SciAgents -
Eine agentenbasierte Umgebung für verteilte wissenschaftliche
Berechnungen
Alexander Starke Seminar „Software Agenten“ 09.01.2001
Gliederung
1. Einführung2. PDE-Modelle3. SciAgents aus der Sicht des Users4. Software-Architektur von
SciAgents5. Zusammenfassung
Einführung In den Wissenschaften existieren
Komplexe numerische Modelle Verfeinerte Hard- und Software
=> Erschweren die Entwicklung komplexer Software-Systeme
Einführung Konzept der Agenten:
Autonom Soziale Fähigkeiten Reaktionsfähigkeit Pro-Aktivität
Einführung Agentenbasierter Ansatz zur
Lösung komplexer Probleme:
Zerlegen großer Aufgaben in abgeschlossene Module
PDE Modelle PDE = partial differential equation Physikalische Modelle werden
durch PDE´s modelliert
PDE Modelle Einfache Modelle bestehen aus
Einem einzigen Gleichungssystem Einem einzelnen Definitions- bzw.
Wertebereich Für diese Modelle gibt es
agentenbasierte Lösungen
PDE Modelle Einfache PDE Modelle reichen oft
nicht aus SciAgents als Lösungsansatz für
multi-domain-Probleme mit folgenden Eigenschaften:
PDE Modelle Physikalisches Phänomen besteht
aus einfach verbundenen Teilen Jeder Teil als einfaches PDE-Modell Die verschiedenen Subsysteme
beeinflussen sich indem die Interface-Bedingungen angeglichen werden
PDE Modelle
PDE Modelle
PDE Modelle Lösung durch „Interface relaxtion
Technik“:1. Initialisieren der Randbedingungen2. Lösen des Gleichungssystems3. Vergleiche einzelne Lösungen und
berechne neue Randbedingungen4. Wiederhole 1. - 3. bis Konvergenz
Users View of SciAgents Zwei Arten von Agenten:
Solver Agents Mediator oder Relaxer Agents
Users View of SciAgents Solver Agent:
Festlegen des Definitionsbereiches Definition der Differentialgleichung Visualisierungsoptionen
Users View of SciAgents Relaxer Agent:
Verbindungen Randbedingungen Entspannungs-Schema Algorithmen Visualisierung
Users View of SciAgents Aufbau eines Netzwerks von
Agenten: Instantiierung eines Agenten Unterstützung durch Agenten Agent besorgt sich selbst die
Informationen die er benötigt Agenten arbeiten „lokal“
Users View of SciAgents
Users View of SciAgents Die funktionale
Problemspezifizierung: Subsysteme Gleichungssysteme Start- und Randbedingungen Interfaces
Agent benötigt zusätzliche Daten: Unterstützung durch PYTHIA
Software Architektur Solver Agent:
Kern User Interface „Wrapper“
Software Architektur Relaxer Agent:
Aufgeteilt in zwei Subrelaxer mit eigenen Algorithmen
Konfigurationsmodul steuert den Agent in seiner Umgebung
Software Architektur
Software Architektur Informationsfluß zwischen Solver
und Mediator Agent Lokaler Prozeß:
Jeder Relaxer kommuniziert mit zwei Solvern
Jeder Solver kommuniziert mit dem zugehörigen SubRelaxer seiner Schnittstellen
Software Architektur
Software Architektur Verteilung der Agenten auf
Recheneinheiten Kommunikation über den Software
Bus Agent Instantiator und Global
Execution Interface zusammen in einem Agent
Software Architektur Kooperation der Agenten Relaxer bestimmen das Verhalten Prozeß terminiert wenn
Alle Relaxer melden Konvergenz Ein Relaxer meldet einen Fehler
Zusammenfassung SciAgents guter Ansatz um
Komplexität der Modelle zu „bewältigen“
Agenten nehmen dem Anwender die Entscheidungen außerhalb seines Fachwissens ab
Modularität bietet Flexibilität