Модель актера: более поздняя история

В информатике модель Актера , впервые опубликованная в 1973 году ( Hewitt et al. 1973 ), представляет собой математическую модель параллельных вычислений . В этой статье рассказывается о более поздней истории модели Актера, основными темами которой были исследование основных возможностей модели, изучение проблем композиционности, разработка архитектур и применение к открытым системам. Это следующая статья к средней истории модели актера , в которой рассказывается о первоначальных реализациях, первоначальных применениях и разработке первой теории доказательств и денотационной модели.

Сила модели актера

Начались исследования основных возможностей модели Актера. Карл Хьюитт [1985] утверждал, что из-за использования Арбитров модель Актера стала более мощной, чем логическое программирование (см. неопределенность в параллельных вычислениях ).

Семейство Пролог -подобных систем параллельной передачи сообщений, использующих унификацию общих переменных и потоков структур данных для сообщений, было разработано Китом Кларком , Эрве Галлером, Стивом Грегори, Виджаем Сарасватом, Уди Шапиро, Кадзунори Уэда и др. Некоторые из этих авторов сделали заявления что эти системы были основаны на математической логике. Однако, как и модель Актера, Пролог-подобные параллельные системы были основаны на передаче сообщений и, следовательно, подвергались неопределенности в порядке следования сообщений в потоках, которая была аналогична неопределенности в порядке прибытия сообщений, отправленных Актерам. Следовательно, Карл Хьюитт и Гул Ага [1991] пришли к выводу, что параллельные системы, подобные Прологу, не являются ни дедуктивными, ни логическими. Они не были дедуктивными, поскольку вычислительные шаги не следовали дедуктивно из их предшественников, и они не были логическими, поскольку ни одна система математической логики не была способна вывести факты последующих вычислительных ситуаций из их предшественников.

Композиционность

Композиционность касается составления систем из подсистем. Проблемы композиционности оказались серьезными ограничениями для предыдущих теорий вычислений, включая лямбда-исчисление и сети Петри . Например, два лямбда-выражения не являются лямбда-выражением, а две сети Петри не являются сетью Петри и не могут влиять друг на друга.

В своей докторской диссертации Гуль Ага рассмотрел вопросы композиционности в модели Актера. актеров В конфигурациях есть администраторы , которые могут получать сообщения извне и могут иметь адреса приемщиков других конфигураций актеров. Таким образом, две конфигурации актеров могут быть объединены в другую конфигурацию, подконфигурации которой могут взаимодействовать друг с другом. Конфигурации актеров имеют то преимущество, что они могут иметь несколько актеров ( т. е. администраторов), которые получают сообщения извне, без необходимости опроса для получения сообщений из нескольких источников (см. проблемы с получением сообщений из нескольких каналов ).

Открытые системы

Карл Хьюитт [1985] отметил, что открытость становится фундаментальной проблемой в разработке программных систем. Открытые распределенные системы необходимы для решения следующих задач:

Монотонность

Если что-то опубликовано в открытой распределенной системе, его нельзя вернуть обратно.

Плюрализм

Различные подсистемы открытой распределенной системы содержат разнородную, перекрывающуюся и, возможно, противоречивую информацию. В открытых распределенных системах нет центрального арбитра истины.

Неограниченный недетерминизм

В асинхронном режиме различные подсистемы могут включаться и отключаться, а каналы связи могут входить и выходить между подсистемами открытой распределенной системы. Поэтому время, необходимое для завершения операции, не может быть ограничено заранее (см. неограниченный недетерминизм ).

непоследовательность

Большие распределенные системы неизбежно противоречивы в отношении информации о взаимодействии информационных систем с их пользователями.

Карл Хьюитт и Джефф Инман [1991] работали над разработкой семантики открытых систем для решения проблем, возникших в распределенном искусственном интеллекте. Карл Хьюитт и Карл Мэннинг [1994] сообщили о разработке совместной семантики для открытых систем.

Компьютерные архитектуры

Исследователи из Калифорнийского технологического института под руководством Чака Зейтца разработали Cosmic Cube , который стал одной из первых архитектур актеров с передачей сообщений. Впоследствии исследователи Массачусетского технологического института под руководством Билла Дэлли разработали J Machine .

Попытки связать семантику актера с алгеброй и линейной логикой.

Кохей Хонда и Марио Токоро 1991, Хосе Месегер 1992, Уго Монтанари и Кэролайн Талкотт 1998, М. Гаспари и Г. Заваттаро 1999 попытались связать семантику актера с алгеброй. Также Джон Дарлингтон и Ю.К. Го (1994) попытались связать линейную логику с семантикой актера.

Однако ни один из вышеперечисленных формализмов не учитывает важнейшее свойство гарантии обслуживания (см. неограниченный недетерминизм ).

Последние события

Последние разработки в модели актеров произошли из нескольких источников.

Разработка аппаратного обеспечения способствует как локальному, так и нелокальному массовому параллелизму. Локальный параллелизм обеспечивается новым оборудованием для 64-битных многоядерных микропроцессоров, многочиповых модулей и высокопроизводительных межсоединений. Нелокальный параллелизм становится возможным благодаря новому оборудованию для проводной и беспроводной широкополосной связи с коммутацией пакетов. Емкости как локальных, так и нелокальных хранилищ растут в геометрической прогрессии. Эти аппаратные разработки создают огромные проблемы моделирования. Хьюитт [Hewitt 2006a, 2006b] пытается использовать модель актера для решения этих проблем.

Ссылки

• Карл Хьюитт; Питер Бишоп и Ричард Стайгер (1973). «Универсальный модульный формализм актеров для искусственного интеллекта». IJCAI. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
• Карл Хьюитт. Вызов открытых систем Журнал Byte. Апрель 1985 г. Перепечатано в сборнике «Основы искусственного интеллекта» Cambridge University Press. 1990.
• Ага, Гул (1986), Актеры: модель параллельных вычислений в распределенных системах , MIT Press, hdl : 1721.1/6952
• Карл Мэннинг. Путешественник: актерская обсерватория ECOOP 1987. Также появляется в «Конспектах лекций по информатике» , том. 276.
• Уильям Атас и Чарльз Зейтц Мультикомпьютеры: параллельные компьютеры для передачи сообщений IEEE Computer, август 1988 г.
• Уильям Далли и Уиллс, Д. Универсальные механизмы параллелизма PARLE 1989.
• В. Хорват, А. Чиен и В. Далли. Опыт работы с CST: программирование и внедрение PLDI. 1989.
• Карл Хьюитт. На пути к семантике открытых информационных систем. Материалы 10-го международного семинара по распределенному искусственному интеллекту. 23–27 октября 1990 г. Бандера, Техас.
• Акинори Ёнезава , ред. ABCL: объектно-ориентированная параллельная система MIT Press. 1990.
• К. Кан и Виджай А. Сарасват, « Акторы как особый случай параллельного программирования с ограничениями (логики) », в SIGPLAN Notes , октябрь 1990 г. Описывает Janus .
• Карл Хьюитт. Семантика открытых информационных систем Журнал искусственного интеллекта. Январь 1991 года.
• Карл Хьюитт и Джефф Инман. DAI между и между: от «интеллектуальных агентов» к открытым системным наукам. Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике. Ноябрь/декабрь 1991 г.
• Карл Хьюитт и Гуль Ага. Языки предложений защищенного Хорна: являются ли они дедуктивными и логическими? Международная конференция по компьютерным системам пятого поколения, Омша, 1988. Токио. Также в «Искусственном интеллекте» Массачусетского технологического института , Vol. 2. Массачусетский технологический институт Пресс, 1991.
• Кохей Хонда и Марио Токоро. Объектное исчисление для асинхронной связи ECOOP 91 .
• Хосе Месегер. Логика условного переписывания как единая модель параллелизма в Избранных статьях Второго семинара по параллелизму и композиционности. 1992.
• Уильям Далли и др. Процессор, управляемый сообщениями: многокомпьютерный узел обработки с эффективными механизмами IEEE Micro . Апрель 1992 года.
• С. Мирияла, Г. Ага и Ю.Сами. Визуализация программ актеров с использованием сетей переходов предикатов . Журнал визуального программирования. 1992.
• ^- Гал Ага, Ян Мейсон, Скотт Смит и Кэролин Талкотт: Фонда для актерских вычислений , январь 1993 г. Журнал функционального программирования
• Карл Хьюитт и Карл Мэннинг. Архитектура переговоров для крупномасштабного антикризисного управления. Семинар AAAI-94 по моделям управления конфликтами при совместном решении проблем. Сиэтл, Вашингтон. 4 августа 1994 года.
• ^- Джон Дарлингтон и Ю.К. Го: Формализация действующих лиц в линейной логике Международная конференция по объектно-ориентированным информационным системам. Спрингер-Верлаг. 1994.
• Карл Хьюитт и Карл Мэннинг. Синтетические инфраструктуры для межведомственных систем. Материалы ICMAS '96. Киото, Япония. 8–13 декабря 1996 г.
• С. Фролунд. Координация распределенных объектов: актерский подход к синхронизации MIT Press. Ноябрь 1996 года.
• В. Ким. ThAL: Кандидатская диссертация «Акторная система для эффективных и масштабируемых параллельных вычислений» . Университет Иллинойса в Урбана Шампейн. 1997.
• ^- Мауро Гаспари и Джанлуиджи Заваттаро: Алгебра актеров , Технический отчет UBLCS-97-4, Болонский университет, май 1997 г.
• Уго Монтанари и Кэролайн Талкотт. Могут ли актеры и пи-агенты жить вместе? Электронные заметки по теоретической информатике. 1998.
• ^- М. Гаспари и Г. Заваттаро: Формальные методы алгебры актеров для открытых объектно-ориентированных систем, 1999.
• Н. Джамали, П. Тати и Г. Ага. Архитектура на основе актеров для настройки и управления ансамблями агентов IEEE Intelligent Systems. 14(2). 1999.
• П. Тати, Р. Зиаи и Г. Ага. Теория Мэя. Формальные методы тестирования актеров для открытых объектно-ориентированных распределенных систем. Март 2002 года.
• П. Тати, Р. Зиаи и Г. Ага. Теория возможного тестирования асинхронных исчислений с локальностью и отсутствием имени, соответствующего алгебраической методологии и технологии программного обеспечения. Спрингер Верлаг. Сентябрь 2002 г. LNCS 2422.
• ^- Гуль Ага и Прасанна Тати. Алгебраическая теория действующих лиц и ее применение к простому объектно-ориентированному языку , от ОО до FM (Dahl Festschrift) LNCS 2635. Springer-Verlag. 2004.
• Карл Хьюитт. Повторяющийся упадок логического программирования и почему оно будет перевоплощено Что пошло не так и почему: уроки исследований и приложений ИИ. Технический отчет SS-06-08. АААИ Пресс. Март 2006б.
• Карл Хьюитт Что такое приверженность? Физический, организационный и социальный COIN@AAMAS. 2006а.