Agent#: un linguaggio di programmazione per lo sviluppo di agenti su piattaforma.net

Transcript

1 Agent#: un linguaggio di agenti su piattaforma.net A. Boccalatte, C. Vecchiola, M. Coccoli (speaker: Alberto Grosso) l.i.d.o. - DIST- Università di Genova

2 Sommario Tecnologia ad Agenti Un linguaggio orientato agli Agenti Agent# Conclusioni & Sviluppi futuri 2

3 Tecnologia ad Agenti [1] Agenti e sistemi multi-agente sono un diffuso argomento di ricerca MAS costituiscono un efficace soluzione per la gestione di sistemi complessi ed altamente distribuiti Il paradigma di programmazione ad Agenti promuove importanti caratteristiche del software come autonomia, proattività, ecc. 3

4 Tecnologia ad Agenti [2] Due principali discipline si sono interessate alla tecnologia ad Agenti Intelligenza Artificiale (DAI) Ingegneria del Software (AOSE) Diverse soluzioni sono state proposte per facilitare lo sviluppo di applicazioni ad Agenti 4

5 Tecnologia ad Agenti [3] Approcci che si basanosulla programmazione logica Permettono un efficace modellazione dei comportamenti e delle interazioni tra agenti Framework ed ambienti per lo sviluppo di applicazione multi-agente Permettono la definizione di un sistema multi-agente basato su un modello di agente proposto Forniscono un infrastruttura per l implementazione e la gestione del sistema (primitive di comunicazione, schedulazione degli agenti,.. ) 5

6 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [1] Entrambe le soluzioni non sono del tutto complete: In molti casi i framework non offrono tutta l espressività di cui si vorrebbe disporre La programmazione logica offre un livello di integrazione inferiore rispetto ad un framework di programmazione Un linguaggio di programmazione specifico sarebbe in grado di fornire un ambiente più semplice per la programmazione degli Agenti 6

7 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [2] Perché un linguaggio di programmazione? I mattoni base sono gli Agenti non gli Oggetti Costrutti di alto livello che facilitano il design delle applicazioni ad Agenti Controlli in fase di compilazione 7

8 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [3] Fuzionalità chiave: Corrispondenza diretta tra l astrazione dei paradigmi fondamentali ed i costrutti nativi del linguaggio Casting diretto delle entità coinvolte dal sistema ad Agenti nel codice Totale supporto della grammatica per statement ed espressioni Controllo automatico della concorrenza 8

9 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [4] Le applicazioni ad Agenti modellano sistemi complessi: Supporto completo del modello orientato agli Oggetti, che costituisce il paradigma più noto per la modularizzazione del codicee la gestionedi ambienti complessi Costrutti per migliorare la programmazione delle interazioni tra gli Agenti 9

10 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [5] Agenti in Agent#: Knowledge Strutture dati condivise Accesso concorrente, transazionale Persistenza Behaviour Attività propria dell agente Esecuzione concorrente Accesso alle Knowledge Accesso ai componenti di servizio 10

11 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [6] Il modello precedentemente descritto viene così realizzato: Il costrutto agent a-name { } modella un agente ed è il punto di partenza per lo sviluppatore Il costrutto knowledge k-name { } permette di definire una knowledge Il costrutto behavior b-name { } rappresenta il tipo che contiene il codice effettivamente schedulato dall agente 11

12 Un Linguaggio Orientato agli Agenti [7] Costrutti di sincronizzazione e controllo automatico degli accessi alle Knowledge degli Agenti Supporto nativo alla comunicazione strutturata tra Agenti 12

13 Agent # [1] Basato sulla piattaforma.net e sul CLR (Common Language Runtime) Realizzato sulla base del linguaggio C#: Nuovi costrutti e parole chiave Utilizzo di un sottoinsieme della grammatica del C# 13

14 Agent # [2] Agent# e C# Il linguaggio C# è un ottimo esempio di integrazione con il CLR e la piattaforma.net Grammatica delle espressioni e degli statement sostanzialmente identica. Agent# è un consumer del modello orientato agli oggetti esposto dalla CLI ed adottato dal C#, permette l utilizzo e la creazione di oggetti ma non la definizione di classi. Prevede invece la definizione dei nuovi tipi introdotti. 14

15 Agent # [3] Implementazione Agent# è stato specificamente realizzato per interagire con Agent Service Il codice prodotto dal compilatore Agent# è una libreria di componenti od agenti utilizzabili dal framework 15

16 Agent # [4] Agent # ed il CLR Compilatore Agent# Assembly Agente Piattaforma AgentService Programma Agent# sorgente AgentService class libraries (C#) CLR 16

17 Agent # [5] Dal momento che il target del compilatore è il CLR si può osservare che: Il programma da realizzare deve essere complementare al modello ad oggetti del CLI (Common Language Infrastructure) Occorre che sia progettato ed implementato solo il front-end di un normale compilatore 17

18 Agent # [6] Implementazione Il parser realizza un albero sintattico che contiene nodi descriventi i nuovi tipi introdotti L analizzatore semantico effettua tutte le trasformazioni richieste e controlla la correttezza del programma sorgente Il generatore di codice intermedio mappa i nuovi tipi introdotti sulle strutture del CLR 18

19 Agent # [7] 19

20 Agent # [8] Realizzazione del compilatore: Lex & yacc CSTools, tool per la creazione di compilatori yacc-like, interamente realizzato in C# Microsoft.NET System.CodeDom, System.CodeDom.Compiler 20

21 Agent # [9] Realizzazione del compilatore: Una prima realizzazione è stata effettuata utilizzando Jay creando un parser LALR(1), ed utilizzando System.CodeDom per AST Sviluppo in breve tempo di un prototipo funzionale CodeDOM non si è dimostrato completo per modellare tutti elementi sintattici presenti nel linguaggio 21

22 Agent # [10] Realizzazione del compilatore: Attualmente si sta lavorando ad una nuova implementazione del compilatore Sostituzione di CodeDom con un albero di sintassi astratta più espressivo La nuova architettura del compilatore è stata pensata per una naturale integrazione all interno dell ambiente di sviluppo Microsoft Visual Studio.Net 22

23 Conclusioni Agent# offre un interfaccia di programmazione più semplice per la realizzazione di agenti con AgentService Agent# espone naturalmente al programmatore il modello orientato agli agenti 23

24 Sviluppi Futuri Integrazione di un motore inferenziale Possibilità di utilizzare tale motore codificando il corpo di un Behavior con regole Completa integrazione con Microsoft Visual Studio.Net (VSIP) 24