Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск

Реализация агентно-базированных метакомпьютерных систем и приложений

https://doi.org/10.21869/2223-1560-2022-26-1-148-171

Полный текст:

Аннотация

Цель исследования. Создание методики проектирования прототипа метакомпьютерной распределенной вычислительной системы с учетом современного этапа эволюции аппаратного и облачносетевого программного обеспечения для предоставления пользователям средства создания приложений, обладающих межпрограммным параллелизмом и возможностью совместной работы компонент.
Методы. Логические модели искусственного интеллекта - концептуальные графы, агентно-базированная технология программирования, виртуализация сетевых ресурсов. Метод проведения натурного эксперимента заключался в том, что при запуске приложения на выполнение в виртуальном агентно-базированном метакомпьютере была использована сетевая инфраструктура с удаленным доступом к лабораторной сети Fast Ethernet через Интернет и затем проводилось измерение временных характеристик.
Результаты. Предложена методика проектирования облачно-сетевых метакомпьютерных систем и приложений, создано прототипное программное обеспечение промежуточного уровня middleware на базе мультиагентной технологии. Поставленная цель достигнута, так как разработанная агентно-базированная среда позволяет реализовывать универсальные управляющие конструкции программирования – переход по одному или нескольким условиям, цикл, последовательность, распараллеливание, для которых введены исполнимые концептуальные спецификации.
Заключение. Предложен подход к реализации распределенного метакомпьютерного приложения в среде компьютерной сети на основе использования предметно-ориентированной мультиагентной системы и концепции агентно-ориентированного программирования на основе концептуальных графов, описывающих обмен сообщениями и обработку данных программными агентами. В агентно-базированной среде эффективно реализуются межузловые взаимодействия по типу пиринговых; возможна организация параллельной обработки данных как несколькими, так и одним агентом. Предлагаемые методы решения задач позволяют оперативно создавать распределенные приложения, работающие в облачно-сетевой среде; время разработки и отладки при этом сокращается примерно на порядок.

Об авторах

Н. С. Карамышева
Пензенский государственный университет
Россия

Карамышева Надежда Сергеевна, кандидат технических наук, доцент

д. 40, ул. Красная, г. Пенза 440026



Д. С. Свищев
Пензенский государственный университет
Россия

Свищев Данил Сергеевич, магистрант

д. 40, ул. Красная, г. Пенза 440026



К. В. Попов
Пензенский государственный университет
Россия

Попов Константин Владимирович, кандидат технических наук, доцент

д. 40, ул. Красная, г. Пенза 440026



С. А. Зинкин
Пензенский государственный университет
Россия

Зинкин Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор

д. 40, ул. Красная, г. Пенза 440026



Список литературы

1. Cohen-almagor R. The Future of the Internet. Academia Letters, 2021. P. 1-5. https://doi.org/10.20935/AL1962.

2. Digital economy report 2021. Cross-border data flows and development: for whom the data flow. Geneva, United Nations, 2021. 238 p.

3. Что такое метакомпьютинг (краткий обзор технологий организации gраспределенных вычислений в Интернете). URL: https://parallel.ru/computers/reviews/metacomputing.html. [Электронный ресурс]. Вид с экрана. Метод доступа свободный.

4. World Community Grid: Request for Proposal (RFP). 2020. P. 1–4. URL: https://www.worldcommunitygrid.org/bg/rfp.pdf. [Electronic resource]. Blank from the screen.

5. A New Massively Parallel And Distributed Virtual Machine Model Using Mobile Agents / M. Youssfi, O. Bouattane, J. Bakkoury, M. Bensalah // Conference: IEEE Conference: 4th International Conference on Multimedia Computing and Systems April 14-16, 2014 Marrakech - MOROCCO MSTI Mediterranean Space of Technology and Innovation. Morocco Chapter. April 14-16, 2014. P. 407-414. Marrakech, Morocco. https://doi.org/10.1109/ICMCS.2014.6911306.

6. Youssfi M., Bouattane O., Bensalah M. A Parallel Computational Model Based on Mobile Agents for High Performance Computing // Contemporary Engineering Sciences, 2015. Vol. 8, No. 15. P. 677-698. http://dx.doi.org/10.12988/ces.2015.55153.

7. Agent-oriented model-driven development for JADE with the JADEL programming language / F. Bergenti, E. Iotti, S. Monica, A. Poggi // Comput. Lang. Syst. Struct. 2017. Vol. 50. P. 142–158. https://doi.org/10.1007/978-3-319-93581-2_9.

8. Development of Mobile Agents With Aglets (A Java Based Tool) / M. Yadav, P. Sethi, D. Juneja, N. Chauhan // International Journal of Innovations & Advancement in Computer Science (IJIACS), Vol. 4, Special Issue, May 2015. P. 245-251.

9. Kravari K., Bassiliades N. A Survey of Agent Platforms // Journal of Artificial Societies and Social Simulation. 2015. Vol. 18 (1), No. 11. P. 1-18.

10. Cynthia N., Gregory M. Tools of the Trade: A Survey of Various Agent Based Modeling Platforms // Journal of Artificial Societies and Social Simulation. 2009. Vol. 12, № 2. URL: http://jasss.soc.surrey.ac.uk/12/2/2.html. [Electronic resource]. Blank from the screen.

11. Survey: Agent-based Software Technology Under the Eyes of Cyber Security, Security Controls, Attacks and Challenges / B. Alluhaybi1, M. S. Alrahhal, A. Alzhrani, V. A. Thayananthan // International Journal of Advanced Computer Science and Applications (IJACSA), King Abdulaziz University (KAU), Jeddah, Saudi Arabia. 2019. Vol. 10, No. 8. P. 211-230.

12. Silva L., Meneguzzi F., Logan B. BDI Agent Architectures: A Survey // Proceedings of the Twenty-Ninth International Joint Conference on Artificial Intelligence. Survey track. – 2020. P. 4914-4921. DOI: https://doi.org/10.24963/ijcai.2020/684.

13. Faastlane: Accelerating Function-as-a-Service Workflows / S. Kotni, A. Nayak, V. Ganapathy, A. Basu // Proceedings of the 2021 USENIX Annual Technical Conference. July 14–16. 2021. P. 957-971.

14. Faas orchestration of parallel workloads / D. Barcelona-Pons, P. Garcia-Lopez, A. Ruiz, A. Gomez-Gomez, G. Paris, M. Sanchez-Artigas // Proceedings of the 5th International Workshop on Serverless Computing. 2019. P. 25-30. https://doi.org/10.1145/3366623.3368137.

15. On the FaaS Track: Building stateful distributed applications with serverless architectures / D. Barcelona-Pons, M. Sanchez-Artigas, G. Paris, P. Sutra, P. Garcia-Lopez // ACM Middleware Conference. 2019. P. 41-54. https://doi.org/10.1145/3361525.3361535.

16. Волчихин В. И., Зинкин С. А., Карамышева Н. С. Организация функционирования облачно-сетевых распределенных вычислительных систем с архитектурой «агенты как сервисы» // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2019. № 4. С. 27–50. https://doi.org/10.21685/2072-3059-2019-4-3.

17. Разработка сетевых агентно-базированных приложений на основе метакомпьютерной технологии / В. И. Волчихин, Н. С. Карамышева, А. В. Горынина, С. А. Зинкин // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2021. № 4. С. 3–25. https://doi.org/10.21685/2072-3059-2021-4-1.

18. Synthesis of the Functional Architecture of Agent-based Computing Systems when Using Conceptual Models of Artificial Intelligence / S. A. Zinkin, V. I. Volchihin, N. S. Karamysheva, M. S. Jaafar // 2021 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2021. Proceedings, Austria, Vienna, 2021. P. 1-6. https://doi.org/10.1109/EMCTECH53459.2021.9619174.

19. Dynamic Topology Transformation of Cloud-Network Computer Systems: Conceptual Level / S. A. Zinkin, V. I. Volchihin, N. S. Karamysheva, M. S. Jaafar // 2020 International Conference on Engineering Management of Communication and Technology, EMCTECH 2020. Proceedings, Austria, Vienna, 2020. P. 1-10. https://doi.org/10.1109/EMCTECH49634.2020.9261554.

20. Зинкин С. А., Джафар М. С. Развитие информационно-коммуникационных инфраструктур распределенных вычислительных систем на основе концепции «Сеть – это компьютер» // Известия Юго-Западного государственного университета. 2018. Т. 22. №4 (79). С. 75-93.

21. Зинкин С. А., Джафар М. С., Карамышева Н. С. Организация функционирования распределенных вычислительных систем с переменной архитектурой в виде облачного сервиса, формируемого по запросу клиента (реализация изменяемой системной архитектуры) // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2018. Т. 7. № 4 (44). С. 54-60.

22. Зинкин С. А., Джафар М. С., Карамышева Н. С. Организация функционирования распределенных вычислительных систем с переменной архитектурой в виде облачного сервиса, формируемого по запросу клиента (концептуальные графы распределенных алгоритмов // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2018. Т. 7. № 4 (44). С. 136-146.

23. Bellifemine F. L., Caire G., Greenwood D. Developing multi-agent systems with JADE. Wiley, 2007. 300 p.

24. Java Agent Development Environment (JADE). URL: http://jade.tilab.com/. [Electronic resource]. Blank from the screen.


Рецензия

Для цитирования:


Карамышева Н.С., Свищев Д.С., Попов К.В., Зинкин С.А. Реализация агентно-базированных метакомпьютерных систем и приложений. Известия Юго-Западного государственного университета. 2022;26(1):148-171. https://doi.org/10.21869/2223-1560-2022-26-1-148-171

For citation:


Karamysheva N.S., Svishchev D.S., Popov K.V., Zinkin S.A. Implementation of Agent-Based Metacomputersystems and Applications. Proceedings of the Southwest State University. 2022;26(1):148-171. (In Russ.) https://doi.org/10.21869/2223-1560-2022-26-1-148-171

Просмотров: 96


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)