基于多Agent的排课系统设计

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计算机排课问题是一个具有代表性的信息处理问题.90年代后期以来,人们开始使用面向对象的数据库技术和人工智能领域的专家系统技术作为技术支持解决这一问题,但是到目前为止尚未取得普遍认可的结果.对排课问题的研究在理论上和实践上仍然具有相当典型的代表性和实际意义.这个问题的解决,对解决其它NP—Hard、NP—完全问题也将具有较大的指导作用.智能Agent是在面向对象技术中的"对象"基础上发展起来的一种新型程序构造实体.智能Agent使应用程序具有了自主判断和选择行为的能力,为信息技术领域带来了重要的观念更新,在问题求解、算法设计及软件结构等方面开创了许多新的研究领域,也产生带来了许多突破性的成果.一些初步的研究成果说明,多个软件Agent协同工作,不仅是单个软件Agent问题求解能力的线性迭加,在求解一些大规模,复杂性问题时,有可能产生一些突破性的成果.因此,多Agent系统(MAS,Multi-Agent System)技术迅速成长为近几年来计算机领域研究的热点之一.多Agent系统是一种从问题的局部概念模型出发,以自底向上的方式形成的一种分布式人工智能系统,它是由一些自主的Agent通过遵守某种协议来完成任务或达成目标的应用系统.多Agent系统既可以处理单一目标的问题,也能处理多目标问题.本文在研究分析了多种现有的排课问题解决方案的基础上,指出了一种将多Agent技术引入排课问题的求解的新思路.通过对多Agent系统中的Agent间的一种基本协商策略——合同网协议的改进,在消息传播中加入优先权控制机制,提出了基于令牌的合同网协议,并对其实现方法和性能进行了深入的研究和探索.本文提出的用程序创建器生成Agent的方法,通过利用数据库当中已经优化处理的资源,能够有效地提高排课效率.利用多Agent技术实现的排课系统,程序结构简单、清晰,容易实现,同时由于多Agent并行计算的本质特性,具有能够充分利川软硬件资源,提高综合效率的优点.基于令牌的合作网协议使得多Agent排课系统中的所有班级Agent能够通过有序、简洁的协商方式,化解冲突,达成一致,获得在特定条件和特殊要求下最大化自身利益的排课结果.
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