YAZILIM ETMENİ TEKNOLOJİSİNİN İNTERNET TABANLI YAZILIM YENİDEN KULLANIMINA UYGULANMASI

Transkript

1 EGE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (DOKTORA TEZİ) YAZILIM ETMENİ TEKNOLOJİSİNİN İNTERNET TABANLI YAZILIM YENİDEN KULLANIMINA UYGULANMASI Rıza Cenk ERDUR Bilgisayar Mühendisliği Anabilim Dalı Bilim Dalı Kodu : Sunuş Tarihi : Tez Danışmanı : Prof. Dr. Halil ŞENGONCA Bornova-İZMİR

2 II

3 III Sayın Rıza Cenk ERDUR tarafından DOKTORA TEZİ olarak sunulan "Yazılım Etmeni Teknolojisinin İnternet Tabanlı Yazılım Yeniden Kullanımına Uygulanması" adlı bu çalışma, "Lisansüstü Eğitim ve Öğretim Yönetmeliği" nin 24 üncü madde (c) ve (d) bentleri ve Enstitü yönergesinin ilgili hükümleri dikkate alınarak tarafımızdan değerlendirilmiş olup yapılan sözlü savunma sınavında aday... ile başarılı bulunmuştur. Bu nedenle Rıza Cenk ERDUR'un sunduğu metnin doktora tezi olarak kabulüne... ile karar verilmiştir. 18 Mayıs 2001 Jüri Başkanı ; Prof. Dr. Halil ŞENGONCA... Üye ; Doç. Dr. Oğuz DİKENELLİ... Üye ; Yrd. Doç. Dr. Tuğkan TUĞLULAR... Bu tezin kabulü, Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu'nun.../.../... gün ve... sayılı kararı ile onaylanmıştır. Dr. Süleyman BORUZANLI Enstitü Sekreteri Prof. Dr. Alaettin TAYSUN Enstitü Müdürü

4 IV

5 V ÖZET YAZILIM ETMENİ TEKNOLOJİSİNİN İNTERNET TABANLI YAZILIM YENİDEN KULLANIMINA UYGULANMASI ERDUR, Rıza Cenk Doktora Tezi, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Halil ŞENGONCA Mayıs 2001, 213 sayfa Bu çalışmada, bilgilerdeki dinamik değişimlere uyum sağlayabilen bir etmen sınıf-çatısı geliştirilmiştir. Bu etmen sınıf-çatısı, işletim zamanında yeni ontolojiler tanıyabilmekte ve ontolojilerdeki değişimlere kendini uyarlayabilmektedir. Ontolojilerin tanımlanması ve taşınması yine bu tez çalışması sırasında tanımlanmış olan bir XML tabanlı içerik dili ile gerçekleştirilmektedir. Geliştirilen etmen sınıf-çatısının diğer bir özelliği yeniden kullanılabilir planlardan oluşan ve "etmene özgü katman" olarak adlandırılan ek bir katman içermesidir. Bu tez çalışmasında ayrıca, İnternet üzerinde etmen yönelimli yazılım yeniden kullanımı için bir çok-etmenli sistem mimarisi de önerilmektedir. Önerilen mimarinin altyapısını oluşturabilmek için, geliştirilen etmen sınıf-çatısından türetilen etmenlerden oluşan bir çoketmenli sistem uygulaması da geliştirilmiştir. Bu çok-etmenli sistem uygulaması; yeniden kullanıcı, bileşen, eşleme ve ontoloji etmenlerinden oluşmaktadır. Anahtar Sözcükler: Etmen sınıf-çatısı, yazılım yeniden kullanımı, çok-etmenli sistem, içerik dili, ontoloji.

6 VI

7 VII ABSTRACT APPLICATON OF SOFTWARE AGENT TECNOLOGY TO INTERNET BASED SOFTWARE REUSE ERDUR, Rıza Cenk PhD Thesis in Computer Engineering Supervisor : Prof. Dr. Halil ŞENGONCA May 2001, 213 pages In this study, an agent class-framework which can adapt itself to the dynamicly changing knowledge has been developed. This agent class-framework can transfer new ontologies and adapt itself to the changes in the ontologies at run time. The ontologies are defined and transfered with an XML based content language which has also been defined in this study. Another property of the developed agent classframework is that it has an additional layer containing reusable plans. This layer is called as "agent specific layer". In this thesis, an arhitecture for agent oriented software reuse on Internet has also been proposed. In order to provide the necessary infrastructure for the proposed architecture, a multi-agent system has been developed. The agents in this multi-agent system are instantiated from the developed agent class-framework. This multi-agent system application is consisted of a resuer agent, a component agent, a matchmaker and an ontology agent. Anahtar Sözcükler: Agent class-framework, software reuse, multi-agent system, content language, ontology.

8 VIII

9 IX TEŞEKKÜR Bu çalışma süresince verdiği destek, gösterdiği yakın ilgi, yardımları ve düzeltme aşamasındaki katkıları için tez danışmanım Sayın Prof. Dr. Halil ŞENGONCA' ya teşekkür ederim. Tez çalışması süresince gösterdiği yakın ilgi ve yardımları için Sayın Doç. Dr. Oğuz DİKENELLİ' ye teşekkür ederim. Etmen teknolojileri konusunda edindiğim bilgi birikimi ve geldiğim noktada kendisinin büyük payı bulunmaktadır. Yaptığımız bilimsel tartışmalar, değerlendirmeler ve eleştiriler her zaman yol gösterici olmuş, yararlı önerileri bu tezin gerçekleştirimine önemli katkılarda bulunmuştur. Gösterdikleri ilgi ve sağladıkları olanaklar için, Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dekan Yardımcısı Sayın Doç. Dr. Mustafa TÜRKSEVER ve Ege Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölüm Başkanı Sayın Prof. Dr. Şaban EREN' e teşekkür ederim. Bu çalışma süresince sağladıkları destek için, annem Rezzan ERDUR, babam Ali ERDUR ve kardeşim Barış ERDUR' a teşekkür ederim.

10 X

11 XI İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET...V ABSTRACT...VII TEŞEKKÜR... IX İÇİNDEKİLER... XI ŞEKİLLER DİZİNİ... XIV SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ...XVIII ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ... XXI 1. GİRİŞ ETMEN TEKNOLOJİSİ Etmen Tanımı ve Özellikleri Birinci özellikler İkincil özellikler Etmenler için genel bir tanım Yazılım etmeni Etmenlerin sınıflandırılması Etmen ve nesne karşılaştırılması Etmen Mimarileri Mantık tabanlı mimariler Karşıt-eylemli (reactive) mimariler Kanı/İstek/Hedef (KİH) mimarileri Katmanlı mimariler Çok-etmenli Sistemler Çok-etmenli Sistemlerde İletişim Etmen iletişim dilleri ve protokolleri Ontoloji Çok-etmenli Sistemlerde Görev Dağıtımı... 68

12 XII İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa Pazar modeline dayanan yaklaşımlar Sorumluluk tabanlı görev dağıtımı Etmen Kuruluşları Eşleme etmeni (matchmaker) tabanlı kuruluşlar Aracı (broker) tabanlı kuruluşlar Etmenlerin Uygulamaları İnternet üzerinde bilgi arama YAZILIM YENİDEN KULLANIMI Giriş Yeniden kullanılabilir yazılım bileşeni nedir? Bileşen Tabanlı Yeniden Kullanım Yeniden kullanılabilir bileşen modelleri Yeniden kullanıma dayalı yazılım geliştirme süreci Yeniden kullanıma dayalı yazılım geliştirme ortamı Teknik olmayan konular BTYK Konusundaki Önemli Çalışmaların Tanıtımı Bazı kuruluşların çabaları REBOOT projesi ITHACA projesi Sodalia yeniden kullanım programı STARS projesi İnternet Üzerinde Yeniden Kullanım Önceki çalışmalar Önceki çalışmaların değerlendirilmesi Neden etmen teknolojisi YENİDEN KULLANILABİLİR ETMEN SINIF-ÇATISI YES ve Diğer Etmen Sınıf-Çatıları Soyut Etmen Sınıfı...122

13 XIII İÇİNDEKİLER (devam) Sayfa 4.3 İşletmen ve Kullanıcı Arayüz Sınıfları YES İletişim Katmanı YES iletişim katmanı gerçekleştirim ayrıntıları YES Planlama-İşletim Katmanı Plan ve eylem sınıfları Planlayıcı Görev çizelgeleyici İşletici Etmene Özgü Katman Ontoloji taşınması ve saklanması Sorgu arayüzlerinin dinamik olarak oluşturulması Sorgu değiştirme ETMEN YÖNELİMLİ YENİDEN KULLANIM Etmen Yönelimli Yeniden Kullanım İçin Bir Mimari Geliştirilen Çok-etmenli Sistem Uygulaması Kullanılan ontolojiler Yeniden kullanıcı etmeni Bileşen etmeni Eşleme etmeni Ontoloji etmeni Geliştirilen Çok-Etmenli Sistemin Kullanımı SONUÇ VE TARTIŞMA ÖNERİLER YARARLANILAN KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ

14 XIV ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil Sayfa 2.1 Özerklik, öğrenme ve işbirliği açılarından Nwana...17 sınıflandırması 2.2 Franklin ve Graesser sınıflandırması Robotun yürüdüğü ortamın görünümü KİH etmeni bileşenleri PRS sistemi mimarisi Yatay katmanlama yaklaşımı Tek geçişli dikey katmanlama İki geçişli dikey katmanlama TouringMachines mimarisi Interrap mimarisi Çok-etmenli sistemde etkileşim örnekleri Ontolojilerin çerçeve yaklaşımı ile gösterimine ilişkin bir örnek 2.13 Anlaşma ağı protokolü a Görev duyuruları b Önerilerin iletimi c Anlaşılan etmene görevin iletilmesi Eşleme etmeni tabanlı kuruluş Aracı etmen tabanlı kuruluş UMDL mimarisi...79

15 XV ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil Sayfa 2.17 InfoSleuth mimarisinin genel görünümü BIDM standardı Bileşen tanımlayıcısı Yeniden kullanıma dayalı yazılım yaşam döngüsü Yeniden kullanıma dayalı yazılım geliştirme ortamı YES etmeninin içsel yapısı Diğer etmen sınıf-çatıları ve YES YES sınıf sıradüzeni Soyut etmen sınıfı İşletmen arayüzü sınıfı Kullanıcı arayüz sınıfı YES iletişim katmanında ileti gönderimi KQML ileti sınıfı Kuyruk sınıfı Doğrudan iletişim arayüzü Doğrudan iletişim gerçekleştirim sınıfı İletişim katmanına ilişkin etkileşim çizelgesi Sıradüzensel görev ağı yapısına ilişkin bir örnek Dışsal besleme örneği Soyut plan sınıfı

16 XVI ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil Sayfa 4.16 Soyut eylem sınıfı Planlayıcı sınıfı Planlayıcıya ilişkin etkileşim çizelgesi Görev-çizelgeleyici sınıfı Görev-çizelgeleyiciye ilişkin etkileşim çizgesi İşletici sınıfı İşleticiye ilişkin etkileşim çizgesi Ontoloji getirme ve saklama planı Kütüphane tanıtım ontolojisinin çerçeve yaklaşımı ile gösterimi 4.25 XOT için belge türü tanımı (xot.dtd) Kütüphane tanıtım ontolojisinin XOT ile taşınması Çerçeve üst-tablosu örneği Sözlük üst-tablosuna ilişkin bir örnek İlişki üst-tablosuna ilişkin bir örnek Etmen yönelimli yeniden kullanım için çok-etmenli sistem mimarisi 5.2 Geliştirilen çok-etmenli sistem uygulaması Kütüphane tanıtım ontolojisi Bileşen ontolojisinin çerçeve yaklaşımı ile gösterimi Yeniden kullanılabilir plana ilişkin sıradüzensel görev ağı...178

17 XVII ŞEKİLLER DİZİNİ (devam) Şekil Sayfa 5.6 Yeniden kullanıcı etmeninin ilk davranışı Bileşen üst-bilgisi sorgusunda etmen etkileşimleri Bileşen etmeni etkileşimleri Eşleme etmeni etkileşimleri Etmen işletmen arayüzü örneği Kütüphane tanıtım ontolojisine bağlı sorgulama arayüzü Bileşen kütüphanesi sorgusu oluşturulması Uzak-iletişim alanı çözümleme türü bileşen sorgulama arayüzü 5.14 Bileşen üst-bilgisi sorgusu oluşturma Yanıtların gösterimi Yanıtların gösterildiği metin kutusunun diğer kısımlarının gösterimi 5.17 Benzer bileşenlere ilişkin yanıtların görünümü

18 XVIII SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ Simgeler Açıklama (s) Bel Des Int Bir s kümesinin tüm alt kümelerini gösteren küme. KİH mimarisinde tüm kanıların kümesi. KİH mimarisinde tüm isteklerin kümesi. KİH mimarisinde tüm amaçların kümesi. Kısaltmalar BIDM Basic Interoperabilty Data Model (Temel İçtenişletilebilirlik Veri Modeli) BDI BTYK CORBA DYK ESPRIT FIPA FIPA-ACL ITHACA Belief Desire Intention Architecture (Kanı İstek Hedef Mimarisi) Bileşen Tabanlı Yeniden Kullanım (Component Based Software Reuse) Common Object Request Broker Architecture (Ortak Nesne İstek Aracı Mimarisi) Dönüştürmeye Dayalı Yeniden Kullanım (Transformation Based Software Reuse) European Strategic Programme for Research in Information Technology (Bilgi Teknolojileri Araştırmaları için Avrupa Stratejik Programı) Foundation for Physical Intelligent Agents (Fiziksel Akıllı Etmenler Kuruluşu) FIPA Agent Communication Language (FIPA Etmen İletişim Dili) Intelligent Tools for Highly Advanced Commercial Applications (Çok Gelişmiş Ticari Uygulamalar için Akıllı Araçlar)

19 XIX SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ (devam) Kısaltmalar Java RMI JAFMAS JAFIMA KIF KQML KSE OMG PRS REBOOT RETSINA RIG STARS STRIPS Java Remote Method Invocation (Java Uzak Metot Çağrımı) Java Agent Framework for Multi Agent Systems Development and Implementation (Çok-etmenli Sistem Geliştirme ve Gerçekleştirme için Java Etmen Sınıf-Çatısı) Java Framework for Intelligent and Mobile Agents (Akıllı ve Gezici Etmenler için Java Sınıf-Çatısı) Knowledge Interchange Format (Bilgi Değişim Biçemi) Knowledge Query and Manipulation Language (Bilgi Sorgulama ve İşleme Dili) Knowledge Sharing Effort (Bilgi Paylaşım Çabaları) Object Management Group (Nesne Yönetim Grubu) Procedural Reasoning System (Yordamsal Akıl Yüretme Sistemi) Reuse Based On Object Oriented Techniques (Nesne Yönelimli Tekniklere Dayanan Yeniden Kullanım) Reusable Task Structure Based Intelligent Network Agents (Yeniden Kullanılabilir Görev Yapısı Tabanlı Akıllı Ağ Etmenleri) Reuse Library Interoperabilty Group (Yeniden Kullanılabilir Bileşen Kütüphanesi İçten-işletilebilirlik Grubu) Software Technology For Adaptable Reliable Systems (Uyarlanabilir Güvenilir Sistemler için Yazılım Teknolojisi) STanford Research Institute Problem Solver (Stanford Araştırma Enstitüsü Problem Çözücüsü)

20 XX SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ (devam) Kısaltmalar XML XOT YES Extensible Markup Language (Genişletilebilir İşaretleme Dili) XML Tabanlı Ontoloji Tanımlama ve Taşıma Dili Yeniden Kullanılabilir Etmen Sınıf-Çatısı

21 XXI ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ İNGİLİZCE TÜRKÇE Action Eylem Active object Etkin nesne Adaptive agent Uyarlayıcı etmen Agent Etmen Agent communication language Etmen iletişim dili Agent class framework Etmen sınıf-çatısı Agent's primary attribute Etmenin birincil özelliği Agent's secondary attribute Etmenin ikincil özelliği Attribute Öznitelik Asynchronous Eşzamansız Auction Açık artırma Autonomous agent Özerk etmen Autonomy Özerklik Background process Arka plan süreci Belief Kanı Belief/Desire/Intention agent Kanı/İstek/Hedef etmeni Belief/Desire/Intention architecture Kanı/İstek/Hedef mimarisi Benevolent agent Olumlu etmen Bid Öneri Broker agent Aracı etmen Collaborative İşbirlikçi Communicative-act İletişimsel-edin

22 XXII ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ (devam) İNGİLİZCE Contract net protocol Contractor agent Conversation Cooperation Coordination Declarative language Digital library Distributed artificial intelligence Effector Emotional agent Executor External provision Feedback Federation First order predicate logic First principle planning Frame Goal Goal-oriented agent Goal-orientedness Gopher agent Hierarchical Task Networks Hybrid agent TÜRKÇE Anlaşma ağı protokolü Anlaşmacı etmen Karşılıklı konuşma İşbirliği Eşgüdüm Bildirimsel dil Sayısal kütüphane Dağıtık yapay us Etkileyici Duygusal etmen İşletici Dışsal besleme Geribildirim Birlik Birinci derece yüklem mantığı İlk ilke planlama Çerçeve Amaç Amaç-yönelimli etmen Amaç-yönelimlilik "Gopher" etmen Sıradüzensel Görev Ağları Melez etmen

23 XXIII ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ (devam) İNGİLİZCE Illocution Interaction Knowledge base Layered architecture Locution Logic-based architecture Market model Matchmaker Message Middle agent Mobility Mobile agent Multi-agent system Omnipotent Omniscent One-shot query Ontology Outcome disinheritance Percept Performative Perlocution Planner TÜRKÇE Söylemin anlamı Etkileşim Bilgi tabanı Katmanlı mimari Söylemin biçimi Mantık tabanlı mimari Pazar modeli Eşleme etmeni İleti Ara etmen Gezicilik Gezici etmen Çok-etmenli sistem Her şeyi yapabilen Her şeyi bilen Bir atım sorgu Ontoloji Sonuç ters kalıtımı Algı İşletimsel Söylemin eylemi Planlayıcı

24 XXIV ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ (devam) İNGİLİZCE Planning Plan template Practical reasoning Predictive agent Provision inheritance Rational agent Rationality Reactive agent Reactive architecture Reactivity Reasoning Regulation agent Relation Re-planning Schedular Semantic Semantic net Sense Sensor Service performing agent Slot Speech-act TÜRKÇE Planlama Plan kalıbı Deneysel akıl yürütme Öngörücü etmen Besleme kalıtımı Akılcı etmen Akılcılık Karşıt-eylemli etmen Karşıt-eylemli mimari Karşıt-eylemlilik Akıl yürütme Normal etmen İlişki Yeniden planlama Görev-çizelgeleyici Anlambilim Anlamsal ağ Algılamak Algılayıcı Sunucu etmen Yuva Konuşma-edini

25 XXV ETMEN TERİMLER SÖZLÜĞÜ (devam) İNGİLİZCE Speech-act theory Smart agent Social ability Software agent Subsumption architecture Synchronous Syntax Task Task distribution Task-specific agent Temporal continuity Typed message Veracity TÜRKÇE Konuşma-edin kuramı Çok yetenekli etmen Sosyal yetenek Yazılım etmeni Kapsama mimarisi Eşzamanlı Söz dizimi Görev Görev dağıtımı Göreve-özgün etmen Kalıcı süreklilik Biçemi belli ileti Dürüstlük

26 XXVI 1. GİRİŞ İnternet'in dağınık ve sürekli genişleyen yapısına uygun yazılımların geliştirilmesi isteği, yeni yazılım teknolojileri arayışlarına neden olmuştur. Bu arayışların en önemli sonuçlarından birisi de yazılım etmeni (software agent) teknolojisidir. Yazılım etmenleri, 1995'li yıllardan başlayarak, İnternet üzerine dağılmış, değişik biçemlerde tutulan, sürekli değişen ve gelişen bilgilerin kullanıcı amaçları doğrultusunda derlenmesi ve işlenmesini gerektiren Web temelli uygulamalarda başarı ile kullanılmıştır (Atkins ve ark., 1996; Bayardo ve ark., 1996; Sycara ve ark., 1996). Yazılım etmenleri günümüzde de en hızlı gelişim gösteren araştırma alanlarından birisidir. İnternet ve Web uygulamalarındaki gelişmeler sürdükçe, etmen teknolojisinin öneminin de giderek artacağı düşünülmektedir. Literatürde yazılım etmeni için değişik tanımlar verilmiştir. Bu tanımları birleştiren ve bir yazılımın etmen olarak nitelendirilebilmesi için içermesi gereken özellikleri vurgulayan genel bir tanım aşağıda verilmektedir. "Yazılım etmeni; bir ortamda belli derecede özerklik çerçevesinde çalışan, ortamdaki dinamik değişimleri algılayan, ortamdan elde ettiği algılardan veya kullanıcılarından ve diğer etmenlerden gelen iletilerden amaçlar çıkartan, amaçları doğrultusunda planlama yaparak bu planlarının gerektirdiği eylemleri yapan, diğer etmenler ile belli bir etmen iletişim dili aracılığı ile iletişimde bulunan ve bulunduğu ortamda süreklilik gösteren yazılımdır."

27 XXVII Bir yazılım etmeninin, her şeyi bilen veya her şeyi yapabilme gücü olan bir yazılım olması gerekmemektedir. Yazılım etmeni, değişik durumlar ile karşılaştığında yerel bilgi tabanını veya diğer etmenlerle iletişime girerek elde ettiği bilgileri kullanarak amaçları doğrultusunda davranışta bulunmaya çalışmaktadır. Bunun için, geleneksel yapay us konusu içerisinde yer alan planlama ve akıl yürütme gibi süreçleri kullanmaktadır. Bir etmenin yalnız başına çözemediği problemleri birbiriyle işbirliği yaparak eşgüdümlü bir biçimde çözmek için bir araya gelen etmenlerin oluşturduğu ağa çok-etmenli sistem (multi-agent system) adı verilmektedir. Çok-etmenli sistemde bulunan etmenler, birbirleri ile iletişimde bulunup bilgi paylaşabilmek için bilinen istemci/sunucu protokollerinden daha yetenekli bir protokole gerek duymaktadırlar. KQML (Knowledge Query Manipulation Language - Bilgi Sorgulama ve İşleme Dili) (Finin ve ark., 1997), literatürde en fazla kullanımı olan etmen iletişim protokolleri arasında bulunmaktadır. KQML, etmenlerin yeteneklerini tanıtması, belirli ontolojilere bağlı kalarak çeşitli sorgular gönderebilmesi, yanıt bildirimleri yapabilmesi gibi işler için standart bir işletimsel (performative) kümesi tanımlamaktadır. Çok-etmenli sistemlerdeki en önemli konulardan birisi de ontolojilerdir. Ontoloji; belli bir alanda bulunan kavramlar, bu kavramların öznitelikleri, özniteliklere ilişkin denetimli sözlük (controlled vocabulary), kısıtlamalar veya sınırlamalar ve kavramlar arasındaki ilişkilerden oluşmaktadır. Ontolojiler, tüm etmenlerin bildiği ve konuşmalarında kullandığı üzerinde anlaşılmış sözcük kümesini sağlamaktadır. Ontolojiler, çok-etmenli sistemin uygulandığı alana bağlıdır. Örneğin, İnternet üzerinde bulunan hasta veritabanlarını tümleştiren bir çok-etmenli sistemde üzerinde anlaşılmış bir sağlık alanı ontolojisine gerek duyulmaktadır.

28 XXVIII Çok-etmenli sistemlerin oluşturulabilmesine yönelik olarak çeşitli etmen sınıf-çatıları (agent class-framework) geliştirilmiştir. Bu etmen sınıf-çatıları; iletişim, planlama-işletim gibi bir etmende bulunması gereken modülleri yeniden kullanılabilir parçalar olarak sunmakta ve her yeni etmen geliştirmede bu modüllerin yeni baştan yazılma gereğini ortadan kaldırmaktadır. RETSINA (Reusable Task Structure Based Intelligent Network Agents - Yeniden Kullanılabilir Görev Yapısı Tabanlı Akıllı Ağ Etmenleri) (Brugali ve Sycara, 1999), JAFIMA (Java Framework for Intelligent and Mobile Agents - Akıllı ve Gezici Etmenler için Java Sınıf- Çatısı) (Kendall ve ark., 1999), JAFMAS (Java Agent Framework for Multi Agent Systems Development and Implementation - Çok-etmenli Sistem Geliştirme ve Gerçekleştirme için Java Etmen Sınıf-Çatısı) (Chauhan, 1997) literatürde en fazla ismi geçen etmen sınıf-çatıları arasındadır. Literatürde yer alan etmen sınıf-çatıları incelendiğinde, bilgilerdeki dinamik değişimlere uyum sağlayabilme konusunda eksiklikler bulunduğu görülmüştür. Bu etmen sınıf-çatılarında, ontolojilerin nasıl tanımlanacağı ve taşınacağı, bir etmene gelen ontolojilerin nasıl saklanacağı, ontolojilerdeki günlemelerin nasıl ele alınacağı, sorgulama arayüzlerinin saklanan ontolojilere bağlı olarak dinamik bir biçimde nasıl oluşturulacağı, saklanan ontolojilerin etmenin akıl yürütme sürecinde nasıl kullanılacağı gibi ontoloji bağımlı etmen davranışlarına ilişkin ayrıntılar üzerinde durulmamaktadır. Bununla birlikte, bir etmenin bilgilerin dinamik olarak değiştiği ortamlarda kullanılabilmesi için, yukarıda söz edilen ontoloji bağımlı davranışlarda bulunabilme yeteneğinin olması gerekmektedir.

29 XXIX Bu tez çalışmasının iki ana katkısı bulunmaktadır. Bu katkılardan birincisi bilgilerdeki dinamik değişimlere uyum sağlayabilen bir etmen sınıf-çatısı geliştirilmesidir. Bu etmen sınıf-çatısı, diğer etmen sınıfçatılarında söz edilmeyen ontoloji bağımlı davranışlara ilişkin yeniden kullanılabilir planlar içermekte ve bu planları "Etmene Özgü Katman" (Agent Specific Layer) olarak adlandırılan yeni bir katmanda toplamaktadır. Geliştirilen etmen sınıf-çatısı, yeniden kullanımın üst düzeyde gerçekleştirildiğini vurgulamak amacıyla "Yeniden Kullanılabilir Etmen Sınıf-Çatısı (YES)" olarak adlandırılmıştır. Ontoloji bağımlı davranışların yeniden kullanılabilir planlar olarak tasarlanması sırasında, tüm ontolojileri, ontoloji bağımlı sorguları ve yanıtları tanımlayıp taşıyabilecek esnek bir içerik diline gerek duyulduğu anlaşılmıştır. Bu amaçla, XML (Extensible Markup Language) (Maruyama ve ark., 1999; Cagle ve ark., 2000) gibi açık ve esnek bir standarda dayanan ve XOT (XML Tabanlı Ontoloji Tanımlama ve Taşıma Dili) olarak adlandırılan içerik dili ortaya konmuştur. XOT dili, bu çalışmanın birinci ana katkısını destekleyen ek bir katkı olarak ortaya çıkmıştır. Bu tez çalışmasının ikinci ana katkısı, İnternet üzerinde etmen yönelimli yazılım yeniden kullanımı için bir çok-etmenli sistem mimarisi ortaya konmasıdır. Bu mimari, İnternet üzerinde etmen yönelimli yazılım yeniden kullanımını sağlama amacına yönelik olarak tasarlanan ilk çoketmenli sistem mimarisidir. Bu çalışma ile etmen teknolojisinin yeni bir kullanım alanı daha belgelenmiş olmaktadır. Ortaya konan çok-etmenli sistem mimarisi, İnternet üzerinde etmen yönelimli yazılım yeniden kullanımı alanında kullanılabilecek ontolojileri de tanımlamaktadır. Bu tür bir ortamda çok sayıda yazılım bileşeni kütüphanesi olabilecektir. Bu nedenle, istenen özellikteki bileşen kütüphanelerinin kolay bulunabilmesi için, bu kütüphanelerin

30 XXX sınıflandırılmasının gerektiği düşünülmüştür. Bu amaca yönelik olarak "Kütüphane Tanıtım Ontolojisi" adı verilen bir ontoloji tasarlanmıştır. Ortamdaki yazılım bileşeni kütüphaneleri, kütüphane tanıtım ontolojisini kullanarak, hangi alanlarda ve türlerde yazılım bileşeni içerdiklerine ilişkin bilgiler ile bağlı oldukları bileşen etmenlerinin adres bilgilerini eşleme etmenine (matchmaker) tanıtmaktadırlar. Böylece, yeniden kullanıcılar, belli alan ve türde yazılım bileşeni sunan kütüphanelerin bağlı olduğu bileşen etmeni adreslerini eşleme etmeninden öğrenebileceklerdir. Sistemdeki ikinci ontoloji türü bileşen ontolojileridir. Bu ontolojiler, bileşenlere ilişkin üst-bilgilerin tanımlanabilmesi amacına yönelik olarak tasarlanmıştır. Bileşen ontolojilerinin bazı öznitelikleri durağan olmakla birlikte, bileşen uygulama alanı ve türlerine göre farklılıklar gösteren dinamik öznitelikleri de bulunmaktadır. Bileşen ontolojileri, bileşen kütüphanelerinde bulunan farklı alan ve türlerdeki bileşenlere ilişkin üstbilgilerin sorgulanabilmesi için yazılım geliştiriciler ve bileşen üreticileri arasında ortak bir dil kullanılabilmesini sağlamaktadır. Bu çalışma kapsamında ortaya konan mimarinin alt yapısını oluşturmak için; YES kullanılarak türetilen bir yeniden kullanıcı etmeni, bir bileşen etmeni, bir eşleme etmeni ve bir de ontoloji etmeninden oluşan bir çok-etmenli sistem uygulaması da geliştirilmiştir. Geliştirilen bu uygulamanın, YES ile ortaya konan temel düşüncelerin gerçekleştirilebilirliğinin kanıtlanması açısından önem taşıdığı düşünülmektedir. Tezin bundan sonraki bölümleri aşağıda anlatıldığı biçimde düzenlenmiştir. Etmen teknolojisinin ülkemizde tam olarak yaygınlaşmamış olması nedeniyle, bu konuda Türkçe literatür eksikliği görülmektedir. Bu

31 XXXI eksikliği gidermek amacıyla, olabildiğince geniş bir derleme yapılmıştır. Bu derleme, tezin ikinci bölümünü oluşturmaktadır. Yeniden kullanım kavramı, bu tez kapsamında yapılan çalışmaların merkezinde yer almaktadır. Tezin ana katkılarını anlatan bölümlerden önce; yeniden kullanım kavramı, İnternet üzerinde yeniden kullanım, İnternet üzerinde yeniden kullanımın etmen yönelimli olarak yapılması düşüncesinin gerekçeleri gibi konuların tartışıldığı bir bölümün yer alması uygun görülmüştür. Bu bölüm, tezin üçüncü bölümüdür. Geliştirilen etmen sınıf-çatısı (YES) ve tanımlanan içerik dili (XOT) dördüncü bölümde tanıtılmaktadır. İnternet üzerinde etmen yönelimli yazılım yeniden kullanımı için önerilen çok-etmenli sistem mimarisi beşinci bölümde tartışılmaktadır. Beşinci bölüm, önerilen mimarinin alt yapısını sağlamak için geliştirilen uygulamanın tanıtımı ile bir etmenin YES kullanılarak nasıl türetilebileceği gibi konuları da içermektedir. Sonuçlar ve tartışma altıncı bölümde yer almaktadır. Yedinci bölüm, bu tez çalışmasının geliştirilmesi amacına yönelik ileri çalışma önerilerini içermektedir. Yararlanılan kaynaklar son bölümde listelenmiştir.

32 XXXII 2. ETMEN TEKNOLOJİSİ Bu bölümde etmen (agent) teknolojisi tanıtılarak, etmenler konusunda belli bir bilgi birikiminin edinilmesini sağlamak amaçlanmaktadır. Etmenlere ilişkin tanımlar, etmenlerin birincil ve ikincil özellikleri ile bu özelliklere dayanan genel bir etmen tanımı altbölüm 2.1.'de verilmektedir. Etmen ve nesne kavramları arasındaki farklar, etmenlerin sınıflandırması gibi konular da altbölüm 2.1.'de incelenmektedir. Değişik etmen mimarileri altbölüm 2.2.'de tartışılmaktadır. Altbölüm 2.3.'te, çok-etmenli sistem tanımı ve özelikleri verilmektedir. Çoketmenli sistemlere ilişkin en önemli konular arasında yer alan etmenler arası iletişim ve ontoloji (ontology) konuları altbölüm 2.4.'te ayrıntılı olarak ele alınmaktadır. Çok-etmenli sistemlerde görev dağıtımı altbölüm 2.5.'te, etmen kuruluşları altbölüm 2.6.'da incelenmektedir. Günümüz bilgi teknolojisinin en hızlı gelişim gösteren araştırma alanlarından birisi olan etmenler, e-posta süzme gibi diğerlerine oranla daha küçük ve bireysel sistemlerden, hava trafik kontrolü gibi karmaşık ve hayati önemi bulunan sistemlere kadar birçok farklı uygulama alanında kullanılmaktadır. Bu uygulama alanları altbölüm 2.7.'de tanıtılmaktadır Etmen Tanımı ve Özellikleri Üzerinde evrensel anlaşma sağlanmış tek bir etmen tanımı bulunmamaktadır. Değişik araştırıcılar, kendi geliştirmekte oldukları sistemlerde bulunan bazı özellikleri ön plana çıkartarak geliştirdikleri sistemleri etmen olarak nitelendirmekte ve buna bağlı olarak etmen tanımları yapmaktadırlar. Aşağıda, değişik araştırmacılar tarafından yapılmış bazı etmen tanımları verilmektedir:

33 XXXIII "Algılayıcıları yardımıyla ortamı algılayan ve etkileyicileri yardımıyla bu ortamı etkileyen bir sistem etmendir" (Russell ve Norvig, 1994). "Etmen, bir işi nasıl yapıldığının anlaşılmasına gerek kalmadan kullanıcıları adına gerçekleştiren makinedir" (Minsky, 1994). "Özerk etmenler, karmaşık ve dinamik olarak değişebilen bir ortamda bulunan, ortamı algılayan, ortamı etkileyen ve bunları bir takım amaçlar doğrultusunda yapan sistemlerdir" (Maes, 1995). "Akıllı etmenler sürekli olarak aşağıda belirtilen üç fonksiyonu yerine getiren sistemlerdir: 1. Ortamdaki dinamik değişimleri algılamak. 2. Ortamı etkileyen eylemlerde bulunmak. 3. Algıları yorumlamak ve amaçlar doğrultusunda yapılması gereken eylemlerin belirlenmesi için akıl yürütmek" (Hayes-Roth, 1995). "Etmenler, aşağıdaki özellikleri barındıran donanım veya genellikle yazılım tabanlı sistemlerdir: 1. Kullanıcıların doğrudan katılımı olmadan belli bir derecede özerklik çerçevesinde çalışmak. 2. Kullanıcılar ve diğer etmenler ile iletişimde bulunmak. 3. Ortamı algılamak ve ortamdaki değişimlere karşı eylemde bulunmak (reaction). 4. Belirli amaçlara ulaşabilmek için eylemlerde bulunmak" (Wooldridge ve Jennings, 1995a).

34 XXXIV "Bir sistem ancak ve ancak bir etmen iletişim dili ile iletişimde bulunma yeteneği varsa etmen olarak adlandırılabilir" (Genesereth ve Ketchpel, 1995). "Etmen, kullanıcısının adına bir takım görevleri yerine getirmek üzere davranma yeteneği olan yazılım veya donanım bileşenidir" (Nwana, 1996). "Bir yazılım etmenini herhangi bir bilgisayar programından ayıran en önemli özelliklerden birisi süreklilik özelliğidir" (Franklin ve Graesser, 1997). Yukarıda verilen etmen tanımları incelendiğinde, üzerinde evrensel anlaşma sağlanmış tek bir etmen tanımı olmamasına rağmen, bir yazılım veya donanımın etmen olarak nitelendirilebilmesi için barındırması gereken temel özelliklerin neler olması gerektiği konusunda görüş birliği olduğu görülmektedir. Bir etmene ilişkin özellikler iki grupta incelenmektedir. Her etmende olması gereken özellikler birincil özellikler olarak adlandırılmaktadır. Birincil özellikler, bir etmeni klasik donanım veya yazılım sistemlerinden ayıran özelliklerdir. Bir donanım veya yazılım sisteminin etmen olarak nitelendirilebilmesi için mutlaka birincil özellikleri barındırması gerekmektedir. Bunun dışında, bir sistemin etmen olma kavramını güçlendiren ve genellikle geliştirilen uygulamaya bağlı olan özellikler de bulunmaktadır. Bu özellikler ikincil özellikler olarak adlandırılmaktadır. Etmenlerin birincil ve ikincil özellikleri izleyen altbölümlerde ayrıntılı olarak incelenmektedir.