人工智能與agent技術(shù)的論文(2)
人工智能與agent技術(shù)的論文篇二
淺談智能移動(dòng)Agent技術(shù)
摘要:計(jì)算機(jī)智能化和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程促成了Agent技術(shù)的迅速崛起和廣泛應(yīng)用，移動(dòng)Agent技術(shù)是為解決復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、分布式智能應(yīng)用而提出的一種全新的計(jì)算手段，是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的又一次深刻變革。移動(dòng)Agent(mobile Agent)則是具有移動(dòng)性的Agent。
關(guān)鍵詞：軟件Agent、移動(dòng)Agent
引言
隨著人工智能和計(jì)算機(jī)信息時(shí)代的飛速發(fā)展，特別是近幾年來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其相關(guān)技術(shù)的普遍應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為目前人們發(fā)布和獲取信息的基本平臺(tái)。在這樣的背景下，計(jì)算已經(jīng)不再像以前那樣僅僅局限于網(wǎng)絡(luò)中的幾臺(tái)服務(wù)器上，而是要求所有計(jì)算機(jī)都融入到分布式計(jì)算這一大環(huán)境中來(lái)，這就引發(fā)了分布式計(jì)算新一輪的研究熱潮，這期間最引人注目的就是智能軟件Agent。簡(jiǎn)單地說(shuō)，移動(dòng)Agent是一個(gè)能在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中自主地從一臺(tái)主機(jī)遷移到另一臺(tái)主機(jī)，并與其他Agent或資源交互的程序。移動(dòng)Agent是一種新的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算技術(shù)，它能有效地降低分布式計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高通信效率、動(dòng)態(tài)適應(yīng)變化了的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并具有很好的安全性和容錯(cuò)能力。為有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)提供了一種新思路和新方法。移動(dòng)Agent實(shí)質(zhì)上是一個(gè)封裝代碼、運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)的計(jì)算實(shí)體，是可以在執(zhí)行過(guò)程中，有目的地、自治的在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)，利用與分布資源的局部交互而完成分布任務(wù)的軟件實(shí)體。傳統(tǒng)客戶機(jī)與服務(wù)器問(wèn)的交互需要連續(xù)的通信支持;而移動(dòng)Agent可以遷移到服務(wù)器上，與之進(jìn)行高速的本地通信，這種通信不再占用網(wǎng)絡(luò)資源。
移動(dòng)Agent
軟件Agent技術(shù)的誕生和發(fā)展是人工智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從20世紀(jì)60年代起，傳統(tǒng)的人工智能技術(shù)開(kāi)始致力于對(duì)知識(shí)表達(dá)、智能推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域的研究，這些研究成果在計(jì)算機(jī)軟件中的應(yīng)用使得軟件有了一定程度上的主動(dòng)性，并在自主判斷和行為選擇上有了一定的智能性。目前，人工智能圍繞知識(shí)這一中心所進(jìn)行的研究和應(yīng)用正在促成知識(shí)工程這一新興學(xué)科的生成，它涉及到知識(shí)的獲取、存儲(chǔ)和管理等一系列課題。隨著Internet應(yīng)用的逐步深入，特別是信息搜索、分布式計(jì)算以及電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越希望在整個(gè)Internet范圍內(nèi)獲得最佳的服務(wù)，渴望將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)虛擬成為一個(gè)整體，使軟件Agent能夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中自由移動(dòng)，移動(dòng)Agent的概念隨即孕育而生。
移動(dòng)Agent，即一個(gè)能在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中自主地從一臺(tái)主機(jī)遷移到另一臺(tái)主機(jī)，并可與其它Agent或資源交互的軟件實(shí)體。移動(dòng)Agent是一類特殊的軟件Agent，它除了具有軟件Agent的基本特性--自治性、響應(yīng)性、主動(dòng)性和推理性外，還具有移動(dòng)性，即它可以在網(wǎng)絡(luò)上從一臺(tái)主機(jī)自主地移動(dòng)到另一臺(tái)主機(jī)，代表用戶完成指定的任務(wù)。這種新的計(jì)算模式能有效地降低分布式計(jì)算中的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高通信效率、動(dòng)態(tài)適應(yīng)變化了的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并具有很好的安全性和容錯(cuò)能力。
移動(dòng)Agent可以看成是軟件Agent技術(shù)與分布式計(jì)算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式有著本質(zhì)上的區(qū)別。移動(dòng)Agent不同于遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC)，這是因?yàn)橐苿?dòng)Agent能夠不斷地從網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，而且這種移動(dòng)是可以根據(jù)自身需要進(jìn)行選擇的。移動(dòng)Agent也不同于一般的進(jìn)程遷移，因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)進(jìn)程遷移系統(tǒng)不允許進(jìn)程自己選擇什么時(shí)候遷移以及遷移到哪里，而移動(dòng)Agent卻可以在任意時(shí)刻進(jìn)行移動(dòng)，并且可以移動(dòng)到它想去的任何地方。移動(dòng)Agent更不同于Java語(yǔ)言中的Applet，因?yàn)锳pplet只能從服務(wù)器向客戶機(jī)做單方向的移動(dòng)，而移動(dòng)Agent卻可以在客戶機(jī)和服務(wù)器之間進(jìn)行雙向移動(dòng)。
雖然目前不同移動(dòng)Agent系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)各不相同，但幾乎所有的移動(dòng)Agent系統(tǒng)都包含移動(dòng)Agent(簡(jiǎn)稱MA)和移動(dòng)Agent服務(wù)設(shè)施(簡(jiǎn)稱MAE)兩個(gè)部分，如圖所示。
圖 移動(dòng)Agent系統(tǒng)
MAE負(fù)責(zé)為MA建立安全、正確的運(yùn)行環(huán)境，為MA提供最基本的服務(wù)(包括創(chuàng)建、傳輸、執(zhí)行)，實(shí)施針對(duì)具體MA的約束機(jī)制、容錯(cuò)策略、安全控制和通信機(jī)制等。MA的移動(dòng)性和問(wèn)題求解能力很大程度上取取于MAE所提供的服務(wù)，一般來(lái)講，MAE至少應(yīng)包括事務(wù)服務(wù) 實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Agent的創(chuàng)建、移動(dòng)、持久化和執(zhí)行環(huán)境分配; 事件服務(wù) 包含Agent傳輸協(xié)議和Agent通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)Agent間的事件傳遞; 目錄服務(wù) 提供移動(dòng)Agent的定位信息，形成路由選擇; 安全服務(wù) 提供安全的執(zhí)行環(huán)境; 應(yīng)用服務(wù) 提供面向特定任務(wù)的服務(wù)接口。通常情況下，一個(gè)MAE只位于網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)主機(jī)上，但如果主機(jī)間是以高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)的話，一個(gè)MAE也可以跨越多臺(tái)主機(jī)而不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。MAE利用Agent傳輸協(xié)議(Agent Transfer Protocol，ATP)實(shí)現(xiàn)MA在主機(jī)間的移動(dòng)，并為其分配執(zhí)行環(huán)境和服務(wù)接口。MA在MAE中執(zhí)行，通過(guò)Agent通信語(yǔ)言(Agent Communication Language，ACL)相互通信并訪問(wèn)MAE提供的各種服務(wù)。移動(dòng)Agent是一個(gè)全新的概念，雖然目前還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，但它至少具有如下一些基本特征：身份唯一性 移動(dòng)Agent必須具有特定的身份，能夠代表用戶的意愿。 移動(dòng)自主性 移動(dòng)Agent必須可以自主地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這是移動(dòng)Agent最基本的特征，也是它區(qū)別與其他Agent的標(biāo)志。 運(yùn)行連續(xù)性 移動(dòng)Agent必須能夠在不同的地址空間中連續(xù)運(yùn)行，即保持運(yùn)行的連續(xù)性。具體說(shuō)來(lái)就是當(dāng)移動(dòng)Agent轉(zhuǎn)移到另一節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行時(shí)，其狀態(tài)必須是在上一節(jié)點(diǎn)掛起時(shí)那一刻的狀態(tài)。
基于移動(dòng)Agent的分布計(jì)算模型
移動(dòng)Agent天生就具有分布式的特點(diǎn)，一個(gè)基于移動(dòng)Agent的應(yīng)用由一組移動(dòng)Agent構(gòu)成，每一個(gè)Agent根據(jù)自身的目標(biāo)和環(huán)境的狀況移動(dòng)到擁有計(jì)算所需資源的節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行計(jì)算。
移動(dòng)Agent的出現(xiàn)使得計(jì)算機(jī)之間的通信不再是一臺(tái)主機(jī)調(diào)用位于另一臺(tái)主機(jī)上的服務(wù)，而是向其它計(jì)算機(jī)提供可執(zhí)行的計(jì)算過(guò)程，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送的消息也不再僅僅局限于數(shù)據(jù)，而是包含計(jì)算過(guò)程及其所處狀態(tài)的計(jì)算實(shí)體。在移動(dòng)Agent計(jì)算模型中，計(jì)算過(guò)程及其相應(yīng)狀態(tài)在接收方計(jì)算機(jī)中完全代表了發(fā)送方的所有請(qǐng)求，因此在這種情況下網(wǎng)絡(luò)的可靠性變得不再那么重要，這是因?yàn)椋?、移動(dòng)Agent無(wú)需消耗過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)帶寬，它僅僅在移動(dòng)時(shí)使用帶寬; 2、移動(dòng)Agent在移動(dòng)后將繼續(xù)執(zhí)行，即使此時(shí)已經(jīng)失去了與創(chuàng)建者之間的網(wǎng)絡(luò)連接。
采用移動(dòng)Agent技術(shù)能夠較大地減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，目前的分布式系統(tǒng)通常過(guò)多地依賴于網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，這些協(xié)議在完成任務(wù)的過(guò)程中需要進(jìn)行多次交互，從而很容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，移動(dòng)Agent可以封裝一個(gè)完整的會(huì)話過(guò)程，然后自主移動(dòng)到目的主機(jī)上去進(jìn)行本地交互，此外，當(dāng)遠(yuǎn)程主機(jī)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，采用移動(dòng)Agent還可以避免大量數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸，其基本思路是將計(jì)算移到數(shù)據(jù)上去進(jìn)行，而不是把數(shù)據(jù)移到計(jì)算中來(lái)。因此，如果一個(gè)客戶機(jī)需要與網(wǎng)絡(luò)上特定服務(wù)器進(jìn)行大量的通信，最好的辦法就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)使用移動(dòng)Agent的系統(tǒng)，該Agent能夠自動(dòng)移動(dòng)到遠(yuǎn)程服務(wù)器上，執(zhí)行計(jì)算任務(wù)并返回，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞。整個(gè)計(jì)算過(guò)程中客戶機(jī)沒(méi)有必要在網(wǎng)絡(luò)中存在，僅僅只有在移動(dòng)Agent返回時(shí)，客戶機(jī)才需要連接到網(wǎng)絡(luò)上。
移動(dòng)Agent技術(shù)給分布式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)都帶來(lái)了新的活力，它有著許多傳統(tǒng)分布式計(jì)算模型無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)：1、移動(dòng)Agent能較大地減輕網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)流量2、移動(dòng)Agent能以異步的方式自主運(yùn)行3、移動(dòng)Agent具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力4、移動(dòng)Agent有利于并行處理5、移動(dòng)Agent具有天然的異構(gòu)性6、移動(dòng)Agent具有很強(qiáng)的健壯性和容錯(cuò)能力
總之，在網(wǎng)絡(luò)逐步走向一體化的時(shí)代，移動(dòng)Agent技術(shù)較之于傳統(tǒng)的分布式技術(shù)有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)。
小結(jié)
近年來(lái)，移動(dòng)Agent技術(shù)無(wú)論在理論研究還是在實(shí)際應(yīng)用中都取得了很大的進(jìn)步，人們開(kāi)始對(duì)Agent有了一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，并隨之產(chǎn)生了一些成熟的移動(dòng)Agent開(kāi)發(fā)平臺(tái)，Voyager就是其中的一個(gè)典型代表，它的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了移動(dòng)Agent的應(yīng)用范圍。21世紀(jì)是人類社會(huì)全面實(shí)現(xiàn)信息化的時(shí)代，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，移動(dòng)Agent必將揭開(kāi)信息革命的新篇章。
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