A Perfective maintenance approach for multi-agent systems
No Thumbnail Available
Date
2020
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Univérsité Oum El Bouaghi
Abstract
The research presented in this thesis takes place in the context of agent-oriented software engineering. Our contributions relate to reengineering and enhancing Multi-Agent Systems. This area is not yet sufficiently explored despite its importance. The main motivation of our contributions is to propose perfective maintenance approaches for multi-agent systems to enhance their specificities and concerns. By evaluating the performance and the scalability of multi-agent systems when systems scale up we can detect many bottlenecks and anomalies. In our study, two important multi-agent systems properties were found to be suffering from performance issues in large scale systems which are the directory service, also known as the matchmaking or the Yellow Pages service, and the agent's sociability during interaction protocols. The proposed approaches reengineer the implementations of these concerns using aspect-oriented programming to decentralize the directory service, and machine learning algorithms to extend the interaction protocols which increase the successful interactions and improve the agent's sociability. The validations of the proposed approaches were performed using different case studies, execution environments and multiple scenarios under JADE platform. The results are very promising and show a great improvement of the investigated properties.
البحث المقدم في هذه الأطروحة يندرج في اطار هندسة البرمجيات الموجهة للوكلاء. مساهمتنا في هذا البحث متعلقة بإعادة هندسة وتحسين الأنظمة متعددة الوكلاء. مجال لم يتم استكشافه بما فيه الكفاية على الرغم من أهميته. الدافع الرئيسي لمساهماتنا هو اقتراح طرق الصيانة التحسينية للأنظمة متعددة الوكلاء لتعزيز خصوصياتهم واهتماماتهم. من خلال تقييم أداء الأنظمة متعددة الوكلاء وقابليتها للتوسع عند اتساع نطاقها و زيادة عدد الوكلاء بها، مما يمكننا من اكتشاف العديد من الاختناقات والاختلالات. خلال دراستنا تم العثور على خاصيتين مهمتين من خصائص أنظمة متعددة الوكلاء التي تعاني من مشاكل الأداء في الأنظمة واسعة النطاق هي خدمة الدليل المعروفة أيضًا باسم التوفيق أو خدمة الصفحات الصفراء، و القدرة الاجتماعية للوكيل أثناء بروتوكولات التفاعل. المناهج المقترحة تعيد تصميم هذه الاهتمامات باستخدام البرمجة جانبية التوجه لتحقيق لامركزية خدمة الدليل، وخوارزميات التعلم الآلي لتوسيع بروتوكولات التفاعل التي تزيد من التفاعلات الناجحة وتحسن القدرة الاجتماعية للوكيل. تم تنفيذ عمليات التحقق من الأساليب المقترحة باستخدام دراسات حالة و بيئات تنفيذ مختلفة مع سيناريوهات متعددة على منصة JADE. النتائج واعدة للغاية وتظهر تحسنًا كبيرًا في الخصائص التي تم فحصها.
Le travail présenté dans cette thèse se place dans le contexte de l'ingénierie logicielle orientée agent. Nos contributions concernent la réingénierie et l'amélioration des systèmes multi-agents. Ce domaine n'est pas encore suffisamment exploré malgré son importance. La motivation principale de nos contributions est de proposer des approches de maintenance perfectives pour les systèmes multi-agents afin d'améliorer leurs spécificités et préoccupations. En évaluant les performances et l'évolutivité des systèmes multi-agents lorsque les systèmes évoluent, nous pouvons détecter de nombreux goulots d'étranglement et anomalies. Dans notre étude, deux propriétés importantes des systèmes multi-agents se sont révélées souffrir de problèmes de performances dans les systèmes à grande échelle : le service d'annuaire connu également sous le nom de Matchmaking ou service de Pages Jaunes, et la sociabilité de l'agent lors des protocoles d'interaction. Les approches proposées remodèlent ces préoccupations en utilisant la programmation orientée aspect pour décentraliser le service d'annuaire, et des algorithmes d'apprentissage automatique pour étendre les protocoles d'interaction, ce qui augmente les interactions réussies et améliore la sociabilité de l'agent. Les validations des approches proposées ont été effectuées à l'aide de différentes études de cas, environnements d'exécution et multiples scénarios sous la plateforme JADE. Les résultats sont très prometteurs et montrent une grande amélioration des propriétés étudiées.
Description
Keywords
Multi-agent system, Perfective maintenance, Performance : scalability, Directory service, Interaction protocol