Проектирование программного

4.6. Агентное программирование 
Понятие интеллектуального и программного агентов появи-
лось более 20 лет назад, их роль в программной инженерии все вре-
мя возрастает. Так, Джекобсон отметил перспективу использования 
агентов в качестве менеджеров проектов, разработчиков архитекту-
ры с помощью диаграмм use case и др. 
Основной теоретический базис данного программирования – 
темпоральная, модальная и мультимодельная логики, дедуктивные 
методы доказательства правильности свойств агентов и др. 
С точки зрения программной инженерии агент – это самодо-
статочная программа, способная управлять своими действиями в 
информационной среде функционирования для получения результа-
тов выполнения поставленной задачи и изменения текущего состоя-
ния среды. Агент обладает следующими свойствами: 
– автономность – это способность действовать без внешнего 
управляющего воздействия; 
– реактивность – это способность реагировать на изменения 
данных и среды и воспринимать их; 
– активность – это способность ставить цели и выполнять за-
данные действия для достижения этой цели; 
– способность к взаимодействию с другими агентами (или 
людьми). 

---

115
Основными задачами программного агента являются: 
– самостоятельная работа и контроль своих действий; 
– взаимодействие с другими агентами; 
– изменение поведения в зависимости от состояния внешней 
среды; 
– выдача достоверной информации о выполнении заданной 
функции и т.п. 
С интеллектуальным агентом связаны знания типа убеждение, 
намерение, обязательства и т.п. Эти понятия входят в концептуаль-
ную модель и связываются между собой операционными планами 
реализации целей каждого агента. Для достижения целей интеллек-
туальные агенты взаимодействуют друг с другом, устанавливают 
связь между собой через сообщения или запросы и выполняют за-
данные действия или операции в соответствии с имеющимися зна-
ниями. 
Агенты могут быть локальными и распределенными (рис. 4.8). 
Процессы локальных агентов протекают в клиентских серверах се-
ти, выполняют заданные функции и влияют на общее состояние 
среды функционирования. Распределенные агенты располагаются
в разных узлах сети, выполняют автономно (параллельно, синхрон-
но, асинхронно) предназначенные им функции и могут влиять на 
общее состояние распределенной среды. 
Рис. 4.8. Пример взаимодействия агентов в разных средах 
Характер взаимодействия между агентами зависит от совме-
стимости целей, компетентности и т.п.
Основу агентно-ориентированного программирования состав-
ляют: 
– формальный язык описания ментального состояния агентов; 
– язык спецификации информационных, временных, мотива-
ционных и функциональных действий агента в среде функциониро-
вания; 

---

116
– язык интерпретации спецификаций агента; 
– инструменты конвертирования любых программ в соответ-
ствующие агентные программы. 
Агенты взаимодействуют между собой с помощью разных ме-
ханизмов, а именно координации, коммуникации, кооперации или 
коалиции. 
Под 
координацией агентов 
понимается процесс обеспечения 
последовательного функционирования при согласованности их по-
ведения и без взаимных конфликтов. Координация агентов опреде-
ляется: 
– взаимозависимостью целей других агентов-членов коалиции, 
а также от возможного влияния агентов друг на друга; 
– ограничениями, которые принимаются для группы агентов 
коалиции в рамках общего их функционирования; 
– компетенцией – знаниями условий среды функционирования 
и степени их использования. 
Главное средство коммуникации агентов – транспортный про-
токол ТСР/IP или протокол агентов ACL (Agent Communication 
Languages). Управление агентами (Agent Management) выполняется 
с помощью сервисов: передача сообщений между агентами, доступ 
агента к серверу и т.п. 
Коммуникация 
агентов базируется на общем 
протоколе, языке HTML и декларативном или процедурном (Java, 
Telescript, ACL и т.п.) языке описания этого протокола. 
Примером активной и скоординированной деятельности аген-
тов по поиску необходимой информации является среда Интернет. 
В нем агенты обеспечивают доступ к информационным ресурсам, а 
также выполняют ее анализ, интеграцию, фильтрацию и передачу 
результата запроса пользователю. 
Каждый агент выполняет определенную функцию, передает 
друг другу задание на последующее действие по доступу к инфор-
мационному ресурсу, извлечению необходимой информации и пе-
редачи ее для обработки следующим агентам. При этом могут воз-
никать нерегулярные состояния (тупики, отсутствие ресурса и др.). 
Одной из систем построения агентов, основанной на обмене 
сообщениями в АСL, является JATLite, которая с помощью Java-
классов создает новых агентов, вычисляющих определенные функ-
ции в распределенной среде. Система Agent Builder предназначена 
для конструирования программных агентов, которые описываются в 
языке Java и могут взаимодействовать на языке 
KQML 
(Knowledge 
Guery and Manipulation Language). 
Построенные агенты выполняют функции менеджера проекта 
и онтологий, визуализации, отладки и др. Реализацию механизмов 

---

117
взаимодействий агентов обеспечивают система JAFMAS, ряд дру-
гих мультиагентных систем. 
Современные направления в области проверки правильности 
программ – формальные спецификации и методы доказательства их 
правильности. Для доказательства того, что 
спецификация програм-
мы 
задает правильное решение некоторой задачи, для которой она 
разработана, привлекается математический аппарат. 
В формальных методах нет рутинного написания спецификации 
на ЯП, а есть анализ текста и описание поведения программы в стиле, 
близком математической нотации, путем рассуждений и доказа-
тельств, принятых в математике. Формальные методы в программиро-
вании появились одновременно с самим программированием, на ко-
торое повлияли работы по теории алгоритмов А. А. Маркова,
А. А. Ляпунова, схемы Ю. И. Янова, формальные нотации языка опи-
сания взаимодействующих процессов К. А. Хоара и др. 
В 70-х гг. прошлого столетия появились формальные специфи-
кации, которые близки ЯП и предоставляют средства, облегчающие 
проводить рассуждение о свойствах формальных тестов и сближа-
ющие их с математической нотацией. Несмотря на это, исследования 
формальных методов носили в основном академический, теоретиче-
ский характер, поскольку извлечь из них практическую пользу в 
программировании не удавалось в силу огромных затрат на фор-
мальную спецификацию программ и разработку дополнительных ак-
сиом, утверждений и условий, называемых предварительными усло-
виями (предусловиями) и постусловиями, определяющими заключи-
тельные правила получения правильного результата. 
Под спецификацией понимается формальное описание функ-
ций и данных программы, с которыми эти функции оперируют. Раз-
личают видимые данные, т.е. входные и выходные параметры, а 
также скрытые данные, которые не привязаны к реализации и опре-
деляют интерфейс с другими функциями. 
Предусловия – это ограничения на совокупность входных па-
раметров; постусловия – ограничения на выходные параметры. 
Предусловие и постусловие задаются предикатами, т.е. функциями, 
результатом которых будет булева величина (true/false). Предусло-
вие истинно тогда, когда входные параметры входят в область до-
пустимых значений данной функции. Постусловие истинно тогда, 
когда совокупность значений удовлетворяет требованиям, задаю-
щим формальное определение критерия правильности получения 
результата.