ITEM METADATA RECORD
Title: Analysing and engineering self-organising emergent applications
Other Titles: Analyse en ontwikkeling van zelf-organiserende emergente applicaties
Authors: De Wolf, Tom
Issue Date: 30-May-2007
Abstract: Moderne gedistribueerde systemen hebben meer en meer een verweven netwerkstructuur (v.b. ad-hoc netwerken, transport systemen, enz.). Verschillende subsystemen zijn afhankelijk van elkaar en interageren met elkaar op verschillende, complexe, dynamische, en onvoorspelbare manieren. Meer en meer systemen hebben ook een volledig gedecentraliseerde structuur en moeten hun vereisten op een autonome manier bereiken. Een veelbelovende aanpak is gebruik te maken van een groep van agenten die samenwerken om het gewenste globaal of macroscopische systeemgedrag te bereiken door enkel gebruik te maken van lokale interacties, locale agent activiteiten, en lokaal verworven informatie. Dergelijke multi-agentsystemen hebben een zelf-organiserend emergent gedrag.
Bij het ontwikkelen van zelf-organiserende emergente multi-agent systemen is het praktisch onhaalbaar om op een analytische wijze het microscopische gedrag voor de individuele agenten af te leiden uit het vereiste macroscopische gedrag. De oorzaak hiervan is het feit dat er geen enkele globale of centrale controle gebruikt wordt en dat het probleemoplossende vermogen komt uit complexe, dynamische, en onvoorspelbare microscopische interacties. Als gevolg is er ook geen ontwikkelingsproces beschikbaar dat toelaat om op een systematische manier het gewenste macroscopische gedrag te specifiëren, hieruit de nodige gedragingen halen voor individuele agenten, het systeem te bouwen, en te verifiëren om garanties te geven over het vereiste gedrag. Nochtans zijn zelf-organiserende emergente multi-agent systemen enkel aanvaardbaar in een industriële situatie als er ondersteuning bestaat voor een systematisch ontwerp, en vooral ondersteuning voor verificatie om dergelijke garanties te kunnen geven.
De bijdrage van dit eindwerk is tweeledig. Een eerste bijdrage is een gedetailleerde studie van een numerieke verificatietechniek die veelbelovend is om garanties te geven over het macroscopische gedrag, namelijk Vergelijkingsvrije Macroscopische Analyse. De resultaten geven aan dat zelfs voor een aanpak die zich specifiek richt op het macroscopische gedrag er redelijk wat praktische en meer fundamentele beperkingen zijn opdat de aanpak toepasbaar is voor realistische toepassingen. Geen enkele verificatietechniek is toepasbaar om elk type macroscopisch gedrag te analyseren. Een tweede bijdrage is een aanpassing van het unified proces voor het ontwikkelen van zelf-organiserende emergente toepassingen. Meer specifiek bespreken we hoe een geschikte verificatietechniek geïntegreerd kan worden in het ontwikkelingsproces, en werken we twee technieken uit die ondersteuning bieden voor het ontwerp. Deze twee technieken richten zich specifiek op waar het probleemoplossend vermogen moet zitten: coördinatie en interacties in het systeem. Een eerste techniek is een ontwerppatronencatalogus van gedecentraliseerde coördinatiemechanismen. De tweede techniek is een modelleringsaanpak die de focus legt op het ontwerp van informatiedistributie in het systeem door middel van informatiestromen. De evaluatie van de vergelijkingsvrije macroscopische analysetechniek en de validatie van de ontwerptechnieken werd gedaan in twee toepassingen: automated guided vehicle (AGV) transportsystemen en applicatie waarin gegevens gegroepeerd moeten worden volgens gelijkenis.
Het is duidelijk dat een puur systematisch proces of stappenplan onmogelijk is om op een analytische manier de juist microscopische algoritmen af te leiden voor een vereist macroscopisch gedrag. Ondanks dat is er nog steeds nood aan een proces om ontwikkelaars te begeleiden. De bijdragen van dit doctoraatswerk resulteren in een pragmatische aanpak op basis van een gekend ontwikkelingsproces. Dit proces is aangepast om een ontwikkelaar te ondersteuning bij het op een creatieve manier ontwerpen van een aanvaardbare oplossing. Vergelijkingsvrije macroscopische analyse is moeilijk toepasbaar om dergelijke oplossingen te verifiëren maar laat wel toe om iteratief feedback te geven om het ontwerp aan te passen en te verbeteren.
ISBN: 978-90-5682-827-1
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Informatics Section

Files in This Item:
File Description Status SizeFormat
PhD-TomDeWolf-29-May-2007.pdf Published 5618KbAdobe PDFView/Open

 


This item is licensed under a Creative Commons License
Creative Commons

All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.