Multiagentensysteme: Modelle, Programmierung, Plattformen

PD Stefan Bosse
Universität Bremen, FB Mathematik & Informatik
SS 2020
Version 2020-07-15

Kommunikation und Interaktion

Agent-Agent und Agent-Welt Kommunikation

Shared Memory

  • Agenten sind parallele und verteilte Systeme!

  • Eine der einfachsten Kommunikationsmodelle und Architekturen für parallele Systeme ist der geteilte Speicher.

  • Das Shared-Memory-Modell ist ein häufig verwendetes Interprozesskommunikationsparadigma für parallele, weniger für verteilte Systeme. Es ist eng verwandt mit dem Parallelregister und Random-Access-Maschine (PRAM),

  • Das PRAM-Modell nimmt n identische Verarbeitungseinheiten (PU) an, die mit einer Shared-Memory-Ressource über Direktzugriff (SRAM) verbunden sind.

    • Speicherzellen haben gleiche Breite, die durch eine numerische Adresse referenziert werden.
    • Das SRAM-Modell unterstützt konkurrierende Lese- und Schreiboperationen.
    • Lesen ist i.A. konfliktfrei, Schreiben kann zu Konflikte führen.

Shared Memory

  • Agenten können über den geteilten Speicher Daten austauschen!
  • Aber: Es gibt Datenaustausch ohne explizite Synchronisation zwischen den Agenten.
  • Und: Das SRAM Modell ‘verletzt’ das Autonomieparadigma von Agenten!

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Abb. 1. Das PRAM Modell und die Verknüpfung mit Agenten die auf den PUs ausgeführt werden.

Tupelräume

  • Tupel-Räume stellen ein assoziiertes Shared-Memory-Modell dar, wobei die gemeinsam genutzten Daten als Objekte mit einer Reihe von Operationen betrachtet werden, die den Zugriff der Datenobjekte unterstützen

  • Tupel sind in Räumen organisiert, die als abstrakte Berechnungsumgebungen betrachtet werden können.

  • Ein Tupelraum verbindet verschiedene Programme, die verteilt werden können, wenn der Tupel-Space oder zumindest sein operativer Zugriff verteilt ist.

    • Oder: Mobile Agenten als Tupel Verteiler!
  • Das Tupelraum Organisations- und Zugangsmodell bietet generative Kommunikation, d.h. Datenobjekte können in einem Raum durch Prozesse mit einer Lebensdauer über das Ende des Erzeugungsprozesses hinaus gespeichert werden.

  • Ein bekanntes Tupelraum-Organisations- und Koordinationsparadigma ist Linda [GEL85].

Tupelräume

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Abb. 2. Ein Schnappschuss eines Tupelraumes mit Tupeln und Tupeloperationen

Tupelräume

  • Kommunikation von Agenten über Tupelräume ist eine Koordinationssprache.