Параллельное и распределенное программирование на С++, Хьюз Камерон

Параллельное и распределенное программирование на С++

на обложку

Хьюз Камерон

Шрифт:

Рис. 12.2. UML-диаграмма классов trip_announcement и performance_statement

Класс агента

Классы, представленные на рис. 12.2, образуют фундаментдля когнитивных структур данных агента, которые делают агента рациональным. Именно рационализм класса агента отличает его от других типов объектно-ориентированных классов. Рассмотрим объявление класса агента, приведенное в листинге 12.4.

// Листинг 12.4. Объявление класса agent

class agent{

//.. .

private:

performance_statement Manager1;

performance_statement Manager2;

performance_statement Manager3;

trip_announcement Trip1;

trip_announcement Trip2;

trip_announcement Trip3;

list<trip_announcement> TripBeliefs;

list<performance_statement> PerformanceBeliefs;

public:

agent(void);

bool determineVacationAppropriate(void);

bool scheduleVacation(void);

void updateBeliefs(void);

void setGoals(void);

void displayTravelPlan(void);

//.. .

} .

Как

и классы предположений, класс агента представляет собой упрощенную версию. Полный листинг объявления класса, который можно было бы использовать на практике, занял бы три или четыре страницы. Но для описательных целей, которые мы преслелуем в этой книге, приведенного вполне достаточно. Итак, класс agent содержит два контейнера-списка.

li s t<trip_announcement> TripBeliefs;

list<performance_statement> PerformanceBeliefs;

Контейнеры типа list — это стандартные С++-списки. Каждый список используется для хранения коллекции текущих убеждений агента. «Мировоззрение» нашего простого агента ограничено знаниями об автобусных маршрутах и характеристиках успешности его владельца. Содержимое этих двух контейнеров представляет полные знания агента и набор его убеждений. Если в этих списках есть утверждения, в которые агент больше не верит, их следует удалить. Если в процессе рассуждений агент обнаруживает новые утверждения, они добавляются в список уже существующих убеждений. Агент имеет постоянный доступ к информации об автобусных маршрутах и эффективности ведения бизнеса его владельца и при необходимости может обновлять свои убеждения. Помимо убеждений, агент имеет цели, которые иногда представляются как желания в модели убеждений, желаний и намерений (Beliefs, Desires, Intentions — BDI). Цели поддерживают основные директивы, выдаваемые агенту клиентом. В нашем случае цели сохраняются в высказываниях, приведенных ниже.

performance_statement Manager1;

performance_statement Manager2;

performance_statement Manager3;

trip_announcement Trip1;

trip_announcement Trip2;

trip_announcement Trip3;

С л едует иметь в виду, что мы значительно упрощаем представление целей и директив в классе агента. Но все же этого достаточно, чтобы понять, как построены эти структуры. Три Manager– утверждения содержат цели, связанные с эффективностью бизнеса, которые должны быть удовлетворены, прежде чем владелец фирмы сможет хотя бы подумать об отпуске. Три Trip– утверждения содержат автобусные маршруты, по которым владелец фирмы хотел бы прокатиться при условии успешности его бизнеса. Убеждения вместе с директивами образуют базовые когнитивные типы данных, которыми располагает агент. Используемые агентом стратегии логического вывода вместе с этими когнитивными типами данных образуют когнитивную структуру данных агента (Cognitive Data Structure — CDS). На базе CDS <TpyKrypbi формируются рациональный компонент и характерные особенности класса агента. Помимо контейнеров, в которых хранятся убеждения и структуры, которые в свою очередь хранят директивы и цели, большинство классов агентов имеют контейнеры, предназначенные для хранения намерений, обязательств или планов агента. Агент получает директивы от своего клиента, а затем использует свою способность делать выводы и совершать действия, направленные на выполнение этих директив. Результат рассуждений и выполнения агентом действий часто сохраняется в контейнере с его намерениями, обязательствами или планами. Что касается нашего простого агента, то для хранения намерений или планов отдельного контейнера не ему требуется. Однако он должен зафиксировать путь следования (с пересадками и остановками) предполагаемой отпускной поездки на автобусе. Эта информация хранится в контейнере Candidates.

Намерения или планы должны быть обработаны аналогичным образом. Если агент может выполнить директивы, он распланирует поездку и по электронной почте подробно сообщит об этом своему владельцу. Агент приступает к своим обязанностям в момент создания объекта. Фрагмент конструктора агента представлен в листинге 12.5

// Листинг 12.5. Конструктор класса agent

agent: :agent(void) {

setGoals;

updateBeliefs ;

if(determineVacationAppropriate){

displayTravelPlan; scheduleVacation;

cout

« «Сообщение о возможности отпуска.» « endl;

} else {

cout « «В данное время отпуск нецелесообразен.» « endl;

}

Цикл активизации агента

Многие определения агентов включают требования непрерывности и автономности. Идея состоит в том, что агент должен непрерывно выполнять поставленные перед ним задачи без вмешательства оператора. Агент обладает способностью взаимодействовать со своей средой и (до некоторой степени) контролировать ее благодаря наличию цепи обратной связи. Непрерывность и автономность часто реализуются в виде событийного цикла, при выполнении которого агент постоянно получает сообщения и информацию о событиях. Эти сообщения и события агент использует для обновления своей внутренней модели мира, намерений и предпринимаемых действий. Однако непрерывность и автономность — понятия относительные. Одни агенты должны активизироваться каждую микросекунду, в то время как другие — лишь один раз в год. А в случае программного обеспечения полетов в дальний космос агент может иметь цикл даже больше одного года. Поэтому мы не будем акцентировать внимание на физических событийных циклах и постоянно активных очередях сообщений. Такая организация может подходить для одних агентов, но оказаться непригодной для других. Мы пришли к выводу, что лучше всего здесь применить понятие логического цикла. Логический цикл может (или не может) быть реализован как событийный. Логический цикл может длиться от одной наносекунды до некоторого количества лет. Общий вид простого логического цикла активизации агента показан на рис. 12.3.

Область рассуждения (см. рис. 12.3) представляет все, с чем наш агент может легитимно взаимодействовать. Эта область может состоять из файлов, информации от портов или устройств сбора данных. Получаемая информация должна быть представлена в виде предположений или утверждений (высказываний). Обратите внимание на существование цепи обратной связи от выходных данных агента к входным. Наш агент (см. листинг 12.4) активизируется только несколько раз в год. Следовательно, нет смысла помещать его в постоянно выполняющийся событийный цикл. Наш агент должен периодически активизироваться в течение года для выполнения своих задач. В листинге 12.5 представлен конструктор агента. При активизации агент устанавливает цели, обновляет убеждения, а затем определяет уместность отпуска. Если отпуск возможен, агент предпринимает некоторые действия и по электронной почте уведомляет об этом владельца фирмы. Если же отпуск в данное время нецелесообразен, владелец получает от агента сообщение другого содержания.

Рис. 12.3. Общий вид простого логического цикла активизации агента

12.4.2.2. Стратегии логического вывода агента

Этот агент обладает способностями рассуждать, реализованными частично классом proposition и частично м етодо м determineVacationAppropriate . Вспомните, что в классе proposition объявлен метод operator =0 в виде чисто виртуальной функции. Поэто м у в производно м к л ассе необходи м о реализовать м етод operator . Мы используем этот оператор, чтобы объект предположения мог самостоятельно определить свою «суть», т. е. понять, истинно данное предположение или ложно. Это означает самодостаточность классов предположений. Именно в самодостаточности и состоит фундаментальный принцип объектно-ориентированного программирования: класс представляет собой самостоятельную конструкцию, инкапсулирующую его характеристики и поведение. Итак, одной из основных линий поведения класса предположений и его потомков является способность определять, истинно данное предположение или нет. Для реализации этого средства используется перегрузка операторов и объекты-функции. Рассмотри м фрагменты определения класса proposition и определений его потомков.