Kein Folientitel - Institut für Numerische Methoden und Informatik im

Präsentation
Agenten, Objekte, Komponenten ein Paradigma-Vergleich
Vortrag im Rahmen des Forum Bauinformatik 2001
München, 12. Oktober 2001
Dipl.-Inform. Sascha Alda
Institut für Informatik III
Institut für Informatik III, Universität Bonn, c/o 2001, 14.02.2017
Paradigmen in der Software Technik
Der Begriff „Paradigma“
• In der Software Technik bezeichnet man ein Paradigma als eine Menge von
Regeln, um ein „realweltliches System“ auf ein Computer Model abzubilden,
bzw. zu modellieren.
•
Abstraktion von unwesentlichen Details
•
Aufteilung des Systems in Softwaretechnische Artefakte
Vorstellung und Vergleich des
1. Objektorientiertem Paradigma
2. Agentenorientiertem Paradigma
3. Komponentenorientiertem Paradigma
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Objektorientierung
Grundlegende Eigenschaften
Objekt Modelle
• Wohlunterscheidbare Entität aus
Domänenwelt.
• Basismodel
• Statisches Model
• Zusammenfassung von Methoden
(=Verhalten) und Daten
• Dynamisches Model
• Kapselt Zustand
• Zustand (nur) durch
Methoden änderbar
Object ‚X‘
void a ( );
string b ( boolean );
Weitere Konzepte
char a ;
• Vererbung
• Programmiersprachen (Java,
C++, ADA, Eiffel, Smalltalk)
• Generalisierung
• Aggregation
• Polymorphismus
Unterstützung O.O. durch ...
public class X extends Object {
private char a;
• Modellierungssprachen (UML,
OMT, Booch)
• Datenbanken (OO-DB)
public void a ( );
public string b ( boolean b );
}
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• CASE Tools (Together)
Agenten Technologie
Dynamisch
Proaktivität
Reaktivität
Autonomie
Charakter
Intelligente
Deterministisch
Agenten
Action
Output
Sensor
Input
Mobilität
Environment
Lernfähigkeit
Kommunikation
„Agents can be seen as a computer system, that is situated in some environment, and that is capable
of autonomous action within this environment in order to meet its design objectives.“ (Wooldridge)
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Vergleich von Agent und Objekt
1. Agent = Entität (=Subjekt,
aktives Objekt)
aus einer realen Domänenwelt
Objekt = Entität
2. Agent: Kapselung von Wissen und Zielen (Absichten) sowie Operationen
–
Wissen kann zur Laufzeit erweitert werden (Agent kann „lernen“)
Objekt: Kapselung von Daten sowie Operationen
–
Lernfähigkeit zur Laufzeit bei Objekten vollkommen unerwünscht
3. Agenten System i.d.R. schwieriger zu entwickeln als Objekt System
–
Berücksichtung von Konsistenz-, Koordinations- u. Sicherheitsaspekte
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Vergleich von Agent und Objekt
4. Agent kann den Request zur Ausführung einer Operation ablehnen, ein
Objekt kann dies nicht:
(Objekt System)
(Agenten System)
5. Ein Objekt darf nicht autonom handeln.
• Ein Objekt agiert nur nach Input oder Anforderung von einem anderen
Objekt
6. Ein Agent besitzt seinen eigenen Kontroll Prozess (Thread). In einem
Objekt System gibt es einen Kontroll Prozess
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Bedeutung von Java für Agententechnologie I
• Kaum unterstützende (standardisierte) Technologien bei Agenten (z.B.
Programmiersprachen, Modellierungsmethoden, Tools)
=> Rückgriff auf Technologien von anderen Paradigmen, z.B. JAVA:
Autonomie
Reaktivität
Agent
Thread
realisiert duch
Events
(Java-)Objekt
RMI
Kommunikation
Mobilität
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• Java Archive Files
• Serialisierbarkeit
Bedeutung von Java für Agententechnologie II
Nachteile
• Kein Versenden und Rekonstruktion „aktiver“ Informationen
–
genauer Ausführungsstatus (z.B. Programmzähler, Stack, ...)
• Keine Möglichkeit für den Host, Ressourcen zu verwalten u. zu begrenzen
–
Systemüberlastung durch fremden Code
• Keine Zugriffsrechte auf Public Methoden
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Komponenten Technologie
Kompositionseinheit
Flexibilität

Unabhängigkeit (von
konkreten Komponenten)

ereignisbasiertes
Kommunikationsmodell

Verbindungen
zur Laufzeit



Abgeschlossenheit
Eindeutig definierte Schnittstellen
Kontextabhängigkeiten
Adaptivität
Skalierbarkeit
Mobilität

Plattformunabhängigkeit

Serialisierbarkeit


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Räumliche Verteilung
Transparenz

Konfigurierbarkeit

Austauschbarkeit
zur Laufzeit
Vergleich Komponenten und Agent
• Viele Übereinstimmungen von Eigenschaften zwischen Agent und
Komponente, z.B.
–
Mobilität
–
Kommunikationsmodell
–
Anpassbarkeit
–
Verteiltheit
• Auch hier: Bessere Unterstützung der Komponententechnologie durch:
–
Programmiersprachen, z.B. Java (-->JavaBeans)
–
Werkzeuge zur Komposition und Anpassung von Komponenten
–
Standardisierte Komponentenmodelle etc.
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Zusammenhang zwischen Paradigmen
ObjektOrientierung
Dynamische
Aspekte
Wiederverwendbarkeit
Basistechnolgie
AgentenTechnologie
=> Paradigmen vermischen sich
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KomponentenTechnologie
Backup Folien
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Bedeutung von Java für Agententechnologie II
• Vorteile
–
Plattformunabhängigkeit
–
Dynamisches Laden von Klassen
–
Serialisierbarkeit
–
Threads
–
Sicherheit
• Nachteile
–
kein Versenden und Rekonstruktion „aktiver“ Informationen
– genauer Ausführungsstatus (z.B. Programmzähler, Stack, ...)
–
Keine Möglichkeit für den Host, Ressourcen zu verwalten u. zu verwalten
– Systemüberlastung durch fremden Code
–
Keine Zugriffsrechte auf Public Methoden
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Objektorientierung - Motivation zur Komponententechnik
• Das objektorientierte Paradigma ermöglicht es, wiederverwendbare,
integrierbare Software Systeme zu entwickeln
• Trotzdem Feststellung:
–
Viele Beziehungen zwischen Objekten
–
Umfangreiche, wenig standardisierte Schnittstellen.
=> verringert den Grad der Integration und der Wiederverwendbarkeit
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Einsatz der Paradigmen - Ein Beispiel
Agent
ACL
Client
Client
Komponente
Server
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Einsatz der Paradigmen
• Objektorientierung als Basistechnologie
• Einsatz der Komponententechnologie zur Realisierung von verteilten,
anpassbaren, flexiblen Systemen.
• Bedarfsgerechter, pragmatischer Einsatz der Agententechnologie. Beispiele:
1. Konflikterkennung und -beseitigung durch stationäre Agenten
2. Verbesserung von DB Queries an verteilte Datenquellen
=> Reduzierung der Netzbelastung durch mobile Agenten
„Move the computations to the data rather than the data to the
computations“
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