конфигураций), формируемых агентами;

6)множество действий агентов (например, различных операций над объектами или коммуникативных актов).

Рассмотрим пример построения многоагентной системы на основе метафоры открытого горизонтального посттейлоровского предприятия (рис.4.9). Здесь термин “открытое” указывает на интенсивное взаимодействия предприятия со своими клиентами и партнерами в интересах наиболее полного удовлетворения потребностей клиентов, а слово “горизонтальное” подразумевает “плоскую” структуру и преобладание горизонтальных связей по отношению к вертикальным. Организационные границы подобных предприятий становятся все более условными и нечеткими. Формируется единая сетевая организация, в которую включаются заказчики, поставщики и подрядчики предприятия-производителя.

Исходная задача состоит в выделении системной единицы (“клетки”) сетевого предприятия как МАС и моделировании ее различных конфигураций. По ролевому признаку здесь можно вычленить следующие типы агентов

1) Агент-заказчик; 2) Агент-координатор; 3) Агент-исполнитель; 4) Агент-субординатор; 5) Агент-

наблюдатель. Таким образом, здесь множество агентов А = {1,..., 5}, а объекты отсутствуют.

Агент-заказчик формирует запрос и отправляет заказ на выполнение некоторого задания. Он инициирует и определяет общую задачу (фронт работ), участвует в выработке решений по выполнению задачи и контролирует процесс выполнения заказа. По окончании работы он ее оценивает и сообщает, удовлетворяет ли она его требованиям.

Функция агента-заказчика по определению содержания работ носит в основном гносеологический характер (ЧТО - знания) и может рассматриваться как своего рода служебная функция МАС, которая выражается вопросами “Что делать (производить) в системе? или “Для чего использовать производимый продукт?” С

коммуникационной (семиотической) точки зрения она определяет семантику информационных обменов в МАС.

Агент-координатор создает и поддерживает сеть запросов и обязательств, необходимых для выполнения работы. Агент-координатор распределяет работу и отбирает требуемые ресурсы для ее успешного выполнения. Он занимается согласованием действий отдельных исполнителей и регулярно общается с заказчиком. Таким образом, агент-координатор может рассматриваться как посредник между агентомзаказчиком и агентом-исполнителем.

Функция агента-координатора носит в основном онтологический характер и может пониматься как операционная функция МАС, которой соответствуют вопросы “Кто, Когда и Где будет выполнять данную работу?” Она затрагивает структурный аспект информации, циркулирующей в МАС.

Исполнитель — это агент (или группа агентов), занимающихся непосредственно выполнением задания. О ходе и завершении работ он сообщает агенту - координатору.

Функция агента-исполнителя носит в основном праксеологический характер, и предполагает владение методами и приемами решения задачи (КАК-знаниями). Она может пониматься как своего рода базовая техническая функция МАС, содержащая ноу-хау, что соответствует вопросу “Как сделать работу?” и определяет прагматику информационных обменов в МАС.

Агент-субординатор, находясь на более высоком уровне, осуществляет общее управление процессами, протекающими на предприятии. В рамках данной модели это означает управление взаимодействием “агентзаказчик — агент-координатор — агент-исполнитель”. Его основные функции состоят в наблюдении, контроле и оценке эффективности деятельности МАС. Он наделен правом перераспределения ресурсов (например, он может заменить агента-координатора и, таким образом, организовать новый процесс). Функции агента-субординатора связаны также с определением стратегий организационного развития, включая подбор агентов-заказчиков, определение должностных инструкций для агентов-исполнителей, разрешение конфликтов между агентами нижележащего уровня. Иными словами, он должен активизировать функции и нейтрализовать дисфункции МАС.

Таким образом, метафункция агента-субординатора, связанная с прогнозированием будущих тенденций, формированием мотивов и интересов, постановкой важнейших целей и выработкой стратегических

решений, носит главным образом аксиологический характер (ЗАЧЕМ-знания). Прежде всего, им ставятся вопросы типа “Почему выгодно производить или продавать данный продукт (услугу)?” и “Скшько надо произвести (продать)?” С семиотической точки зрения, здесь формируется и передается необходимая

метаимформация и обеспечивается семиозис МАС.

Агент-наблюдатель (или Метакоординатор), находящийся на том же уровне что и агент-субординатор, выполняет функции “агента инициации изменений”. Он обладает достаточно полной информацией о деятельности предприятия и вырабатывает свои предложения об изменениях в базовой МАС, но может воздействовать на нее только косвенно через агента-субординатора.

В данном случае семейство отношений между агентами содержит три типа отношений и может быть

воздействия, меры по разрешению конфликта или организации соревнования. Множество содержит информирующие отношения.

2.Какие НЕ-факторы характерны для функционирования автономных агентов. Трехзначные логики Лукасевича, Клини и Гейтинга: сходство и различия.

Автономные интеллектуальные агенты (как естественные, так и искусственные) характеризуются следующими свойствами:

1)локальное, фрагментарное восприятие среды;

2)ограниченное воздействие на среду;

3)неточность и неполнота ее внутреннего представления;

6)неопределенность или фрагментарность планов действий;

7)случайность реализаций действий;

8)наличие случайных или преднамеренных ошибок при передаче информации в процессах

Лукасевич:

[Cxy] = 1, если [x] [y];

[Cxy] = 1 – [x] + [y], если [x] > [y] или в общем виде;[Cxy] = min(1,1 – [x] + [y]).

[Kxy] = min([x], [y]) - конъюнкция

[Axy] = max([x], [y]) – дизъюнкция

Контрапозиция

Логика Клини

Экзаменационный билет №4

1.Какие интерпретации агентов Вам известны? В чем заключается трактовка агента как искусственного деятеля? Сформулируйте основные положения теории деятельности. Постройте базовую сеть понятий, характеризующих деятельность. Опишите основные уровни и контуры обобщенной модели деятельности агента. (книжка Тарасова, с 194)