Модернизация программы агентно-ориентированного моделирования "Лабиринт агентов"
Характеристика алгоритмов и программных реализаций поведения агентов в двумерной среде. Исследование разработки структур данных и знаний. Особенность создания интерфейса и карты лабиринта. Экспериментальное тестирование и отладка модулей программы.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.08.2017 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рисунок 6.7 - Результаты экспериментов эксперта 2
Третий эксперт.
Программа показала себя надлежащим образом. По сравнению со старой версией программы, новая версия обзавелась более приятным интерфейсом, который сразу располагает пользователя, изучения данного интерфейса не займет много времени у пользователей плохо знакомыми с компьютерами. Программа стабильно работала, не смотря на различные ПО запущенные фоновым процессом. Все эксперименты необходимые для тестирования программы были выполнены без проблем. Результаты эксперимента представлены на рисунке 6.8.
Рисунок 6.8 - Результаты экспериментов эксперта 3
Четвертый эксперт.
Для проведения тестирования требовалось провести 10 экспериментов с определенными настройками, все эксперименты были выполнены удачно, без возникновения каких-либо ошибок. По завершению экспериментов, результаты были записаны в отдельном файле, что не вызвало проблем с изучением результатов работы программы. Результаты эксперимента представлены на рисунке 6.9.
Рисунок 6.9 - Результаты экспериментов эксперта 4
Пятый эксперт.
При запуске программы, сразу же был замечен новый интерфейс, который стал более ярким и приветливым к пользователю, в дальнейшем использовании программы, интерфейс приятно удивил, когда вместо буквенных обозначений на поле появились картинки объектов. Так же понравились новые объекты, которых не было в старой версии программы, такие как болото, горы и выход. Эти новые объекты расширили рамки проводимых экспериментов, добавив новые возможности, которые влияют на каждый проведенный эксперимент, а, следовательно, на его результат. Результаты эксперимента представлены на рисунке 6.10.
В таблице 6.4 покажем мнение каждого эксперта относительно отдельных модулей программы, как они считают важны ли новые добавленные модули и исправленные старые или же, по их мнению, работа со старой версии программного средства было более удобна и практична.
Рисунок 6.10 - Результаты экспериментов эксперта 5
Таблица 6.4 - Мнение экспертов
Эксперт 1 |
Эксперт 2 |
Эксперт 3 |
Эксперт 4 |
Эксперт 5 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Интерфейс |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Модуль “Болото” |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
|
Модуль “Гора” |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
|
Модуль “Выход” |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Анимация движения |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
|
Изображение картинками |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Как видно по результатам проведенного тестирования и опроса, результаты тестирования программного средства, агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов” можно считать успешными. Все тестовые эксперименты закончились успехом и показали отличный результат работы программного средства.
По результатам опроса видно, что большинство разработанных модулей были встречены хорошо, пользователями уже работавших с данным программным средством. Оценки экспертов по каждому модулю превышают средние показатели, что свидетельствует о хорошо разработанных модулях и их внедрении в программу агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”.
6.3 Руководство пользователя
Руководство пользователя является важнейшей частью разработки программного средства, так как программой будут пользоваться не только пользователи, которые уже знакомы с программой или же люди, хорошо владеющие компьютером, а также люди у которых могут возникнуть трудности в понятии интерфейса программного средства или самой программы.
Для запуска программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”, необходимо запустить специальный файл формата exe, который запустит программу. Файл называется labirint.exe и представлен на рисунке 6.11
Рисунок 6.11 - Файл labirint.exe
После запуска файла labirint.exe открывается приветствующая форма “Анкета”. На этой форме предлагается ввести имя пользователя или его псевдоним, и выбрать будут ли сохранены результаты прошлых исследований или же они будут удалены и в фалах будут сохранены только новые результаты. Кнопка “ОК” на форме “Анкета” является изначально неактивной, только после выбора пользователя сохранить результаты предыдущих экспериментов или не сохранять она становиться активной, и пользователь сможет продолжить работу с программой. Пример формы представлен на рисунке 6.12
Рисунок 6.12 - Форма “Анкета”
После формы “Анкета” пользователь попадает на главную форму программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”. На главной форме приложения нас встречают два поля, на первом поле располагаются объекты лабиринта, на втором поле располагаются агенты, которые ищут золото в лабиринте, пример показан на рисунке 6.13. Так же на этой форме располагается подсказка пользователю, если он будет расставлять объекты вручную, а не с помощью компьютера, пример представлен на рисунке 6.14. Так же здесь находятся такие кнопки как “Поиск”, “Очистить”, “Настройки”, “Статистика”, “Печать” и “Выход”. Все кнопки за исключением “Печать”, “Выход” и “Настройки” неактивны, они станут активны после того как мы настроим программу. Кнопка “Печать” печатает форму программы.
После настройки программы, пользователь вновь возвращается на главную форму приложения “Лабиринт”. Здесь уже неактивные кнопки стали активными, а также произошло заполнения поля объектами, если пользователь указал заполнения поля компьютером. Пример заполненных полей представлен на рисунке 6.16. Теперь пользователь может приступать к проведению экспериментов, для этого он должен нажать кнопку “Поиск”. После нажатия кнопки поиск программа приступит к выполнению поставленной задачи, а справа от поля будет можно увидеть результат выполнения экспериментов. Пример представлен на рисунке 6.17. После проведения экспериментов, пользователь может закрыть программы и исследовать файлы с результатами экспериментов, которые сохраняются в корне программы в фалах short.txt и result.txt или же продолжить дальше проводить эксперимент, для этого ему всего лишь необходимо нажать на кнопку “Возвращение к исходному интерфейсу”.
Рисунок 6.13 - Поля программы
Рисунок 6.14 - Подсказка пользователю
При нажатии кнопки “Настройки” пользователь попадает на форму “Настройки”, где он может настроить эксперименты так как пожелает. Выбрать алгоритм поиска, заполнение поля, количество экспериментов и многое другое. Пример формы “Настройки” представлен на рисунке 6.15
Рисунок 6.15 - Форма “Настройки”
Рисунок 6.16 - Заполненные поля лабиринта
Рисунок 6.17 - Результаты эксперимента
7. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ПРОДУКТА
Для программы агентного-моделирования “Лабиринт агентов” проведем оценку качественных показателей. Для этого необходимо составить таблицу описания оценок программного средства. Описание оценок программного средства представлено в таблице 7.1
Таблица 7.1 - Описание оценок программного средства
Значение оценки |
Описание |
|
0 - 0,49 |
Свойство в программном средстве присутствует, но его качество неприемлемо |
|
0,5 - 0,9 |
Свойство в программном средстве присутствует, обладает приемлемым качеством |
|
0,91 - 1 |
Свойство в программном средстве присутствует, обладает высоким качеством |
Характеристика показателей качества программного средства представлена в таблице 7.2.
Таблица 7.2 - Характеристика показателей программного средства
Показатели качества |
Сущность показателя |
Экспертная оценка |
Экспериментальная оценка |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Надежность |
Свойство программы непрерывно сохранять работоспособность |
0,17 |
0,97 |
|
Эффективность |
Характеризует эффективность использования ПС |
0,15 |
0,99 |
|
Время ответа |
Характеризует то, насколько быстро программа отвечает на воздействие |
0,03 |
0,9 |
|
Рациональность |
Свойство ПС, характеризующее затрачиваемые им ресурсы ПК |
0,09 |
0,94 |
Определим качество разработанного программного средства.
,
где Wi - вес показателя качества;
ri - экспериментальная оценка;
n - число показателей.
На основе данных таблицы 7.2 построим гистограмму распределения оценок по интервалам. Гистограмма представлена на рисунке 7.1
Рисунок 7.1 - Гистограмма распределения оценок по интервалам
Оценим трудоемкость модернизации программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”. Для определения трудоемкости разработки процесса просматриваются следующие этапы «Определение весовых показателей действующих лиц», «Определение весовых показателей вариантов использования», «Определение технической сложности проекта», «Определение уровня квалификации разработчиков», «Оценка трудоемкости проекта». Весовые коэффициенты действующих лиц представлены в таблице 7.3
Таблица 7.3 - Весовые коэффициенты действующих лиц
Тип лица |
Весовой коэффициент |
|
Простое |
1 |
|
Среднее |
2 |
|
Сложное |
3 |
Типы действующих лиц программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов” представлены в таблице 7.4
Таблица 7.4 - Типы действующих лиц для разрабатываемой системы
Действующие лицо |
Тип |
|
Пользователь |
Сложное |
|
Агент |
Сложное |
|
Среда |
Простое |
Вычислим общий весовой показатель, умножая количество действующих лиц каждого типа на соответствующий весовой коэффициент.
,
Весовые коэффициенты представлены в таблице 7.5
Таблица 7.5 - Весовые коэффициенты вариантов использования
Тип Варианта использования |
Описание |
Весовой коэффициент |
|
Простой |
3 или менее транзакций |
5 |
|
Средний |
От 4 до 7 транзакций |
10 |
|
Сложный |
Более 7 транзакций |
15 |
Сложность вариантов использования для программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов” представлена в таблице 7.6.
Таблица 7.6 - Сложность вариантов использования для разработанной системы
Вариант использования |
Тип |
|
Добавить клиента |
Средний |
|
Редактировать клиента |
Средний |
|
Удалить клиента |
Простой |
|
Поиск по клиентам |
Простой |
|
Создать отчет |
Простой |
Общий весовой показатель вычисляется умножением количества вариантов использования каждого типа на соответствующий весовой коэффициент. Общий весовой показатель равен:
Рассчитаем показатель UUCP, формула:
Техническая сложность проекта вычисляется с учетом показателей технической сложности. Показатели технической сложности представлены в таблице 7.7
Таблица 7.7 - Показатели технической сложности
Показатель |
Описание |
Вес |
|
T1 |
Распределенная система |
2 |
|
T2 |
Высокая пропуск. способность |
1 |
|
T3 |
Работа кон. пол. в режиме on-line |
1 |
|
T4 |
Сложная обработка данных |
1 |
|
T5 |
Повторное использование кода |
1 |
|
T6 |
Простота установки |
0,5 |
|
T7 |
Простота использования |
0,5 |
|
T8 |
Переносимость |
2 |
|
T9 |
Простота внесения изменений |
1 |
|
T10 |
Параллелизм |
1 |
|
T11 |
Специальные требования к безопасности |
1 |
|
T12 |
Непосредственный доступ в систему со стороны внешних пользователей |
1 |
|
T13 |
Специальные требования к обучению пользователей |
1 |
Показатели технической сложности для программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов” представлены в таблице 7.8
Таблица 7.8 - Показатели технической сложности для рассматриваемой системы
Показатель |
Вес |
Значение |
Значение с учетом веса |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
T1 |
2 |
2 |
4 |
|
T2 |
1 |
2 |
2 |
|
T3 |
1 |
3 |
3 |
|
T4 |
1 |
3 |
3 |
|
T5 |
1 |
4 |
4 |
|
T6 |
0.5 |
5 |
2,5 |
|
T7 |
0.5 |
5 |
2,5 |
|
T8 |
2 |
5 |
10 |
Продолжение таблицы 7.8 - Показатели технической сложности для рассматриваемой системы
T9 |
1 |
3 |
3 |
|
T10 |
1 |
2 |
2 |
|
T11 |
1 |
2 |
2 |
|
T12 |
1 |
5 |
5 |
|
T13 |
1 |
1 |
1 |
|
Сумма |
44 |
Техническая сложность проекта вычисляется по формуле:
Показатели уровня квалификации разработчиков представлены в таблице 7.9
Таблица 7.9 - Показатели уровня квалификации разработчика
Показатель |
Описание |
Вес |
|
F1 |
Знакомство с технологией |
0.15 |
|
F2 |
Опыт разработки приложений |
0.5 |
|
F3 |
Опыт использования объектно-ориентированного подхода |
1 |
|
F4 |
Наличие ведущего аналитика |
0.5 |
|
F5 |
Мотивации |
1 |
|
F6 |
Стабильность требований |
2 |
|
F7 |
Частичная занятость |
-1 |
|
F8 |
Сложность языка программирования |
-1 |
Показатели уровня квалификации разработчиков для информационной системы обслуживание клиентов книжного издательства представлены в таблице 7.10
Таблица 7.10 - Показатели уровня квалификации разработчика для разрабатываемой системы
Показатель |
Вес |
Значение |
Значение с учетом веса |
|
F1 |
1.5 |
3 |
4.5 |
|
F2 |
0.5 |
2 |
1 |
|
F3 |
1 |
2 |
2 |
|
F4 |
0.5 |
1 |
0.5 |
|
F5 |
1 |
5 |
5 |
|
F6 |
2 |
3 |
6 |
|
F7 |
-1 |
1 |
-1 |
|
F8 |
-1 |
2 |
-2 |
|
Сумма |
16 |
Рассчитаем уровень квалификации разработчиков по формуле:
В результате получили показатель, формула:
Определим трудоемкость проекта. В качестве начального показателя возьмем 10 человека-часов. При рассмотрении показателей получаем 28 человека-часов. Общее количество человека-часов на создание информационной системы равно 278,6, это приблизительно 11-12 рабочих дней, если над проектом работает один человек.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В выпускной квалификационной работе была проведена модернизация программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”.
Данная программа позволяет проводить эксперименты на основе агентно-ориентированного моделирования, где агенты взаимодействуют со внешней средой и друг с другом. Так как каждый построенный лабиринт индивидуален, то вероятности повторения эксперимента практически нет, даже если будут использоваться одинаковые настройки программы.
В пункте “Анализ алгоритмов и программных реализаций поведения агентов в двумерной среде” описаны кто-же такие агенты, типовые задачи, связанные с агентно-ориентированным моделированием и приведены примеры использования агентов в различных сферах и программах. Так же проанализированы алгоритмы и реализации поведения агентов в программе агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”.
В пункте “Разработка архитектуры программного комплекса “Лабиринт агентов”” приведены требования и ограничения к программе агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”, так же приведена структурная схема программы.
В пункте “Разработка структур данных и знаний для “Лабиринт агентов”” представлены данные программы и описаны действия над этими данными, так же представлена база знаний программы.
В пункте “Разработка алгоритмов” представлены различные алгоритмы поиска, их словесное описание и приведены рисунки блок-схем алгоритмов поиска.
В пункте “Разработка и реализация программных модулей” описаны все программные модули, которые мы разработали, приведено их описание с изображением работы данных модулей в программе, включая пример кода с комментариями по каждому разработанному нами модулю.
В пункте “Экспериментальное тестирование и отладка программных модулей” описаны модели надежности программного обеспечения, выбрана пара моделей для проверки надежности нашей модернизированной программы, так же проведено тестирования программы в два этапа и описано руководство пользователя.
В пункте “Оценка качества разрабатываемого продукта” проведена оценка качественных показателей и оценка трудоемкости модернизации программы агентно-ориентированного моделирования “Лабиринт агентов”.
Модернизированную программу можно внедрить в учебный процесс, для более полного понимания агентов и агентно-ориентированного моделирования. В дальнейшем данную программу можно доработать, добавив движение чудовища, которое ищет агентов в то время как агенты ищут золото или выход из лабиринта. Так же можно переписать данную программу на более популярные языки программирования такие как C# или Java. Используя нейронную сеть можно попытаться разработать обучающихся агентов, которые в зависимости от количества экспериментов, буду улучшать свой результат поиска золота, обучаясь после каждого пройденного лабиринта.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Девятков, В.В. Системы искусственного интеллекта: пособие для вузов / В.В. Девятков. -Москва: МГТУ, 2001. -352 с.
2. Швецов, А.Н. Мультиагентные системы: учебное пособие / А.Н. Швецов -Вологда: ВоГТУ, 2012. -110 с.
3. Швецов, А.Н. Агентно-ориентированные системы: основные модели монография / А.Н. Швецов -Вологда: ВоГТУ, 2012. -190 с.
4. Василенко Н.В. Модель оценки надежности программного обеспечения / Н.В. Василенко, В.А. Макаров. // Вестник Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 2004. -№28. -С. 126-132.
5. Тарасов В.Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организациям: монография / В.Б. Тарасов. - Москва: Эдиториал УРСС, 2002 - 352 с.
6. Еременко И.Ю. Интеллектуальные системы принятия решений и управления: монография / И.Ю. Еременко. - Белгород: ТНТ, 2015. - 404 с.
7. Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем: учебник для технических вузов / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский.- Санкт-Петербург: Питер, 2000. - 384 с.
8. Архангельский, А.Я. Программирование в Delphi для Windows А.Я. Архангельский. - Санкт-Петербург: Бином-Пресс, 2007. - 1248 с.
9. Фленов, М.А. Библия Delphi, 3-е издание / М.А. Фленов. - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011. - 300 с.
10. Культин, Н.В. Основы программирования в Embarcadero Delphi / Н.В. Культин. - Москва: Интернет-издание, 2015. - 232 с.
11. Коталевский Д.Ю. Основы имитационного моделирования и системного анализа в управлении: учебное пособие / Д.Ю. Коталевский. - Москва: МГУ, 2011. - 304 с.
12. Осипов Д.Л. Delphi. Профессиональное моделирование: монография / Д.Л. Осипов. - Москва: Символ-плюс, 2006. - 1056 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка приложения "Ведомость начисления заработной платы" в среде программирования C++Builder. Алгоритм и сценарий работы программы. Проектирование интерфейса пользователя. Написание программных модулей и результаты тестирования данной программы.
курсовая работа [597,4 K], добавлен 31.01.2016Определение необходимых модулей программы, структуры файла базы данных. Описание разработки программы, отладка и тестирование. Разработка приложения Organizer.exe, меню и руководство пользователя. Алгоритм обработки событий главного меню (расписания).
курсовая работа [901,8 K], добавлен 11.02.2014Разработка и тестирование программы класса Точка. Спецификация программы. Сценарий диалога с пользователем. Разработка структур данных и алгоритмов. Таблица параметров функций программы. Текст программы на языке C++. Особенности тестирования программы.
лабораторная работа [43,1 K], добавлен 21.07.2012Исследование алгоритмов и характеристик существующих программных систем аналогов для проверки знаний: Aму Life Test Gold, SunRav TestOfficePro. Разработка архитектуры программной системы. Проверка программы в нормальных условиях, руководство пользователя.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 17.06.2012Общие сведения об исследуемой организации, направления ее хозяйственной деятельности, характеристика используемой вычислительной техники и программного обеспечения. Разработка пользовательского интерфейса, шаблонов, отладка и тестирование программы.
отчет по практике [159,3 K], добавлен 11.04.2016Проектирование и отладка Windows-приложений для работы с внешними источниками данных. Функциональная блок-схема взаимодействия программных модулей. Описание связей между таблицами. Тестирование программного средства. Требования к техническому обеспечению.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 17.05.2011Реализация линейных списков в языке программирования C++. Основные операции при работе с ними. Разработка интерфейса и алгоритмов. Описание работы программы на псевдокоде. Составление программного кода. Тестирование, отладка и результат работы программы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.01.2014Технология программных агентов. Форматы метаданных, использующиеся для описания электронных ресурсов. Разработка интеллектуальных агентов. Среда разработки Jadex для построения интеллектуальных агентов. BDI модель интеллектуального агента ресурсов.
курсовая работа [279,8 K], добавлен 20.02.2011Разработка программного решения по созданию мобильного приложения. Изучение технологий для разработки приложений. Анализ работы торговых агентов. Обоснование выбора языка программирования. Проектирование интерфейса структуры и верстка, листинг программы.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 08.06.2017Разработка игры "Экзамен" с применением объектно-ориентированного программирования и языка Java (в среде Eclipse Helios). Структура программы и алгоритм решения задачи. Описание методов и переменных. Экспериментальное тестирование и оценка программы.
курсовая работа [122,5 K], добавлен 19.05.2011