Titre : |
Mise en œuvre d’agents temps réel dans JADE «RtJade» |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Chehili,atik ; BOUCHOUL,F, Directeur de thèse |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2016 |
Importance : |
1 vol (68f.) |
Format : |
29 cm |
Langues : |
Français (fre) |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
|
Mots-clés : |
Réseaux
Systèmes Distribués
Systèmes temps réel
Systèmes Multi-Agent
Tâche temps réel
Ordonnancement
Graphe de dépendance
JADE temps réel
RtJade. |
Index. décimale : |
004 Informatique |
Résumé : |
Résumé
Dans ce mémoire, nous abordons le problème de la gestion des tâches temps réel
dans un environnement d’agents JADE. En particulier, l’intégration des aspects temps réel
dans l’architecture interne de ces agents. Alors, le comportement global du nouvel agent
doit résulter des comportements existants tout en intégrant des compétences permettant la
gestion et le contrôle des restrictions temps réel. Ces agents temps réel sont autonomes et
interagissent entre eux et avec leur environnement. En plus, chaque agent poursuit ses buts
individuels tandis qu’il satisfait à ses contraintes temporelles.
Après une étude bibliographique détaillée sur les systèmes multi-agents temps réel,
nous proposons un modèle quasi-générique qui convient à un grand nombre de cas réels.
Ce modèle est fondé sur les concepts d’agents et des processus temps réel. Deux
architectures d’agents (RtScheduler «Superviseur», RtAgent «Exécuteur») ont été
proposées pour réaliser et contrôler le déroulement d’un processus temps réel au fil du
temps tout en garantissant un respect total aux contraintes temps réel. L’agent superviseur
prépare les ressources nécessaires à la réalisation d’un processus temps réel, planifie ses
tâches puis lance les agents exécuteurs. Chacun des agents exécuteurs, veille à réaliser les
tâches qui lui sont attribuées par le superviseur sous des restrictions temporelles.
Afin de simplifier l’intégration de cette architecture dans les projets de
développement des applications SMA temps réel, on a proposé un package Java dit
«RtJade» dotant les agents JADE par des compétences temps réel ; en bénéficiant des
avantages qu’il offre à savoir ; la portabilité, la flexibilité et l’extensibilité aussi la
performance hérité de l’agent JADE.
Nous avons présenté le contexte applicatif et validé l’architecture proposée par un
prototypage basé sur des données temporelles d’une chaîne de production temps réel
« Fabrication des lap tops».
Les résultats de simulation obtenus concrétisent nos objectifs de recherche, à savoir
l’intégration des aspects temps réel dans la plateforme JADE, la performance, la flexibilité
et la portabilité du package d’agents développé.
Mots clés : Systèmes temps réel, Systèmes Multi-Agent, Systèmes Multi-agents temps
réel, Tâche temps réel, Ordonnancement, Graphe de dépendance, JADE temps réel,
RtJade. |
Note de contenu : |
Table des matières
Résumé .......................................................................................................................
Remerciements ......................................................................................................................
Table des matières......................................................................................................
Liste des figures..........................................................................................................
Liste des abréviations....................................................................................................
Introduction générale....................................................................................................................... 1
Chapitre I
Les Systèmes temps réel ...................................................................................................................
I.1. Introduction ............................................................................................................ 3
I.2. Historique ............................................................................................................ 3
I.3. Définitions..................................................................................................................... 3
I.4. Classification des systèmes temps réel ..................................................................................... 3
I.5. Caractéristiques des systèmes temps réel ................................................................................ 4
I.6. Les systèmes d’exploitation el les exécutifs temps réel........................................................... 5
I.7. Les langages de programmation temps réel............................................................................ 5
I.8. Champs d’application des systèmes temps réel ...................................................................... 6
1.9. Conclusion.................................................................................................................................. 7
Chapitre II
Les agents et les systèmes multi agents............................................................................................
II.1. Introduction.............................................................................................................................. 8
II.2. Les agents.................................................................................................................................. 8
II.2.1. Architecture des agents........................................................................................................ 9
II.2.1.1. Architecture générale ........................................................................................................... 9
II.2.1.2. Classification selon le comportement................................................................................. 10
II.2.1.3. Classification selon la complexité ...................................................................................... 11
II.3. Les Systèmes Multi-Agents.................................................................................................... 12
II.3.1. Mécanismes d’interaction inter-agents ............................................................................. 12
II.3.1.1. Coopération :...................................................................................................................... 12
II.3.1.2. Coordination....................................................................................................................... 12
II.3.1.3. Négociation......................................................................................................................... 13
II.3.1.4. Communication................................................................................................................... 13
II.4. Conclusion............................................................................................................................... 13
Chapitre III
Etat de l’art pour les systèmes multi agents temps réel ............................................................... 14
III.1. Introduction .......................................................................................................................... 14
III.2. Les agents temps réel............................................................................................................ 14
III.3. Les systèmes multi-agents temps réel ................................................................................ 14
III.3.1. Revue de la littérature....................................................................................................... 15
III.3.1.1. Architectures des agents temps réels................................................................................. 15
III.3.1.2. Architectures, modèles et approches SMA........................................................................ 16
III.3.1.3. Comportement des agents temps réels .............................................................................. 18
III.3.1.4. Application des agents temps réels ................................................................................... 19
III.4. Etude et analyse .................................................................................................................... 19
III.5. Conclusion............................................................................................................................. 20
Chapitre IV
Proposition d’une architecture d’agents temps réel pour JADE......................................................
IV.1. Introduction........................................................................................................................... 21
IV.2. Exigences de l’architecture .................................................................................................. 21
IV.2.1. Exigences JADE................................................................................................................. 21
IV.2.1.1. Les threads JAVA.......................................................................................................... 23
IV.2.1.2. Les agents JADE............................................................................................................. 23
IV.2.1.3. Les comportements JADE.............................................................................................. 24
IV.2.2. Exigences temps réel.......................................................................................................... 26
IV.2.2.1. Prise en charge des aspects temps réel.......................................................................... 26
IV.2.2.1.1.Caractéristiques d’un système temps réel ....................................................................... 26
IV.2.2.1.2. Tâche temps réel............................................................................................................. 26
Caractéristiques d’une tâche temps réel.............................................................................. 26
Etats d'une tâche temps réel................................................................................................. 28
Classification des tâchestemps réel...................................................................................... 28
Par nature d’occurrence/d’arrivée ........................................................................... 28
Par relation entre eux................................................................................................28
IV.2.2.1.3 Pire temps d’exécution (Worst Case Execution Time «WCET »).................................... 29
IV.2.2.1.4.Processus/Configuration ................................................................................................. 29
IV.2.2.1.5.Ressource......................................................................................................................... 29
IV.2.2.1.6. Contraintes..................................................................................................................... 30
IV.2.2.1.7. Choix d’un mécanisme pour la gestion des tâches......................................................... 30
Ordonnancement temps réel................................................................................................ 30
Typologies d’ordonnancement ............................................................................... 32
Algorithmes d'ordonnancement (élection) temps réel ........................................... 33
Ordonnancement des tâches dépendantes............................................................................ 34
Ordonnancement des tâches indépendantes......................................................................... 34
Transformation d’un graphe de dépendance........................................................... 35
Ordonnanceur...................................................................................................................... 36
IV.3. Description de l’architecture proposée ............................................................................... 37
IV.3.1. Proposition.......................................................................................................................... 37
IV.3.2. Description.......................................................................................................................... 38
IV.3.2.1.Architecture de l’agent «Ordonnanceur»........................................................................... 38
IV.3.2.2. Architecture d’un comportemet temps réel ....................................................................... 40
IV.3.2.3. Architecture de l’agent «Exécuteur»................................................................................. 41
IV.3.3. Comportement des agents proposés................................................................................. 42
IV.3.3.1. Comportement de l’agent «Ordonnanceur»...................................................................... 42
IV.3.3.2. Comportement de l’agent «Exécuteur» ............................................................................. 43
IV.4. Conclusion ................................................................................................................. 43
Chapitre V
Conception et réalisation ............................................................................................
V.1. Introduction ............................................................................................................................ 44
V.2. Fonctionnalités proposées...................................................................................................... 44
V.3. Diagramme de classe.............................................................................................................. 45
V.3.1. Les classes objets classiques................................................................................................ 46
V.3.1.1. La classe tâche « Task » ..................................................................................................... 46
V.3.2. Les classes comportementales ............................................................................................ 46
V.3.2.1. La classe tâche temps réel « RtTask » ................................................................................ 47
V.3.3. Les classes entités actives.................................................................................................... 47
V.3.3.1. La classe ordonnanceur temps réel « RtScheduler ».......................................................... 47
V.3.3.2. La classe agent temps réel « RtAgent » .............................................................................. 47
V.3.3.3. La classe moteur d’exécution «RtProduceLapTop» ........................................................... 48
V.4. Principe de fonctionnement................................................................................................... 48
V.4.1. Diagramme de séquence ..................................................................................................... 48
V.4.1.1. Pour le cas «Lancer ordonnanceur» .................................................................................. 48
V.4.1.2. Pour le cas «Planifier tâches temps réels»......................................................................... 49
V.4.1.3. Pour le cas «Exécuter tâches temps réels»......................................................................... 49
V.4.2. Implémentation du moteur d’exécution ............................................................................ 50
V.5. Algorithmes et parties du code source.................................................................................. 51
V.5.1. Algorithme d’un comportement «RtTask»....................................................................... 51
V.5.2. Algorithme d’un agent «RtAgent»..................................................................................... 52
V.5.3. Algorithme d’un ordonnanceur «RtScheduler» ............................................................... 52
V.5.4. Code source de la fonction de lecture d’un plan depuis un fichier ................................. 53
V.5.5. Code source de la fonction d’écriture d’un plan dans un fichier.................................... 54
V.5.6. Code source de la fonction d’affichage des paramètres relatifs d’un plan .................... 54
V.5.7. Code source de la focntion d’affichage des paramètres Absolus d’un plan................... 55
V.6. Etude de cas et analyse des résultats .................................................................................... 56
V.7. Conclusion................................................................................................................ 60
Conclusion générale, limitations et extensibilités........................................................................ 61
Références bibliographies.............................................................................................................. 62 |
Côte titre : |
MAI/0138 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1HcPqCPFh2Viv2PkY7hjQzR22EwriKUnM/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
Mise en œuvre d’agents temps réel dans JADE «RtJade» [texte imprimé] / Chehili,atik ; BOUCHOUL,F, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2016 . - 1 vol (68f.) ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
|
Mots-clés : |
Réseaux
Systèmes Distribués
Systèmes temps réel
Systèmes Multi-Agent
Tâche temps réel
Ordonnancement
Graphe de dépendance
JADE temps réel
RtJade. |
Index. décimale : |
004 Informatique |
Résumé : |
Résumé
Dans ce mémoire, nous abordons le problème de la gestion des tâches temps réel
dans un environnement d’agents JADE. En particulier, l’intégration des aspects temps réel
dans l’architecture interne de ces agents. Alors, le comportement global du nouvel agent
doit résulter des comportements existants tout en intégrant des compétences permettant la
gestion et le contrôle des restrictions temps réel. Ces agents temps réel sont autonomes et
interagissent entre eux et avec leur environnement. En plus, chaque agent poursuit ses buts
individuels tandis qu’il satisfait à ses contraintes temporelles.
Après une étude bibliographique détaillée sur les systèmes multi-agents temps réel,
nous proposons un modèle quasi-générique qui convient à un grand nombre de cas réels.
Ce modèle est fondé sur les concepts d’agents et des processus temps réel. Deux
architectures d’agents (RtScheduler «Superviseur», RtAgent «Exécuteur») ont été
proposées pour réaliser et contrôler le déroulement d’un processus temps réel au fil du
temps tout en garantissant un respect total aux contraintes temps réel. L’agent superviseur
prépare les ressources nécessaires à la réalisation d’un processus temps réel, planifie ses
tâches puis lance les agents exécuteurs. Chacun des agents exécuteurs, veille à réaliser les
tâches qui lui sont attribuées par le superviseur sous des restrictions temporelles.
Afin de simplifier l’intégration de cette architecture dans les projets de
développement des applications SMA temps réel, on a proposé un package Java dit
«RtJade» dotant les agents JADE par des compétences temps réel ; en bénéficiant des
avantages qu’il offre à savoir ; la portabilité, la flexibilité et l’extensibilité aussi la
performance hérité de l’agent JADE.
Nous avons présenté le contexte applicatif et validé l’architecture proposée par un
prototypage basé sur des données temporelles d’une chaîne de production temps réel
« Fabrication des lap tops».
Les résultats de simulation obtenus concrétisent nos objectifs de recherche, à savoir
l’intégration des aspects temps réel dans la plateforme JADE, la performance, la flexibilité
et la portabilité du package d’agents développé.
Mots clés : Systèmes temps réel, Systèmes Multi-Agent, Systèmes Multi-agents temps
réel, Tâche temps réel, Ordonnancement, Graphe de dépendance, JADE temps réel,
RtJade. |
Note de contenu : |
Table des matières
Résumé .......................................................................................................................
Remerciements ......................................................................................................................
Table des matières......................................................................................................
Liste des figures..........................................................................................................
Liste des abréviations....................................................................................................
Introduction générale....................................................................................................................... 1
Chapitre I
Les Systèmes temps réel ...................................................................................................................
I.1. Introduction ............................................................................................................ 3
I.2. Historique ............................................................................................................ 3
I.3. Définitions..................................................................................................................... 3
I.4. Classification des systèmes temps réel ..................................................................................... 3
I.5. Caractéristiques des systèmes temps réel ................................................................................ 4
I.6. Les systèmes d’exploitation el les exécutifs temps réel........................................................... 5
I.7. Les langages de programmation temps réel............................................................................ 5
I.8. Champs d’application des systèmes temps réel ...................................................................... 6
1.9. Conclusion.................................................................................................................................. 7
Chapitre II
Les agents et les systèmes multi agents............................................................................................
II.1. Introduction.............................................................................................................................. 8
II.2. Les agents.................................................................................................................................. 8
II.2.1. Architecture des agents........................................................................................................ 9
II.2.1.1. Architecture générale ........................................................................................................... 9
II.2.1.2. Classification selon le comportement................................................................................. 10
II.2.1.3. Classification selon la complexité ...................................................................................... 11
II.3. Les Systèmes Multi-Agents.................................................................................................... 12
II.3.1. Mécanismes d’interaction inter-agents ............................................................................. 12
II.3.1.1. Coopération :...................................................................................................................... 12
II.3.1.2. Coordination....................................................................................................................... 12
II.3.1.3. Négociation......................................................................................................................... 13
II.3.1.4. Communication................................................................................................................... 13
II.4. Conclusion............................................................................................................................... 13
Chapitre III
Etat de l’art pour les systèmes multi agents temps réel ............................................................... 14
III.1. Introduction .......................................................................................................................... 14
III.2. Les agents temps réel............................................................................................................ 14
III.3. Les systèmes multi-agents temps réel ................................................................................ 14
III.3.1. Revue de la littérature....................................................................................................... 15
III.3.1.1. Architectures des agents temps réels................................................................................. 15
III.3.1.2. Architectures, modèles et approches SMA........................................................................ 16
III.3.1.3. Comportement des agents temps réels .............................................................................. 18
III.3.1.4. Application des agents temps réels ................................................................................... 19
III.4. Etude et analyse .................................................................................................................... 19
III.5. Conclusion............................................................................................................................. 20
Chapitre IV
Proposition d’une architecture d’agents temps réel pour JADE......................................................
IV.1. Introduction........................................................................................................................... 21
IV.2. Exigences de l’architecture .................................................................................................. 21
IV.2.1. Exigences JADE................................................................................................................. 21
IV.2.1.1. Les threads JAVA.......................................................................................................... 23
IV.2.1.2. Les agents JADE............................................................................................................. 23
IV.2.1.3. Les comportements JADE.............................................................................................. 24
IV.2.2. Exigences temps réel.......................................................................................................... 26
IV.2.2.1. Prise en charge des aspects temps réel.......................................................................... 26
IV.2.2.1.1.Caractéristiques d’un système temps réel ....................................................................... 26
IV.2.2.1.2. Tâche temps réel............................................................................................................. 26
Caractéristiques d’une tâche temps réel.............................................................................. 26
Etats d'une tâche temps réel................................................................................................. 28
Classification des tâchestemps réel...................................................................................... 28
Par nature d’occurrence/d’arrivée ........................................................................... 28
Par relation entre eux................................................................................................28
IV.2.2.1.3 Pire temps d’exécution (Worst Case Execution Time «WCET »).................................... 29
IV.2.2.1.4.Processus/Configuration ................................................................................................. 29
IV.2.2.1.5.Ressource......................................................................................................................... 29
IV.2.2.1.6. Contraintes..................................................................................................................... 30
IV.2.2.1.7. Choix d’un mécanisme pour la gestion des tâches......................................................... 30
Ordonnancement temps réel................................................................................................ 30
Typologies d’ordonnancement ............................................................................... 32
Algorithmes d'ordonnancement (élection) temps réel ........................................... 33
Ordonnancement des tâches dépendantes............................................................................ 34
Ordonnancement des tâches indépendantes......................................................................... 34
Transformation d’un graphe de dépendance........................................................... 35
Ordonnanceur...................................................................................................................... 36
IV.3. Description de l’architecture proposée ............................................................................... 37
IV.3.1. Proposition.......................................................................................................................... 37
IV.3.2. Description.......................................................................................................................... 38
IV.3.2.1.Architecture de l’agent «Ordonnanceur»........................................................................... 38
IV.3.2.2. Architecture d’un comportemet temps réel ....................................................................... 40
IV.3.2.3. Architecture de l’agent «Exécuteur»................................................................................. 41
IV.3.3. Comportement des agents proposés................................................................................. 42
IV.3.3.1. Comportement de l’agent «Ordonnanceur»...................................................................... 42
IV.3.3.2. Comportement de l’agent «Exécuteur» ............................................................................. 43
IV.4. Conclusion ................................................................................................................. 43
Chapitre V
Conception et réalisation ............................................................................................
V.1. Introduction ............................................................................................................................ 44
V.2. Fonctionnalités proposées...................................................................................................... 44
V.3. Diagramme de classe.............................................................................................................. 45
V.3.1. Les classes objets classiques................................................................................................ 46
V.3.1.1. La classe tâche « Task » ..................................................................................................... 46
V.3.2. Les classes comportementales ............................................................................................ 46
V.3.2.1. La classe tâche temps réel « RtTask » ................................................................................ 47
V.3.3. Les classes entités actives.................................................................................................... 47
V.3.3.1. La classe ordonnanceur temps réel « RtScheduler ».......................................................... 47
V.3.3.2. La classe agent temps réel « RtAgent » .............................................................................. 47
V.3.3.3. La classe moteur d’exécution «RtProduceLapTop» ........................................................... 48
V.4. Principe de fonctionnement................................................................................................... 48
V.4.1. Diagramme de séquence ..................................................................................................... 48
V.4.1.1. Pour le cas «Lancer ordonnanceur» .................................................................................. 48
V.4.1.2. Pour le cas «Planifier tâches temps réels»......................................................................... 49
V.4.1.3. Pour le cas «Exécuter tâches temps réels»......................................................................... 49
V.4.2. Implémentation du moteur d’exécution ............................................................................ 50
V.5. Algorithmes et parties du code source.................................................................................. 51
V.5.1. Algorithme d’un comportement «RtTask»....................................................................... 51
V.5.2. Algorithme d’un agent «RtAgent»..................................................................................... 52
V.5.3. Algorithme d’un ordonnanceur «RtScheduler» ............................................................... 52
V.5.4. Code source de la fonction de lecture d’un plan depuis un fichier ................................. 53
V.5.5. Code source de la fonction d’écriture d’un plan dans un fichier.................................... 54
V.5.6. Code source de la fonction d’affichage des paramètres relatifs d’un plan .................... 54
V.5.7. Code source de la focntion d’affichage des paramètres Absolus d’un plan................... 55
V.6. Etude de cas et analyse des résultats .................................................................................... 56
V.7. Conclusion................................................................................................................ 60
Conclusion générale, limitations et extensibilités........................................................................ 61
Références bibliographies.............................................................................................................. 62 |
Côte titre : |
MAI/0138 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1HcPqCPFh2Viv2PkY7hjQzR22EwriKUnM/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
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