分布式人工智能系统的特点
分布式人工智能
作用交互性 环境协调性 面向目标性 存在社会性
能够与环境交互作用，能够感知其所处环 境，并借助自己的行为结果，对环境做出适当反应。 真体存在于一定的环境中，感知环境的状 态、事件和特征，并通过其动作和行为影响环境，与环境 保持协调。环境和真体互相依存，互相作用。 真体能够表现出某种目标指导下的行为， 为实现其内在目标而采取主动行为。
ISIC C
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8.3 真体的结构
基于效果的真体
真体 效 果 真 体 影响世 界信息 世界发 展 真 体信息 原有 内部 状态
行为 决策
满意 程度
行为影响世界 环境
世界现状 传感器
执行器
Fig 8. 7 基于效果的真体结构
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ISIC C
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8.3 真体的结构
复合式真体
真体 建 模
一般情况
反 射 决策生成
紧急和简单情况 动作
通 信
建 模
建 模 环境
执行器 其它Agent
Fig 8. 8 复合式真体的结构
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ISIC C
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8.4 Agent Communication 真体的通信
Intelligent Systems: Principles & Applications
Ch.8 Agent(真体)
Director: Cai Zixing Central South University 2009
Central South University Artificial Intelligence
什么是分布式人工智能,它们如何提高机器智能的效率和可靠性？
什么是分布式人工智能，它们如何提高机器智能的效率和可靠性？随着人工智能技术的迅猛发展，分布式人工智能成为热门话题。
分布式人工智能是一种新的机器智能架构，它将多个智能设备连接起来形成网络，协同完成复杂的智能任务。
这种架构在提高机器智能的效率和可靠性方面具有重要作用，本文将从以下几个方面介绍分布式人工智能的特点和优势。
一、分布式人工智能的特点1. 多设备共同协作，实现高效智能计算分布式人工智能将多个智能设备连接在一起形成网络，并通过一定的通信协议进行通信交互。
这些设备可以是智能手机、平板电脑、智能音箱等，通过协作完成复杂智能任务，如语音识别、图像识别等。
2. 数据共享和协同学习，提升机器智能分布式人工智能架构中所有设备通过数据共享实现协同学习，将各自的学习成果互相分享和交流，提升机器智能的水平。
例如，在自然语言处理中，多个设备可以同时学习不同的语言，通过协同学习将各自的学习成果进行整合，提升机器的语义理解能力。
3. 大规模并行计算，保证高效性能分布式人工智能架构中的协作运算是基于大规模并行计算的，所有设备都在进行独立的运算，为保证性能和速度，需要使用并行计算技术。
这种计算方式使得机器学习模型的训练和预测速度大幅提升，提升机器学习的效率。
二、分布式人工智能的优势1. 提高机器智能的可靠性分布式人工智能架构中，所有设备的数据是交互和共享的，这种方式可以减少单点故障的发生，提高机器智能的可靠性。
例如，在语音识别任务中，当某个设备面临较大的噪音环境时，其他设备可以通过共享数据来纠正噪音导致的识别错误。
2. 支持个性化智能学习分布式人工智能架构中，每个设备都可以独立的进行学习和推理，个性化的智能学习可以更好地适应用户的需求。
例如，在智能家居领域，每个设备可以通过学习区分用户的行为，从而实现更加个性化的智能控制。
3. 降低计算成本分布式人工智能架构中，多个设备共同完成智能任务，可以降低计算成本，提高效率。
例如，在自然语言处理领域，某些任务需要大量的计算资源才能完成，使用单个设备可能会导致性能瓶颈，而分布式人工智能可以通过协同运算来提升效率，降低计算成本。
分布式人工智能系统的设计与实现
分布式人工智能系统的设计与实现随着互联网技术和人工智能的快速发展，人工智能系统在各个领域展示出巨大的应用潜力。
为了充分发挥人工智能系统的优势，很多研究者开始将分布式系统与人工智能相结合，设计和实现分布式人工智能系统。
在这篇文章中，我们将探讨分布式人工智能系统的设计原则、组成部分以及实现方法。
一、设计原则1.弹性和可扩展性：分布式人工智能系统应该具备弹性和可扩展性，能够动态地适应不同的工作负载和需求变化。
系统应该能够根据需要自动调整资源分配，确保高效的运行。
2.高可用性：分布式人工智能系统通常需要处理大规模的数据和复杂的计算任务，因此，高可用性是非常重要的。
系统应该具备故障容错能力，保证在节点故障或断电时仍能正常运行。
3.数据安全和隐私保护：在设计分布式人工智能系统时，要重视数据的安全性和隐私保护。
合理使用加密技术和访问控制策略，确保用户数据的机密性和完整性。
4.可解释性：人工智能系统在决策过程中往往涉及到大量的数据和复杂的算法。
为了使系统更加透明和可信，设计人工智能系统时应该考虑加入解释性模块，将决策的依据和过程展示给用户。
5.协同合作：分布式人工智能系统需要设立合适的协调机制，使各个节点之间可以共享信息和资源，相互协作完成任务。
设计系统时，要考虑到节点间的通信和协同方式，确保节点之间正常地共享计算结果。
二、组成部分1.节点管理器：节点管理器负责管理分布式系统中的各个节点，包括节点的注册、状态监控、任务调度等功能。
节点管理器需要根据系统的负载情况和节点的性能特点，动态地分配任务和资源。
2.任务调度器：任务调度器负责将任务分解为子任务，并将子任务分配给合适的节点进行处理。
任务调度器需要考虑到任务的优先级、节点的负载情况、网络带宽等因素，以最优的方式分配任务，提高系统的效率。
3.数据存储和管理：分布式人工智能系统需要处理大规模的数据，因此，数据存储和管理是非常重要的组成部分。
设计合适的数据存储结构和访问方式，确保数据的高效存储和快速检索。
分布式人工智能和Agent技术
分布式人工智能和Agent技术7.1 分布式人工智能分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence，DAI）的研究始于20世纪70年代末，主要研究在逻辑上或物理上分散的智能系统如何并行地、相互协作地实现问题求解。
其特点是：（1）系统中的数据、知识以及控制，不但在逻辑上而且在物理上分布的，既没有全局控制，也没有全局的数据存储。
（2）各个求解机构由计算机网络互连，在问题求解过程中，通信代价要比求解问题的代价低得多。
（3）系统中诸机构能够相互协作，来求解单个机构难以解决，甚至不能解决的任务。
分布式人工智能的实现克服了原有专家系统、学习系统等弱点，极大提高知识系统的性能，可提高问题求解能力和效率，扩大应用范围、降低软件复杂性。
其目的是在某种程度上解决计算效率问题。
它的缺点在于假设系统都具有自己的知识和目标，因而不能保证它们相互之间不发生冲突。
近年来，基于Agent的分布式智能系统已成功地应用于众多领域。
7.2 Agent系统Agent提出始于20世纪60年代，又称为智能体、主体、代理等。
受当时的硬件水平与计算机理论水平限制，Agent的能力不强，几乎没有影响力。
从80年代末开始，Agent理论、技术研究从分布式人工智能领域中拓展开来，并与许多其他领域相互借鉴及融合，在许多领域得到了更为广泛的应用。
M.Minsky曾试图将社会与社会行为的概念引入计算机中，并把这样一些计算社会中的个体称为Agent，这是一个大胆的假设，同时是一个伟大的、意义深远的思想突破，其主要思想是“人格化”的计算机抽象工具，并具有人所有的能力、特性、行为，甚至能够克服人的许多弱点等。
90年代，随着计算机网络以及基于网络的分布计算的发展，对于Agent及多Agent系统的研究，已逐渐成为人工智能领域的一个新的研究热点，也成为分布式人工智能的重要研究方向。
目前，对于Agent系统的研究正在蓬勃的发展可分为基于符号的智能体研究和基于行为主义的智能体研究。
分布式人工智能
分布式人工智能系统的主要优点
1) 提高问题求解能力。 2) 提高问题求解效率。 3) 扩大应用范围。 4) 降低软件的复杂性。
分布式人工智能
分布式人工智能的研究可以追溯到70 年代末期。早期分布式人工智能的 研究主要是分布式问题求解，其目 标是要创建大粒度的协作群体，它 们之间共同工作以对某一问题进行 求解。
结果共享
Lesser 和 Corkill 提出了结果共享方式。在 结果共享方式的系统中, 各结点通过共享部分结果 相互协作, 系统中的控制以数据为指导, 各结点在 任何时刻进行的求解取决于当时它本身拥有或从其它 结点收到的数据和知识。
结果共享的求解方式适合于求解与任务有关的各 子任务的结果相互影响, 并且部分结果需要综合才能 得出问题解的领域。如分布式运输调度系统、分布式 车辆监控实验系统DVMT
分布式人工智能系统的特色
1) 系统中的数据、知识, 以及控制不但在 逻辑上, 而且在物理上是分布的, 既没 有全局控制, 也没有全局的数据存储。
2) 各个求解机构由计算机网络互连, 在问 题求解过程中, 通信代价要比求解问题 的代价低得多。
3) 系统中诸机构能够相互协作, 来求解单 个机构难以解决, 甚至不能解决的任务。
合同网
1980年Davis 和 Smith提出了合同网 (CNET) CNET使用投标---合同方式实现任务在多 个节点上的分配。合同网系统的重要贡献 在于提出了通过相互选择和达成协议的协 商过程实现分布式任务分配和控制的思想。
分布式车辆监控测试系统 DVMT
1980年麻萨诸塞大学的Lesser, Corkill 和 D作方式： ▪ 任务分担 ▪ 结果共享
任务分担
Smith 和Davis 提出了任务分担方式。 在任务分担系统中, 结点之间通过分担 执行整个任务的子任务而相互协作, 系统 中的控制以目标为指导, 各结点的处理 目标是为了求解整个任务的一部分。
分布式系统的基本概念
分布式系统的基本概念一、分布式系统概述分布式系统是一种通过网络将多个计算机互联起来，以实现共同完成任务的系统。
它将任务分成多个子任务，分配给不同的计算机处理，最后将结果汇总起来。
分布式系统的应用非常广泛，比如大型互联网公司、数据中心、云计算等领域。
它能够提高系统的处理能力、可靠性和灵活性，同时降低成本和维护难度。
二、分布式系统基础1.分布式系统的特点：分布式系统具有透明性、可扩展性、可靠性和灵活性等特点。
透明性是指用户在使用分布式系统时感觉就像使用单个系统一样；可扩展性是指分布式系统可以方便地增加或减少节点来满足需求；可靠性是指分布式系统中的节点可以相互备份，从而提高系统的可靠性；灵活性是指分布式系统可以方便地增加或删除节点，从而适应不同的应用场景。
2.分布式系统的组成：分布式系统由多个节点组成，每个节点可以是一个独立的计算机或者一个独立的进程。
节点之间通过网络互联，共同完成任务。
3.分布式系统的通信模型：分布式系统的通信模型包括消息传递模型和远程过程调用模型。
消息传递模型通过发送和接收消息来实现节点之间的通信；远程过程调用模型通过调用远程进程来完成任务。
三、分布式系统架构1.客户端-服务器架构：客户端-服务器架构是最常见的分布式系统架构之一。
客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回结果给客户端。
这种架构的优点是简单易用，但存在单点故障的问题。
2.对等网络架构：对等网络架构中，所有节点都是平等的，每个节点都可以充当客户端或服务器。
这种架构的优点是灵活性高，但实现起来比较复杂，需要解决一些技术难题，如如何保证数据一致性等。
3.层次式架构：层次式架构将节点按照功能划分为不同的层次，每个层次负责完成不同的任务。
这种架构的优点是可扩展性好，易于维护和管理，但存在通信开销大的问题。
4.分布式对象架构：分布式对象架构将对象划分为不同的部分，每个部分在不同的节点上运行。
这种架构的优点是提高了系统的性能和可靠性，但实现起来比较复杂，需要解决一些技术难题，如如何保证对象的一致性等。
简述分布式系统的概念
简述分布式系统的概念
分布式系统是由多台计算机和通信网络连接起来的系统，这些计算机通过消息传递进行通信和协调，共同完成特定任务。
分布式系统的目标是将计算任务分散到不同的计算机上，以提高系统的性能、可靠性和可扩展性。
分布式系统具有以下特点：
1. 分布性：分布式系统中的计算机可以分布在不同的地理位置，通过网络连接进行通信和协调。
2. 并发性：分布式系统中的多个计算机可以同时执行不同的任务，从而提高系统的并发处理能力。
3. 透明性：分布式系统可以屏蔽底层的物理和逻辑细节，使用户感觉像在使用单一的计算机系统一样。
4. 可靠性：分布式系统通过冗余和容错机制，可以提高系统的可靠性，即使其中某个计算机发生故障，系统仍能正常运行。
5. 可扩展性：分布式系统可以通过增加更多的计算机节点来扩展系统的处理能力，以适应不断增长的需求。
6. 开放性：分布式系统通常采用开放的标准和协议，以便不同厂商的设备和软件可以互相通信和协作。
分布式系统广泛应用于各个领域，例如互联网服务、大数据处理、分布式存储和计算等。
它们可以提供高性能、高可用性和高可扩展性的系统解决方案，满足不同规模和需求的应用场景。
人工智能及其应用第四版答案
人工智能及其应用第四版答案【篇一：人工智能及其应用习题参考答案第9章】txt>9-1 分布式人工智能系统有何特点？试与多艾真体系统的特性加以比较。
分布式人工智能系统的特点：(1) 分布性系统信息(数据、知识、控制)在逻辑上和物理上都是分布的(2) 连接性各个子系统和求解机构通过计算机网络相互连接(3) 协作性各个子系统协调工作(4) 开放性通过网络互连和系统的分布，便于扩充系统规模(5) 容错性具有较多的冗余处理结点、通信路径和知识，提高工作的可靠性(6) 独立性系统把求解任务归约为几个相对独立的子任务，降低了问题求解及软件开发的复杂性9-2 什么是艾真体？你对agent的译法有何见解？agent是能够通过传感器感知其环境，并借助执行器作用于该环境的实体，可看作是从感知序列到动作序列的映射。
其特性为：行为自主性，作用交互性，环境协调性，面向目标性，存在社会性，工作协作性，运行持续性，系统适应性，结构分布性，功能智能性把agent 译为艾真体的原因主要有：(1) 一种普遍的观点认为，agent是一种通过传感器感知其环境，并通过执行器作用于该环境的实体。
(2) “主体”一词考虑到了agent具有自主性，但并未考虑agent还具有交互性，协调性，社会性，适应性和分布性的特性(3) “代理”一词在汉语中已经有明确的含义，并不能表示出agent的原义(4) 把agent译为艾真体，含有一定的物理意义，即某种“真体”或事物，能够在十分广泛的领域内得到认可(5) 在找不到一个确切和公认的译法时，宜采用音译9-3 艾真体在结构上有何特点？在结构上又是如何分类的？每种结构的特点为何？真体＝体系结构+程序(1) 在计算机系统中，真体相当于一个独立的功能模块，独立的计算机应用系统。
(2) 真体的核心部分是决策生成器或问题求解器，起到主控作用(3) 真体的运行是一个或多个进程，并接受总体调度(4) 各个真体在多个计算机cpu上并行运行，其运行环境由体系结构支持。
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分布式人工智能系统的特点
分布式人工智能是近十年来才兴起的的、松散耦合的智能机构如何协调和组织一门新学科,是人工智能、知识工程、分其知识、技能、目标和规划以进行高效联布式计算、并行处理、计算机网络和通讯合求解.其研究包括并行人工智能、分布技术交叉发展的产物。
分布式人工智能运式知识系统二大部分(如图所示)。
用人工智能技术,研究一组在地理上分散分布式人工智能 xe 分布式知识系统并行人工智能/1\ 神经网络、并行分布处理等分布式知识分布式分布式库管理系统问题求解专家系统图分布式人工智能的研究范畴分布式人工智能系统具有潜在的并行何时中断其现行工作,以满足来自其它智处理能力,单个智能机构具有较高的自治能机构的请求,或何时接受其它任务。
在性,整个系统具有较大的可扩展性和较高交替活动方面,智能机构应用有效的方法的可靠性,具有共享知识和资源的能力,来交替完成这些活动。
在信息采集方面,对知识的处理速度快能力强等特点.
分布式人工智能（Distributed Artificial Intelligence），简称DAI，它是人工智能和分布式计算相结合的产物。
DAI的提出，适应了设计并建立大型复杂智能系统以及计算机支持协同工作（CSCW）的需要。
其目的主要研究在逻辑或物理上实现分散的智能群体Agent的行为与方法，研究协调、操作它们的知识、技能和规划，用以完成多任务系统和求解各种具有明确目标的问题。
目前，DAI的研究大约可划分为两个基本范畴：一是分布式问题求解（Distributed Problem Solving，DPS）；另一个是关于多智能体系统（Multi Agent System，MAS）实现技术的研究。
所谓分布式问题求解，往往针对待解决的总问题，将其分解为若干子任务，并为每个子任务设计一个问题求解的子系统。
这里，首先需要智能地确定一个分配的策略：如何把总工作任务在一群模块（Module）或者节点（Node）之间进行子任务分配；其次需要智能地确定一个工作任务协同的策略：要在基于分散、松耦合知识源的基础上，实现对问题的合作求解。
这里所谓“分散”的概念是指任务的控制操作和可利用的信息都是分布的，没有全局控制和全局数据；知识源分布在不同的处理节点上，数据、信息、知识和问题的答案可以按照某种规则予以共享。
多智能体系统又常称为多Agent系统或简称为MAS，主要研究不同的智能体之间的行为协调和进行工作任务协同。
即在一群自治的Agent之间，通过协调它们的知识、目标、技能和系统规划，以确定采取必要的策略与操作，达到求解多任务系统及解决各种复杂问题的目标。
MAS是单个的Agent技术和分布式系统相结合的发展产物，也是分布式人工智能研究的一个前沿领域。
目前，MAS的研究重点是：如何协调多个Agent的行为，从而协同地完成大型复杂的工作任务。
分布式问题求解系统的组织结构，是指节点之间信息与控制关系以及问题求解能力在节点中的分布模式。
组织结构可分为层次、平行、混合三大类型。
(1) 层次类型层次类型的系统中，任务是分层的，即每个任务由若干下层
子任务组成。
但同层子任务之间在逻辑上或物理上是分布的。
(2) 平行类型平行类型的系统中，任务是平行的，即每个任务由性质类似、具有平行关系的若干子任务组成。
但各个子任务在时间或空间上往往是分布的。
(3) 混合类型混合类型的系统中，任务是分层次的，而每层中的任务是并行的。
同时，各个子任务是分布的。
针对分布式问题的求解，依据现代分布式智能系统协同地求解问题的方法，可按照分布式问题子系统来进行组织协作求解。
根据子系统间协作量的多少，可分为全协作系统、无协作系统、半协作系统三种类型；相应常用的通信方式有共享全局存储器方式、信息传递方式、黑板模型方式等。
一般来说，分布式问题求解过程大致可分为任务分解、任务分配、子任务求解、结果综合共4步，分别由任务分解器、任务分配器、求解器和协作求解系统来完成。
任务分解器按一定的算法将接受的任务分解为若干相对独立、又相互联系的子任务；任务分配器按一定的分配算法将各个子任务分配到合适的节点；各求解器接到子任务后，借助通信系统进行协作求解；然后，各子任务求解器将各自完成的局部解提交给协作求解系统，由协作求解系统将局部解综合，得到完成总任务的最终解。
分析分布式人工智能系统，主要具有如下特性：
其一，具有分布的特性。
无论从逻辑上还是在物理上，系统中的数据和知识的布局都以分布式表示为主，既没有全局控制，也没有全局的数据存储；系统中各路径和节点既能并发地完成信息处理，又能并行地求解问题，从而提高了全系统的求解效率。
其二，具有独立、连接、开放的特性。
在系统中，既可把要求解的总任务划分为几个相对独立的子任务，降低各独立节点及子系统的复杂度，降低开发与处理的复杂性；同时又通过节点及子系统的连接和网络的分布式互连，方便于系统规模的扩充，使系统具有了比单个系统更大的开放性和灵活性。
其三，具有高效、容错、协同的特性。
分布式求解机构由计算机网络互连，使系统通信的代价小于求解问题的代价，并因此降低了问题求解总代价；分布式系统具有较多的冗余度和调度处理的知识，能够使系统在出现故障时，仅仅通过调度冗余路径或降低响应速度的代价，就可以保障系统正常工作，提高系统可靠性。
尤其可依靠系统中诸机构的相互协同支持，以便解决单个机构难以或无法解决的困难问题。
比起传统的集中式结构来，DAI强调的是分布式智能处理，克服了集中式系统中心部件负荷太重，知识调度困难等弱点，因而极大地提高了系统知识的利用程度，提高了问题的求解能力和效率。
同时，分布式人工智能系统具有并行处理或者协同求解能力，可以把复杂的问题分解成多个较简单的子问题，从而各自分别“分布式”求解，降低了问题的复杂度，改善了系统的性能。
当然，也应该看
到，分布式人工智能在某种程度上带来了技术的复杂性和系统实现的难度。
总之，分布式人工智能在于它能以时空协同系统的利用，克服单个智能机器资源贫乏和功能单一的局限性，具备并行、分布、开放和容错等优势，因而获得快速发展和越来越广泛的应用。