Теория обещаний

Не путать с фьючерсами и обещаниями .

Пример диаграммы теории обещаний, иллюстрирующей частичное упорядочение агентов по обещаниям.

Теория обещаний — это метод анализа, подходящий для изучения любой системы взаимодействующих компонентов. В контексте информатики теория обещаний предлагает методологию организации и понимания систем путем моделирования добровольного сотрудничества между отдельными субъектами или агентами , которые публично сообщают друг другу о своих намерениях в форме обещаний. Теория обещаний основана на теории графов и теории множеств .

Цель теории обещаний — раскрыть поведение целого, рассматривая части, а не целое. Другими словами, это конструктивистский взгляд на мир снизу вверх. Теория обещаний — это не технология или методология проектирования. Он не отстаивает какую-либо позицию или принцип проектирования, кроме как в качестве метода анализа.

Теория обещаний используется во множестве дисциплин, от сетей ( SDN ) и управление компьютерными системами организациям и финансы.

История

Ранняя форма теории обещаний была предложена физиком и ученым-компьютерщиком Марком Берджессом в 2004 году. первоначально в контексте информатики, для решения наблюдаемых проблем с использованием логики, основанной на обязательствах, в схемах компьютерного управления, в частности для управления на основе политик .

Сотрудничество Берджесса и голландского ученого-компьютерщика Яна Бергстра усовершенствовало модель обещания, которая включала понятие навязывания и роль доверия. Результатом сотрудничества стало несколько книг и множество научных статей, охватывающих самые разные области применения.

Несмотря на более широкое применение теории обещаний, первоначально она была предложена Берджессом как способ моделирования программного обеспечения для управления компьютером CFEngine и его автономного поведения. CFEngine находился в разработке с 1993 года. и Берджесс обнаружил, что существующие теории, основанные на обязательствах, непригодны, поскольку «они равносильны принятию желаемого за действительное». Следовательно, CFEngine использует модель автономии, подразумеваемую теорией обещаний, как способ избежать распределенной несогласованности в политике и как принцип безопасности от внешних атак. По состоянию на январь 2023 года более 2700 компаний по всему миру используют CFEngine.

За пределами дисциплин управления конфигурациями и DevOps теория обещаний развивалась медленно. В эссе «Обещайте вам розовый сад» (2007) Берджесс использовал более популярный, менее академический стиль, но в то время он не смог расширить общую известность концепции. Несколько лет спустя, в 2012 году, ситуация изменилась, когда Cisco начала использовать теорию обещаний в своих растущих инициативах SDN , также известных как инфраструктура, ориентированная на приложения (ACI). В 2013 году стали использоваться технические СМИ. что привело в последующие годы к ряду применений теории обещаний в новых дисциплинах, таких как биология, управление цепочками поставок, дизайн, бизнес/лидерство и системная архитектура. Тим О'Рейли обсуждает теорию обещаний в своем бестселлере «WTF: Что за будущее» .

Ключевые идеи

Теория обещаний описывается как инструмент моделирования или метод анализа, подходящий для изучения любой системы взаимодействующих компонентов. Это не технология или методология проектирования, и она не защищает какую-либо позицию или принцип проектирования, кроме как в качестве метода анализа.

Агенты

В теории обещаний агенты называются автономными , то есть они причинно независимы друг от друга. Эта независимость подразумевает, что их нельзя контролировать извне, они полностью порождают свое поведение изнутри, но при этом они могут полагаться на услуги друг друга, давая обещания, сигнализирующие о сотрудничестве. Таким образом, агенты самоопределяются до тех пор, пока они частично или полностью не откажутся от своей независимости, пообещав принять руководство от других агентов.

Агенты могут быть такими простыми, как заголовок в HTML- документе, или такими сложными, как сервер имен в сети (например, DNS- сервер). Независимо от внутренней сложности, агенты инкапсулируют механизмы, которые дают и выполняют обещания. Заголовок HTML обещает свою собственную визуализацию с помощью операторов CSS . DNS-сервер обещает дать ответы на вопросы о доменных именах, именах хостов и IP-адресах. Первый чрезвычайно прост, второй гораздо сложнее. Эти различия во внутренней сложности процессов приводят к определению так называемого семантического масштабирования сложности агента.

Намерения и результаты

Агенты в теории обещаний могут иметь намерения . Намерение может быть реализовано посредством поведения или целевого результата. Таким образом, намерения конкретизируются путем определения набора приемлемых результатов, связанных с каждым намерением. Результат наиболее полезен, когда он описывает инвариантную или математическую фиксированную точку в некотором описании состояний, поскольку он может быть как динамически, так и семантически стабильным.

Каждое намерение выражает измеримый результат, который можно описать как состояние агента. Намерения иногда описываются как цели, задачи или желаемые состояния. Выбор намерений агента оставлен необъяснимым, чтобы избежать вопросов о свободе воли.

Агенты выражают друг другу свои намерения посредством обещания или навязывания . Это обеспечивает меру, с помощью которой они могут оценить , выполняются ли намерения (т.е. выполняются ли обещания).

Обещания

Обещания возникают, когда агент добровольно делится одним из своих намерений с другим агентом (например, публикуя свое намерение). Объяснение метода совместного использования остается на усмотрение разработчика модели.

Например, такой объект, как дверная ручка, является агентом, который обещает быть пригодным для открытия двери, хотя его можно использовать и для чего-то другого (например, для рытья ямы в земле). Мы не можем предполагать, что агенты примут данные обещания в том духе, в котором они были задуманы, поскольку каждый агент имеет свой собственный контекст и возможности. Обещание наличия дверной ручки может быть выражено посредством ее физической формы или посредством прикрепления письменной этикетки на каком-либо языке. Агент, использующий это обещание, может оценить , выполняет ли агент свое обещание и соответствует ли он своей цели . Любой агент может решить это сам.

Обещание может быть добровольно использовано другим агентом, чтобы повлиять на использование им другого агента. Обещания облегчают взаимодействие, сотрудничество и имеют тенденцию максимизировать желаемый результат. Обещания — это не команды или детерминированные элементы управления.

Автономия

Обязательства , а не обещания, были традиционным способом моделирования поведения — в обществе, в технологиях и в других областях. Хотя модель, основанная на обязательствах, по-прежнему доминирует, она имеет известные недостатки, особенно в таких областях, как масштабируемость и предсказуемость, из-за ее жесткости и отсутствия динамизма.

Отправной точкой теории обещаний от логики обязательств является идея о том, что все агенты в системе должны иметь автономию контроля, т. е. что их нельзя принудить или принудить к определенному поведению. Теории обязательств в информатике часто рассматривают обязательство как детерминированную команду, которая приводит к предполагаемому результату. В теории обещаний агент может давать обещания только в отношении своего собственного поведения. Для автономных агентов бессмысленно давать обещания относительно поведения других.

Хотя это предположение можно интерпретировать с моральной или этической точки зрения, в теории обещаний это просто прагматический инженерный принцип, который приводит к более полной декларации предполагаемых ролей действующих лиц или агентов в системе: когда делать предположения о поведении других запрещено. , человек вынужден более полно документировать каждое обещание, чтобы делать прогнозы, которые, в свою очередь, выявляют возможные способы отказа, из-за которых кооперативное поведение может потерпеть неудачу.

Системы командования и контроля, подобные тем, которые мотивируют теории обязательств, можно легко воспроизвести, если агенты добровольно обещают следовать инструкциям другого агента (это также рассматривается как более реалистичная модель поведения). Поскольку обещание всегда можно отозвать, противоречия между добровольным сотрудничеством и командованием и контролем не существует.

В философии и праве обещание часто рассматривается как нечто, ведущее к обязательству; Теория обещаний отвергает эту точку зрения. Бергстра и Берджесс утверждают, что концепция обещания совершенно независима от концепции обязательства.

Экономика

Обещания могут быть ценными как для того, кто обещает, так и для того, кто обещает. Они также могут привести к затратам. Таким образом, об обещаниях можно рассказать экономическую историю. Экономика обещаний естественным образом мотивирует эгоистичное поведение агентов , а теорию обещаний можно рассматривать как мотивацию для принятия теоретико-игровых решений, в которых множественные обещания играют роль стратегий в игре.

Теория обещаний также использовалась для моделирования и формирования нового понимания денежных систем .

Эмерджентное поведение

В информатике теория обещаний описывает услуги, управляемые политикой, в рамках полностью автономных агентов, которые помогают друг другу только за счет добровольного сотрудничества. Это основа для анализа реалистичных моделей современных сетей, а также формальная модель роевого интеллекта .

Теорию обещаний можно рассматривать как логическую и графическую теоретическую основу для понимания сложных отношений в сетях, где необходимо соблюдать множество ограничений. Она была разработана в Университетском колледже Осло на основе идей нескольких различных направлений исследований, проводимых там, включая политику. основанное управление, теория графов, управление логикой и конфигурацией . Он использует конструктивистский подход, который строит традиционные структуры управления из графов взаимодействующих автономных агентов. Обещания могут передаваться либо от агента самому себе, либо от одного агента к другому, и каждое обещание подразумевает ограничение на поведение обещающего агента. Атомность обещаний делает их инструментом поиска противоречий и несоответствий.

Агентство как модель систем в пространстве и времени

Обещания, данные автономными агентами, приводят к взаимно одобренной графовой структуре, которая, в свою очередь, приводит к пространственным структурам, в которых агенты представляют точечные местоположения. модели умных пространств Это позволяет унифицировать , то есть семантически маркированных или даже функциональных пространств, таких как базы данных, карты знаний, склады, гостиницы и т. д., с другими более традиционными описаниями пространства и времени. Модель семантического пространства-времени использует теорию обещаний для обсуждения этих концепций пространства-времени.

Обещания более математически примитивны, чем смежность графов, поскольку связь требует взаимного согласия двух автономных агентов, поэтому концепция связанного пространства требует больше работы для построения структуры. Это делает их математически интересными как понятие пространства и предлагает полезный способ моделирования физических и виртуальных информационных систем.

Теория обещаний, гибкая трансформация и социальные науки

Организаторы Open Leadership Network и Open Space Technology Дэниел Мезик и Марк Шеффилд пригласили создателя теории обещаний Марка Берджесса выступить с основным докладом на конференции Open Leadership Network в Бостоне в 2019 году. Это привело к применению формальной разработки теории обещаний для обучения гибким концепциям. Позже Берджесс превратил конспекты лекций в онлайн-курс обучения. что, по его утверждению, побудило к еще более глубокому изучению концепций социальных систем, включая доверие и власть.