Автореферат (1137051)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиНабиуллин Олег РивхатовичРазработка метода проектирования многоагентных имитационныхмоделей на основе формализма машин абстрактных состоянийСпециальность 05.13.18 – «Математическое моделирование,численные методы и комплексы программ»АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2010Работа выполнена в Нижегородском филиале Государственного университета Высшей Школы ЭкономикиНаучный руководитель:кандидат физико-математическихнаук, профессорКозырев Олег РамазановичОфициальные оппоненты:доктор технических наук, доцент,Хранилов Валерий Павловичкандидат физико-математическихнаук,Лейкин Максим ВалентиновичВедущая организация:Институт Прикладной ФизикиРоссийской Академии НаукЗащита состоится “ ”2010 г. вчасов на заседаниидиссертационного совета Д 212.048.09 при Государственном Университете Высшей Школе Экономики по адресу: 105679, Москва, ул.

Кирпичная, д. 33.С диссертацией можно ознакомиться в библиотекеГосударственногоУниверситета – Высшей Школы Экономики по адресу:105679, Москва, ул. Кирпичная, д. 33.Автореферат разослан “”2010 г.Ученый секретарь диссертационногосовета доктор технических наукВ.А.

Фомичев2I. Общая характеристика работыНастоящая диссертационная работа посвящена разработке новых методовсоздания и анализа распределенных программных комплексов длямногоагентного имитационного моделирования сложных технических исоциально-экономических систем. Предлагаемые в этой работе методыпозволяют выполнять автоматическую верификацию многоагентныхалгоритмов с использованием исполняемых спецификаций, основанных наматематическом формализме машин абстрактных состояний.Актуальность работыКомпьютерное моделирование используется во многих областях науки.Начиная с 90-х годов оно активно применяется для анализа сложныхтехнических и социально-экономических систем.

Одной из причин, из-закоторых подобные системы сложны в изучении, является тот факт, что для ниххарактерно большое количество нелинейных взаимодействий междуэлементами. Такие взаимодействия включают в себя передачу знаний иматериалов, которые часто влияют на поведение получателей. В системноманализе такие системы называются системами с организованной сложностью.Одним из методов компьютерного моделирования и исследования таких системявляется программная реализация многоагентных имитационных моделей.Многоагентная модель состоит из некоторого числа программных объектов –«агентов», взаимодействующих в виртуальной среде.Многоагентные модели и программные комплексы на их основе сложны впроектировании и разработке.

Тем более сложным является анализбезошибочности их работы и соответствия моделируемой системе. Обычноагенты программируются либо на объектно-ориентированном языкепрограммирования, либо с помощью специальной библиотеки – программногокаркаса или среды моделирования. В качестве примера таких сред можноназвать Swarm, RePast, Mimosa. Разработка комплексов имитационногомоделирования в таких средах требует создания значительного объемапрограммного кода с большим количеством неявных взаимосвязей междупрограммными агентами. Эмпирический анализ безошибочной работысозданногопрограммногообеспечениястановитсяпрактическиневыполнимым.3Многообещающим подходом, позволяющим справиться со сложностьюанализаалгоритмоввмногоагентныхкомплексахимитационногомоделирования, является разработка, управляемая моделями.

В этом подходеиспользуется иерархия моделей и метамоделей, которые на различном уровнеабстракции или детализации определяют поведение и структуру программнойреализации; при этом также используются алгоритмы анализа иавтоматической генерации программного кода по заданным моделям.Использование моделей для построения и анализа многоагентныхалгоритмов имитационного моделирования является одной из актуальных темнаучных исследований. Например, работы Альбайрака и Суэрдема посвященыиспользованиюметамоделейдлямногоагентногоимитационногомоделирования социальных систем. Некоторые программные комплексы в тойили иной степени автоматизируют процесс создания программногообеспечения, с использованием модели, выраженной на специальном языке, вчастности проект Mimosa использует для этой цели онтологии.

Мюллер такжепредложил подход к построению многоагентных программных комплексов,основанный на использовании онтологий. Частным случаем моделей являютсяматематические модели, использующие тот или иной математический аппарат.В работах Фомичева В.А. математические модели используются дляпредставления содержания посланий интеллектуальных агентов. В работеБабкина Э.А. с помощью специализированного языка BRIC на основе сетейПетри была построена модельно-ориентированная среда разработки длямногоагентных систем.Однако одной из серьезных проблем существующих решений,использующих модели, является отсутствие практической возможностивыполнять автоматическую или автоматизированную проверку соответствиямодели (спецификации) программной реализации многоагентного комплекса.Подобная проверка носит название верификации. В существующих решенияхтакже слабо изучены методы автоматической проверки соответствияметамодели свойствам предметной области.

Подобная проверка носит названиевалидации.4Рисунок 1. Суть верификации и валидацииДля решения проблемы верификации и валидации в данной работеиспользуются исполняемые спецификации, позволяющие осуществить такуюпроверку в автоматическом режиме.Спецификация многоагентной модели, в данной работе, представляет собойописание поведения системы, в виде графа состояний, переходы которогосоответствуют действиям.

Термин действие описывается в разделеавтореферата, посвященном содержанию второй главы диссертации.Цель диссертационной работыЦелью данного исследования является разработка метода на основеформализма машин абстрактных состояний и исполняемых спецификаций,предназначенного для проектирования и верификации программныхкомплексов многоагентного имитационного моделирования. Ключевойхарактеристикой предлагаемого метода является поддержка автоматическойверификации.Предметомисследованияявляютсяисполняемыеповеденческиеспецификации и способы их применения для верификации многоагентныхпрограммных комплексов имитационного моделирования.Предлагаемый метод разработки ориентирован на профессионалов,создающих многоагентные имитационные комплексы, моделирующие системыс организованной сложностью, в частности - современные технические исоциально-экономические системы.

Для таких многоагентных комплексовхарактерны сложное внутреннее состояние агентов и асинхронное5взаимодействие большого числа агентов: от десятков до десятков тысячагентов.Задачи работыДостижениепоставленнойвзаимосвязанных задач:целитребуетрешенияследующих1. Разработка метода итеративного создания и верификации многоагентныхимитационных комплексов на основе применения исполняемыхспецификаций с использованием формализма машин действий.2. Разработка и анализ программной архитектуры, позволяющейреализовыватьэффективныемногоагентныекомплексыиподдерживающей разработанный метод.3.

Созданиепрототипараспределенноговысокопроизводительногопрограммного комплекса многоагентного моделирования, реализующегопредложенную архитектуру.4. Апробация предложенного метода и программных решений в ходемоделирования социально-экономического сценария.При изучении и анализе программной архитектуры использовались методысистемного анализа. Для построения алгоритмов создания и верификациимногоагентных имитационных комплеков применялись математическийформализм абстрактных машин состояний ASM, предложенный ЭгономБоргером в 1995 г, а также формализм машин действий (Гриескамп и др. 2005г), разработанный на его основе.Формальное описание программной архитектуры и динамики создаваемогопрограммного прототипа проводилось с использованием языка UML.Реализациявысокопроизводительногопрограммногокомплексамногоагентного моделирования была выполнена на языках C++, Python,AsmL.net, C#, Cord.Научная новизнаРезультаты диссертации являются новыми и состоят в следующем:1.

Предложены новый метод формальной спецификации и алгоритмыавтоматической верификации многоагентных имитационных комплексов,6отличающиеся от аналогов применением исполняемых спецификаций наоснове математического формализма машин действий.2. Предложены алгоритмы автоматизированной генерации программногокода многоагентных имитационных комплексов, отличающиеся отаналогов использованием формальной модели в виде машины действий.3. В поддержку предложенного метода разработана оригинальная сервисориентированная архитектура высокопроизводительного распределенногопрограммного комплекса имитационного многоагентного моделирования,отличающаяся от существующих представлением отдельных компонентовпрограммного комплекса (процессов) в виде композиции сервисов.4.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации