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1、南开大学 硕士学位论文 面向Agent的软件工程研究与应用 姓名：刘东生 申请学位级别：硕士 专业：控制理论与控制工程 指导教师：王治宝 20030520 摘要 摘要 A g e n t 的概念最初来自于人工智能领域。随着对A g e n t 的理论和技术的研究， 人们逐渐发现，A g e n t 的概念和思想还可以应用在很多其它的领域，如计算机、 心理学、经济学、社会学等，本文主要研究A g e n t 在计算机软件开发中的应用。 对A g e n t 的研究主要集中在三个方面：智能单A g e n t 、多A g e n t 系统( M A S ) 和面向A g e n t 的软件技术。本
2、文对这三个方面的研究现状作了简单的介绍和分 析。 软件工程思想的提出是为了满足人们对软件数量和质量的需求。但是，随 着计算机和网络的迅速发展，软件的复杂度越来越高。这就使得传统的软件工程 难以满足需求的发展。本文针对这种情况，在对软件工程的发展过程进行分析的 基础上将A g e n t 的概念和思想引进面向对象的软件工程中，提出了面向A g e n t 的软件工程。通过对面向对象软件工程的扩展，提出了相应的具体策略和方法， 并与面向对象软件技术进行了比较，突出了面向A g e n t 软件技术的优势。 以证券交易仿真系统项目为背景，采用前面提出的面向A g e n t 的软件工程 方法，给出了
3、一个证券交易仿真系统的设计实例，展示了面向A g e n t 软件工程方 法的具体应用。 最后，给出了个人的结论和预见性观点。指出面向A g e n t 软件技术具有明 显的先进性，发展前景乐观。但是目前各项相关技术还不成熟，进入商业应用还 需要继续完善。 关键字：A g e n t M A S 软件工程A O PA O DA O A A B S T R A C 于 A B S T R A C T O r i g i n a l l y t h ec o n c e p to fA g e n tc o m e s f r o mA 1f i e l d A st h ed e v e l o
4、 p m e n ti n t h es t u d yo ft h eA g e n t ，w ef i n dt h a tt h ec o n c e p to fA g e n ta l s oc a nb eu s e di nm a n y o t h e rf i e l d s s u c ha s c o m p u t e r 、p s y c h o l o g y 、e c o n o m i c s 、s o c i o l o g ye t c 胎 c o n c e n t r a t eo nt h ec o m p u t e r A st Om e e tt
5、 h en e e di nt h ea n l o u n ta n df u n c t i o no fs o f t w a r e w ep r o v i d eas e to f s o f t w a r e e n g i n e e r i n gm e t h o d s W h e r e a st h e f a s t d e v e l o p m e n to fc o m p u t e ra n d n e t w o r k t h e c o m p l e x i t y o fs o f t w a r ei n c r e a s e r a p
6、i d l y n I e t r a d i t i o n a ls o f t w a r e e n g i n e e r i n gc a nn o tm e e t t h er e q u i r e m e n t T ot h eq u e s t i o n b a s e do nt h ep r o c e s so f s o f t w a r e d e v e l o p m e n t ，w eb r i n g f o r w a r dan e ws o f t w a r e e n g i n e e r i n g ，c a l l e d A g
7、 e n t - O r i e n t e d S o f t w a r e E n g i n e e r i n g ，w h i c hc o m p o s e t h e A g e n t a n dt h e o b j e c t o r i e n t e dm e t h o d I ti s ae x t e n do ft h eo b j e c t o r i e n t e dm e t h o d w ep r o v i d e t h es t r a t e g ya n dm e t h o do fi t A n dw ec o m p a r e
8、 i tw i t ht h eo b j e c t o r i e n t e dm e t h o d I nt h ep r o j e c to fs e c u r i t i e sb u s i n e s ss y s t e m ，a p p l yt h eA g e n t O r i e n t e dS o f t w a r e E n g i n e e r i n gm e t h o d ，w e a c h i e v ea ne x a m p l et op r e s e n tt h e a p p l i c a t i o no f i t A
9、 tl a s t ，w eb r i n gf o r w a r dp e r s o n a lc o n c l u s i o na n df o r e c a s t P o i n to u rt h a t A g e n t O r i e n t e dS o f t w a r eE n g i n e e r i n gi sa d v a n c e di nt e c h n i q u e ，h a san i c ef u t u r e B u ta l lt h ec o r r e l a t i v et e c h n i q u e sa r ei
10、 m m a t u r e ，s oi tm u s t b ec o n s u m m a t e d K e y w o r d ：A g e n t M A SS o f t w a r eE n g i n e e r i n gA O PA O D A O A 第一章绪论 第一章绪论 l 。1 A g e n t 的产生与发展 1 1 1 A g e n t 概念的起源 智能体概念的历史最早可追溯至2 0 世纪5 0 年代，人工智能创始人之一麦卡 锡就提出了智能体思想的萌芽。此后，明斯基、休依特、沃尔德里奇等许多其他 知名学者从各个方面对它进行了深入的探讨并取得了很大的进展。 但
11、是真正对A g e n t 的理论和技术的研究出现在7 0 年代的人工智能领域，尤 其是分布式人工智能( D A I ，D i s t r i b u t e d A r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e ) 的发展，进一步推动 了对A g e n t 技术的研究。作为人工智能和分布式计算的结合，分布式人工智能 ( D A I ) 越来越受到人们的重视。在分布式人工智能中由于智能本质上不是一个 独立存在的概念，只能在团体中实现，因此分布式人工智能研究主要是多个主体 之间的合作与交互。由于多A g e n t 系统( M A S ) 更能体现人类社会
12、智能，具有更大 的灵活性和适应性，更加适合开放、动态的世界环境，因而得到了很大的发展。 1 1 2 A g e n t 理论和技术的发展现状 2 0 世纪9 0 年代，随着计算机网络、计算机通信等技术的发展。对A g e n t 的 研究不仅是分布式人工智能研究的一个热点，而且成为信息技术关注的一个热 点。A g e n t 的快速发展与I n t e r n e t 和w W w 的广泛普及是分不开的。由于I n t e m e t 和w w w 的迅速发展，W e b 平台把开放性和通用性结合在一起利用W e b 作为 统一的软件开发和应用平台，提供应用平台、运行环境和人机界面，实现了软件
13、 和信息广泛的共享。A g e n t 的理论、技术，特别是多A g e n t 的理论、技术，为分 布开放系统的分析、设计和实现提供了一个崭新的途径，被誉为“软件开发的又 一重大突破【1 1 ”。 现在，A g e n t 已经成为许多领域中通用的概念，它代表着一种新的研究方法。 A g e n t 理论研究十分重视跨学科之问的横向联系与交叉综合，它所涉及的知识面 更是极为广泛，包括计算机科学、人工智能乃至哲学、经济学、社会学、系统论、 博弈论等众多的学科领域。 目前，对A g e n t 的研究大致可分为智能A g e n t 、多A g e n t 系统和面向A g e n t 的程序设
14、计( A O P ) i 拦个紧密相关的方面。智能A g e m 是研究多A g e m 系统的基 础，可以看成是M A S 研究中的微观层次，主要研究A g e n t 的理论模型和结构： 而关于A g e n t 之间的关系的研究则构成了M A S 研究的宏观层次。智能A g e n t 和 第一章绪论 M A S 的成功应用都要借助于A g e n t 的应用方法，即A O P 及其开发工具或平台。 1 2 什么是A g e n t 1 2 。1 A g e n t 的定义 尽管对A g e n t 的研究已经有3 0 多年的历史，但是究竟什么是A g e n t ，仍然 是一个一直在争
15、论和探讨的问题。回答这个问题就像在人工智能领域中回答什么 是智能一样似乎问题很简单，却难以有一个精确的定义。 1 9 9 5 年，W o o l d r i d g e 和J e r m i n g s 在总结前人对A g e n t 的研究经验后，提出 从狭义和广义，即A g e n t 的“弱定义”和“强定义”这二个方面去理解A g e n t 的特性 “。 从广义的角度来看，A g e n t 应当包括：反应性、自治性、社会性和自发性。 1 、 反应性即对环境的感知和影确。A g e n t 应该能够感知它所处的环境。 并通过行为来改变环境。 2 、 自治性，即A g e n t 运行时
16、不直接由人或者其它东西控制。它对其自身 的行为和内部状态有一定的控制权。在没有人类或其它A g e n t 的干涉 和指导的情况下。能持续运行，并能控制其内部状态和动作。 3 、 社会性，即人们对人类智能的研究发现，人类智能的本质是一种社会 性的智能。人类大多数活动都涉及社会，大部分工作都需要协作来完 成。因此A g e n t 也应当具有这种特性，使A g e n t 能够通过通信语言和 其它A g e n t 进行信息交换、抓同、合作。 4 、 自发性，A g e n t 的行为应该是主动的，即自发的，它能独立于其它A g e n t 而执行。 从狭义的角度来看，对某些研究者，特别是人工智能的研究者来说，A g e n t 除了具备以上的特性外，还应具有某些通常人类的特性，如知识、信念、意图、 承诺等心智状态。 从以上对A g e n t 特性的分析我们可以给A g e n t 一个简单的定义：A g e n t 是一 种处于特定环境下的、能感知环境的计算机系统，能够实现设计者和使用者的一 系列目
