Методи проєктування мультиагентних систем

Спеціальність: Комп'ютерні науки (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.122.03.E.029
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Системи автоматизованого проектування
Лектор: к.т.н., доцент каф. САП Яворський Назарій Борисович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Засвоєння студентами основних теоретичних відомостей та практичних вмінь з курсу. Підготувати студента до ефективного використання сучасних засобів створення програмних агентів; допомогти набути навички практичної роботи iз програмними засобами для проектування та розробки мультиагентних систем.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: загальних: • (ІНТ) здатність використовувати поглиблені теоретичні та фундаментальні знання в галузі інформаційних технологій, систем автоматизованого проектування для ефективного розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем під час професійної діяльності або у процесі навчання, що передбачає їхнє застосування для проектування складних об’єктів та систем; • (ЗК1) уміння спілкуватися другою мовою; • (ЗК2) здатність навчатися; • (ЗК3) уміння спілкуватися усно та в письмовій формі першою мовою; • (ЗК4) здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел; • (ЗК5) уміння ідентифікувати, формулювати та розв’язувати задачі; • (ЗК6) уміння застосовувати знання в практичних ситуаціях; • (ЗК7) уміння приймати обґрунтовані рішення; • (ЗК8) уміння проводити дослідження на відповідному рівні; • (ЗК9) уміння працювати в команді; • (ЗК10) знання та розуміння предметної області та розуміння фаху; • (ЗК12) уміння думати абстрактно, аналізувати та синтезувати; • (ЗК13) уміння розробляти та керувати проектами; • (ЗК14) уміння працювати самостійно; фахових: • (ФК1) здатність гнучкого способу мислення, який дає можливість зрозуміти й розв’язати проблеми та задачі, зберігаючи при цьому критичне відношення до усталених наукових концепцій; • (ФК2) здатність використовувати поглиблені теоретичні та фундаментальні знання в галузі інформаційних технологій для розроблення складних систем; • (ФК8) здатність аналізувати та формулювати висновки для різних типів складних управлінських задач у різних галузях народного господарства; • (ФК9) здатність формулювати (роблячи презентації, або представляючи звіти) нові гіпотези та наукові задачі в області інформаційних технологій, вибирати належні напрями і відповідні методи для їхнього розв’язування; • (ФК10) здатність сприймати здобуті знання в області комп’ютерних наук, інформаційних технологій та інтегрувати їх зі уже наявними; • (ФК11) здатність вивчати та критично оцінювати нові інформаційні технології, моделі і методи, ґрунтуючись на фахових у цих областях наукових літературних джерелах; • (ФКС1) знання теоретичних основ побудови систем автоматизованого проектування та вміння використовувати їх для розроблення їх компонентів; • (ФКС2) знання методів та засобів моделювання складних об’єктів та систем і вміння використовувати їх для автоматизованого проектування у різних галузях; • (ФКС3) здатність використовувати знання методів побудови систем технологічної підготовки виробництва для можливості адаптації їх до конкретних об’єктів проектування; • (ФКС4) знання методів структурного, функціонально-логічного, схемотехнічного та конструкторського проектування і вміння застосовувати їх для автоматизованого проектування у різних галузях; • (ФКС5) здатність використовувати знання методів побудови інформаційного забезпечення і вміння використовувати їх при автоматизованому проектуванні. складних об’єктів та систем; • (ФКС6) здатність використовувати знання моделей систем прийняття рішень та вміння застосовувати їх при реалізації методів та засобів інформаційних технологій проектування.
Результати навчання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання: • отримати уяву про парадигму агентно-орієнтованого підходу у програмуванні; • сформувати знання для використання мультиагентних систем та інтелектуальних агентів при вирішенні практичних задач; • отримати практичні навички для використання мультиагентних систем та інтелектуальних агентів при вирішенні практичних задач; • отримати уяву про стан і перспективу розвитку агентних технологій; • отримати уяву про стан і перспективу розвитку програмного забезпечення для проектування й розробки агентних систем; Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання: • (ЗН1) здатність формулювати та вдосконалювати важливу дослідницьку задачу, для її вирішення збирати необхідну інформацію та формулювати висновки, які можна захищати в науковому контексті. • (ЗН2) здатність використовувати професійно-профільні знання і практичні навички для оптимізації проектування інформаційних систем будь-якої складності, для вирішення конкретних завдань проектування інформаційних систем з керування об'єктами різної фізичної природи. • (ЗН6) здатність здійснювати ефективну комунікативну діяльність роботи команди зі розроблення проекту інформаційної системи. • (ЗН1) здатність застосовувати методи та засоби сучасних інформаційних технологій для розроблення систем автоматизованого проектування та їх компонентів в різних галузях.; • (ЗН2) знання теоретичних основ системного проектування складних об’єктів та вміння використовувати їх на практиці; • (ЗН3) здатність розробляти математичні моделі і алгоритми для автоматизованого проектування складних об’єктів та систем; • (ЗН4) здатність використовувати знання методів підтримки прийняття рішень і вміння використовувати їх при автоматизованому проектуванні складних об’єктів та систем; • (ЗН5) здатність використовувати знання методів побудови інтелектуального інтерфейсу користувача в автоматизованому проектуванні складних об’єктів і систем у різних галузях; • (ЗН6) здатність володіти навиками розроблення функціонального середовища відкритих систем, інтерфейсів прикладного програмування, прикладних програм і додатків з властивостями: розширюваності, масштабованості, здатності до інтеграції, готовності і надійності системи. • (КОМ1) уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською та іноземною мовами (англійською, німецькою, італійською, французькою, іспанською). • (КОМ2) здатність використання різноманітних методів, зокрема сучасних інформаційних технологій, для ефективно спілкування на професійному та соціальному рівнях. • (АіВ1) здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення. • (АіВ2) здатність усвідомлювати необхідність навчання впродовж усього життя з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань. • (АіВ3) здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Інтелектуальний аналіз даних Системи підтримки прийняття рішень в автоматизованому проектуванні Системи штучного інтелекту Автоматизація проектування інтелектуальних вбудованих систем
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна передбачає вивчення таких теоретичних та практичних аспектів як: методи проектування мультиагентних систем; типи агентів в мультиагентній системі; взаємодія агентів в мультиагентних системах; основи взаєморозуміння та комунікації агентів у мультиагентних системах; досягнення домовленостей між агентами в мультиагентних системах.
Опис: Методи проектування мультиагентних систем. Основні поняття та визначення інтелектуальних агентних систем Типи агентів в мультиагентній системі. Інтелектувальні агенти. Типи агентів в мультиагентній системі. Агенти на основі дедукційї Типи агентів в мультиагентній системі. Практично мислячі (вмотивовані, міркуючі) агенти. Типи агентів в мультиагентній системі. Реактивні та гібридні агенти. Взаємодія агентів в мультиагентних системах. Основи взаєморозуміння та комунікації агентів у мультиагентних системах. Співпраця в мультиагентній системі Досягнення домовленостей між агентами в мультиагентних системах.
Методи та критерії оцінювання: захист лабораторних та розрахункових робіт; іспит
Критерії оцінювання результатів навчання: • Поточний контроль (45%): письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування. • Підсумковий контроль (55%): екзамен – теоретичні та практичні завдання.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100-88 балів - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: Базова 1. Subbotin S., Oleynik A. Modifications of Ant Colony Optimization Method for Feature Selection // The experience of designing and application of CAD systems in Microelectronics: Proceedings of the IX International Conference CADSM – 2007 (20–24 February 2007). – Lviv: Publishing house of Lviv Polytechnic, 2007. – P. 493–494. 2. Джонс М.Т. Программирование искусственного интеллекта в приложениях. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 312 с. 3. Дубровин В.И., Субботин С.А., Богуслаев А.В., Яценко В.К. Интеллектуальные средства диагностики и прогнозирования надежности авиадвигателей: Монография. – Запорожье: ОАО «Мотор – Сич», 2003. – 279 с. 4. Дубровін В.І., Субботін С.О. Методи оптимізації та їх застосування в задачах навчання нейронних мереж: Навч. Пос. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2003. – 136 с. 5. Люгер Дж.Ф. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем / Пер. с англ.. – М.: Вильямс, 2005. – 864 с. 6. Олейник Ал.А. Сравнительный анализ методов оптимизации на основе метода муравьиных колоний // Комп’ютерне моделювання та інтелектуальні системи: Збірник наукових праць / За ред. Д.М. Пізи, С.О. Субботіна. – Запоріжжя: ЗНТУ, 2007. – С. 147–159. 7. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход, 2 – е изд.: Пер с англ. – М.: Вильямс. – 2006. – 1408 c. Допоміжна 1. Bullnheimer B., Hartl R.F., Strauss C. Applying the ant system to the vehicle routing problem // Meta – Heuristics: Advances and Trends in Local Search Paradigms for Optimization. – Boston: Kluwer, 1998. – P. 109–120. 2. Costa D., Hertz A. Ants can colour graphs // Journal of the Operational Research Society. – 1997. – №48. – P. 295–305. 3. Dorigo M. Optimization, Learning and Natural Algorithms. – Milano: Politecnico di Milano, 1992. – 140 p. 4. Dorigo M., Gambardella L.M. Ant colonies for the traveling salesman problem // BioSystems. – 1997. – №43. – P. 73–81. 5. Gambardella L.M., Dorigo M. HAS – SOP: An hybrid ant system for the sequential ordering problem. – Lugano: CH, 1997. – P. 237–255. 6. Gambardella L.M., Taillard E., Agazzi G. Macs – vrptw: A multiple ant colony system for vehicle routing problems with time windows // New Methods in Optimisation. – McGraw – Hill, 1999. – P. 63–79. 7. Maniezzo V. Exact and approximate nondeterministic tree – search procedures for the quadratic assignment problem. – Bologna: Universita di Bologna, 1998 – 102 p. 8. Michel R., Middendorf M. An ACO algorithm for the shortest common supersequence problem // New Methods in Optimisation. – McGraw – Hill, 1999. – P. 525–537.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).