基于agengt的数字图书馆系统设计.pdf

计算机科学2 0 0 0 . 1 0 . 增刊 墓于的数字图书馆系统设计‘ ’ A n A g e n t - b a s e d D e s i g n f o r D i g i t a l l i b r a r y S y s t e m 王勇 张亮 胡乃.旅伯乐 ( 复旦大学计算机系 上海2 0 0 4 3 3 ) 1卜fllJ，刃!、.户1云.、.;卜‘.‘‘卜卜卜‘11‘﹄，‘!者卜‘·卜‘级护刀诬.r卜‘，‘Jlll，认rtIt.‘.‘‘.r‘.，硬犷.更‘.萨.r忆.‘.吐.生‘.1记卜鹉跳r‘目呢f叭歇.尸!1丹 A 肠t r a c t I n t h i s p a p e r , a d i g i t a l l i b r a ry i s r e g a r d e d “ g e n t s . A n d w it h i n t h e s y s t e m , t h e a g e n t - re l a t e d t e c h n o l o g ie s s t u d i e d in c l u d e 0 1口以n p l ec o o 川.a n 叨 a a g e n t r o l e s , s y s t e m f r a m e - a ‘ y s 祀 mco“l s ti 叱 o f 口 d t i p Ia s y s t e m w o r k s a d A g e n t c o m m u n i c a t io n D i g i t a l l i b r a r y . A g e n t rol e s . D L f r a m e w o r k . A g e n t m o d e l . 掩e a t c o m m u n i c a t i o n 1 背景 1 . 1 橄字.书摘 自 从美国在九十年代 率先提出D L I ( D i g i- t a l L i b r a r y I n i t i a t i v e . 致字图书馆先驱计划) 之 后， 数字图书馆的研究受到各国政府和科研机 构的离度，锐、 被一致认为是信息社会的基础 设施和衡t国家信息技术发展水平的重要猪 标， 效 铆 协 书 佑是 签于玩 t e r n e t 的 社 会 知 识 工 程系统的一个组成部分， 它维护大规模、 分布 的、 有组织的敬据库， 女持信息素材的收集、 管 理和存锗， 提供I n t e r n e t 用户( 包括本地用户和 远地用户) 的一致性访向， 实现真正意义上的资 该共享。

它与普粗 WW W 的差异主要表现 在川: ( 1 ) 效字图书馆维护的数据是经过甄选 的， 而www信息是随意的， ( 2 ) 数字图书 馆遵 循困书 馆界成 端的 童界 标准， 服 务功能 如 信息 组织、 收旅品绝目 及佑息搜索比 较齐全、 完备、 成熟， 而节 ，加信息 缺乏标准和规划， 信息 服 务 水 平 很 低 ;二 - 效字图书馆是建立 在传统图 书馆管理系统 上的特大型工程 传统图书馆的服务范困相当 广 泛， 彼此 联东泛杂紧密， 沿用 传 统的 项目 开发 方法， 在裕求分析、 系统规模、 系统设计和代码 侧试辱步获存在很大的问 题 更进一步地分析 数宇图书馆的实际使用过程， 找们会发现随粉 服务功能的增加、 淘汰、 升级， 这些操作会导致 系统不可命、 不稳定等负面因素 1 . 2 A g e n t 勺e n t 是一种比 较特殊的软件实体， 从面 向对象的角度可以将它看成是一个对象， 具有 内部特性和操作方法川: 内部特性记录对象瞬 时状态， 操作方法体现了对象处理能力 W o o l d i i d g e 和J e n n i n g s lr 〕 认为^ g e n t 具有下 列三个特征: ( I ) 自 治性: 纯e n : 可以在没有人 或其 它A g e n t 直 接干顶时完成大部分向 题求 解任务， 并能对自 身行为和内部状态进行控制; ( 幻 社会 性: 勺e n t 能 够与人 / 勺e n t 文 互， 协作 完成 任务; ( 3 ) 应激性: A g e n t 根据攀迫的知识， 对环境改变合理反应。

本文 通过引 入勺e n t 概念， 将软宇图 书 馆 看成是若千小功能纯e n t 组成， 这些A g e n t 执 行特定 开算任务， 也可以 协调、 协商 来完成复杂 的任务求解. 另外， 在该系统中允许通过A g e n t 演变， 达到系统自 调节、 进化功能 2 徽宇曲书馆系统及操作沈程 数 字图 书 馆 信 息 大 致 可 归 结 乡 再类， 索 材 数据和服务. 其中， 素材数据涉及图书馆馆截 品， 服务是图书馆所建立的各种服务建立在馆 魏品的基础上为用户服务， 可以细化为用户接 口 服务、 图书馆系统内部协调班务、 专项服务和 . ) 本文受. 家自 接科 攀若血 ，点 砚目 . 电 子圈 书 馆关性技术 的研究气项目 .号: 6 9 9 3 3 0 1 0 ) 资助. 一4 0 9. 百，1.，口‘L火‘.‘‘肥‘峨护卜‘.，‘‘价‘r卜‘﹄氏‘.‘.r怪.1.杏.r‘奋子咬‘‘‘It.，‘下tr.r.‘rIL卜.LLLrL.r‘r‘LLrLr‘色.士军艺Lf.、r兮卜护奋r.1‘，卜‘暇卜‘卜卜，卜‘t.艺七‘.乡1古. 图书馆之间服务 根据各服务特点， 可确定数字 图书馆系统中七类A g e n t 角色( 图I ) : 用户接 口服务代理U I A ( U s e r I n t e r f a c e A g e n t ) 、 图书 馆协调服务代理C A ( C o o r d i n a t i n g A g e n t ) , 注 册服务代理R A( R e g i s t r a t i o n A g e n t ) 、 图书馆 管理代理M A ( M a n a g e m e n t A g e n t ) 、 专项服务 代理 P A ( P r o f e s s io n a l A g e n t ) , 馆藏品接口代 理C I A ( C o l l e c t i o n - I n t e r f a c e A g e n t ) 、 馆间通信 代 理I C A ( I n t e r - L i b r a r y C o mm u n i c a t i o n A - g e n t ) . A g e n t 之间 协作 流程 如下: 1 . U I A接受用户/ 代理请求， 报处理后将 请求信息按照翎定格式打包后中转C A; 2 . C A根据各专业代理 A g e n t的求解能 力， 确定合适的A g e n t 个体或群体; 3 . C A将任务分.给合适的A g e n t 个体或 耳 体 ‘ 4 . P A调用C I A的章材信.息， 完成任务. S . P A将处理结果上传 C A; 6 . C A汇总P A处理姑果并返m给 U I A. 在C A协调处理U I A请求时， 如果该请求 不 能在 本地完成， 则可以 根据异 地图 书馆信息， 由I C A批准协调， 派生出移动勺e n t c s ] ， 到异 地图书馆获取信息， 注册服务代理R A负贵各 P A的登记、 发布、 修改、 注销等， 在系统知识库 中记录所有登记在册的服务 A g e n t 的能力描 述( L A R I S S [ s 〕 文法描述) 。

领域的认识程度; 知识学习能力体现了吸收领 域新知识的才能: 环境适应能力体现了A g e n t 推理、 决策、 控制能力; 高层规划能力体现了A - g e n t 的 问 题 解 决 才 能， 表 现 在A g e n t 根 据 应用 领域知识， 组合元行为计算能力， 动态实现较复 杂任务的执行脚本 通信能力是A g e n t 与其它 A g e n t / 环境/ 人交互的能力， 可设计弋e n t 的 初步结构( 图2 ) . 圈2 数字图书馆代理结构 图I 狱字圈 书趁中各A ，址角色之闯的 关系 3 A g e n t 'U构 设计 3 . 1 A g e n t 荟本结构 在数字图书 馆中. 每个A g e n t 管理单个/ 一类实体 其中每个A g e n t 应该具有知识表 达、 知识学习、 环境适应、 高层任务规划、 消息通 信等能力: 知识表达能力描述了A g e n t 对应用 一4 1 0 . 各结构元素功能说明如下: 任务接口: 接收H u m a n / A g e n t 提出的请 求， 进行初步的句法和语法分析‘ 任务规划: 根据元行为和领城知识， 将任务 请求分解成若于子任务， 构成脚本; 元行为; 展示了墓本能力， 可姐合构成该代 理的强大复杂的处理能力; 结果处理: 按照预定的格式标准打包并发 送脚 本 执行 结果; 求解脚本: 间胭求解脚本是元行为的特定 组合序列; 领城知识: 展示领城知识、 是任务规划的， 要标准( 知识量、 含金f直接影晌到化理的处理 能力) 。

‘ 2服 务A g e n t 设 计 专业服务^ g e n t 几系统握供的一些服务 守 护 进 程( 筒 称 为 服 务A g e n t ) 、 它 们 采用 消 息 通 信 方 法 完 成 友 杂 的 协 同 任 奔. 在 实 现 上， 服 务 A g e n t 结构由 代码块和知识块组成 冬 2 . 1代 码块 一 代 码块是 任何可执行机 若代码， 棋拟实现服务纯e n t 的业务诬辑， 它 对信息请求进行安全性检充和格式检查， 井根 据领城知识， 采取不同的处理策路 3 . 2 . 2 规则块 规则将较复杂的任务求 解何题转化成为子任务求解方案. 规则块存佬 动作触发规则， 规则由图书馆管理人员根据管 理策略制定. 不同的请求消息负里、 服务停级 f 斌黯抖 扭一 — N U L L是系统保留字， 指明对应记录的规则是 无条件成立规则 例2 荃本规则 形如: A : : A , , . . . , A . . 规则 在S E Q U E N C E 表中的存储形式见表 I 在建立规则表时， 允许规则有一定深度的层 次嵌套， 如 A调用A A , 调用A . . . 。

但是禁 止在调用中出现直接或者间接的递归， 即禁止 在规则的树形图中出现回路， 避免调用中出现 死循环 表1 代班规则表 AC TNAMEI NDE XS UB ACT A1A, AnA . 31}I NUL L r‘砂﹃乙.，﹄‘r.居t、‘至扩吸.卜卜，叼，L与‘居‘今卜.‘匹‘心们奢，衅全己.r己‘‘‘.甲.亡玉1﹃‘且告 等影响因素构成触发条件， 分配系统优先级， 生 成任务求解方案， 完成信息处理 规则由规则头和规则体构成， 形如: a c t ( A ) : - a c t , ( A . A , ., . A . A,, ) ( I =i =n ) 称为触发体或者 触发结果 该规助可解释为: 对请求消息A， 执 行一系列动作‘t , ，二， a c t, 由于分解后的子 任务具有前后执行顺序约束条件， 前一动作执 行箱出可能是后者枪入， 因此需要考虑在动作 执行过程中的参数一致化问题. 这些动作的参 数一致化何翅由规则解析器模块处理 3.3 规翔的徽拐库实现 这一小节考虑规则的数据库实现方法 在 数据库实现中创建两个表: 优先表P R I O R I T Y 和序列衷 S E Q UE N C E . 优先表 P R I O R I T Y ( R E Q UE S T, L E V E L , A C T N A ME ) 记录动作 请求在某个优先级下对应的系统内部动作名. R E Q U E S T指明 A G E N 。