Многоагентное моделирование конфликтных ситуаций Составил профессор Свечкарев В

Многоагентное моделирование конфликтных ситуаций Составил профессор Свечкарев В. П.

Тема 3. Изучение Net. Logo: знакомство с интерфейсом программы. Основной обзор. Определения. 2

Net. Logo, официальный сайт

Net. Logo, официальный сайт

Net. Logo, официальный сайт

Net. Logo, исходная информация n n n Net. Logo это программное приложение для моделирования и симуляции природных и социальных явлений. Программа была создана Юрием Виленски в 1999 году и с тех пор постоянно пополняется расширениями и новыми возможностями. Net. Logo великолепно подходит для моделирования сложных систем, развивающихся во времени. Исследователи могут давать инструкции сотням и тысячам агентов, которые будут выполнять эти инструкции одновременно. Такое моделирование дает возможность изучать связи между поведением отдельных индивидов и результатами взаимодействия индивидов на макро-уровне. Net. Logo также позволяет студентам, изучающим азы моделирования сложных систем выбирать модели, подходящие для работы из множества готовых моделей, имеющихся в базе Net. Logo, изучать эти модели, вносить в них изменения, усложнять, а также создавать свои собственные модели.

Net. Logo, исходная информация n n Net. Logo является мощным инструментом, подходящим для исследований в во многих областях, таких как: потребительский рынок, эпидемиология (прогнозы распространения инфекции), социология, политология, когнитология (модели эмоций, познания, социального взаимодействия), биология (моделирование различных структур на молекулярном уровне), физика и так далее. У Net. Logo имеется обширный запас уроков для начинающих и опытных пользователей, а также подробная документация. Основная масса этих материалов на английском языке. Считается, что Net. Logo является представителем нового поколения языков для многоагентного моделирования. Программа является кросс-платформенной и работает в средах Mac, Windows, Linux. Лицензия, по которой выпускается Net. Logo позволяет распространять, копировать, изменять и использовать данное программное обеспечение бесплатно.

Изучение интерфейса Net. Logo n n Запустите Net. Logo. На самом верху окна расположено основное меню для работы с программой, состоящее из пунктов: File, Edit, Tools, Zoom, Tabs, Help (Файл, Редактировать, Средства, Увеличение, Табы, Помощь) Откройте пункт меню File (Файл).

Изучение интерфейса Net. Logo n Возле каждого из подпунктов можно увидеть комбинацию клавиш, которая позволит выполнить эту команду без открытия меню file.

Библиотека моделей Net. Logo n n Откройте снова пункт меню File и выберите Models Library (или просто нажмите комбинацию клавиш на клавиатуре Ctrl+M). Перед Вами библиотека моделей Net. Logo. В паке Sample Models Вы найдете наиболее тщательно протестированные и проверенные модели, из всех, что имеются в запасе Net. Logo. Эти модели являются образчиком хорошего программирования и практической документации (объяснение назначения и подробное описание модели), которая всегда должна прилагаться к модели. В папке Code Examples находятся незаконченные модели, которые представляют собой короткие иллюстрации, конкретных функций Net. Logo или техник программирования. Например, модель Autumn.

Редактирование в Net. Logo Откройте и просмотрите пункт меню Edit. Редактирование — каждый из пунктов подменю также сопровождается предлагаемой комбинацией горячих клавиш для быстрого доступа к команде. Меню позволяет выполнять команды «править» , «вырезать» , «вставить» , «удалить» и другие.

Средства в Net. Logo Откройте и просмотрите пункт меню Tools. Средства — позволяет пользоваться инструментами, встроенными в программу. Такими инструментами являются, например, окна отслеживания глобальных переменных, объявленных в программе, связей, черепашек и патчей — агентов Net. Logo. Tools также позволяет открывать диалог выбора цвета, где показан весь цветовой диапазон в Net. Logo, переключаться в 3 D измерение.

Пункты меню в Net. Logo n n n Откройте и просмотрите пункт меню Zoom. Увеличение — позволяет увеличивать, уменьшать и возвращать значения по умолчанию размеров окна модели. Откройте и просмотрите пункт меню Tabs. Табы — пункты меню Tabs: Interface, Information и Procedures (Интерфейс, Инфо, Код) позволяют переключаться между вкладками, находящимися ниже основного меню. Подробнее эти вкладки рассмотрим ниже. Откройте пункт меню Help. Помощь — позволяет открыть диалог поиска значения в словаре Net. Logo, есть также элементы подменю, открывающие инструкцию по пользованию, переход в словарь, и информацию для пожертвования (помощи) создателям программы.

Изучение вкладки Интерфейс n n Interface — экран, на котором можно увидеть отображение модели, движение агентов, а также все визуальные процессы, происходящие в модели. Сверху, слева и снизу от экрана располагаются встроенные в Net. Logo и создаваемые разработчиком модели инструменты для работы с моделью. Сверху располагается панель инструментов встроенных в программу. Данные инструменты управления моделью будут присутствовать всегда для любой открытой модели. В больших областях слева и снизу помещаются графики отслеживания процессов, описываемых в модели, кнопки управления работой модели.

Изучение вкладки Инфо n n Вкладка Information, должна заполняться для каждой модели. Каждая модель Net. Logo должна иметь подробное описание, заносимое автором модели во вкладку Information. Во вкладке вы обнаружите несколько секций, которые позволяют структурировать описание модели. Изучите секции подробно.

Изучение вкладки Инфо n n n n n What is it? - сюда записывается общее описание модели, ее назначение и понимание того, что модель пытается показать или объяснить. How it works? - данная секция должна объяснять, какие правила используют агенты, чтобы создать всеобщее поведение элементов модели. How to use it — секция объясняет, как пользоваться моделью (тут же должно содержаться описание каждого элемента, присутствующего во вкладке Interface, и его назначение). Things to notice — тут автор модели должен оставить заметки о вещах, на которые пользователь должен обратить внимание в процессе работы с моделью. Things to try — указания к пользованию моделью (какие слайдеры, переключатели и кнопки, по мнению автора модели, следует нажимать и пробовать при работе с моделью) Extending the model — секция должна описывать идеи автора модели о расширениях и возможных обновлениях для более полноценной работы модели. Идеи, которые можно было бы воплотить для того, чтоб модель стала более подробной, детальной, сложной. Net. Logo features — указание на особые (специальные или редкие) функции или процедуры Net. Logo, используемые в данной модели. Related models — в этой секции перечисляются модели из библиотеки моделей Net. Logo, которые схожи с текущей моделью. Credits and references — тут можно найти имена авторов модели, а также ссылки на источники, с которыми авторы модели работали, и другую информацию и ссылки на описания модели в Интернете.

Изучение вкладки Код n n n Программный код, сопровождающий каждую модель, описывающий действие того или иного инструмента, агентов и их взаимосвязь или взаимодействие, записывается создателем модели во вкладке Procedures (Код) Язык программирования, используемый в программе Net. Logo, так и называется: Net. Logo является продолжением языка Лого – языка Программирование занимает львиную долю работы в моделировании в среде Net. Logo, да и в других средах, и для успешного овладения наукой моделирования сложных систем необходимо основательно разобраться во всех аспектах языка программирования и его использования. К изучению языка программирования Net. Logo мы перейдем в следующих практических работах.

Изучение агентов n n n Мир Net. Logo состоит из агентов. Агенты это создания, которые следуют инструкциям. В Net. Logo существует 4 разновидностей агентов: Черепашки (Turtles): Агенты, которые могут двигаться по миру Net. Logo. Их еще называют мобильными агентами. Ячейки (Patches): Двумерный мир Net. Logo состоит из сетки — матрицы ячеек, каждая такая ячейка это кусочек «земли» , по которому черепашки могут двигаться. Этих агентов еще называют стационарными. Связи (Links): Связи это агенты, которые соединяют две черепашки. Связи могут создаваться (от одной черепашки к другой) или разрываться (разрыв связи между черепашками). Исследователь (Observer): исследователь не имеет конкретного расположения в мире Net. Logo. Исследователь это виртуальный объект, смотрящий «сверху» на мир Net. Logo и исследующий взаимодействие его агентов: черепашек, ячеек и связей.

Инструкции — процедуры и примитивы n n n Инструкции говорят агентам что делать. Инструкции могут быть записаны во вкладке Procedures или непосредственно в командном центре. Инструкции делятся на процедуры и примитивы. Процедуры — инструкции, описанные пользователем во вкладке Procedures. Процедуры — это как правило целый набор команд, которые программе необходимо выполнить последовательно. Каждая процедура имеет уникальное имя, по которому к ней можно обратиться. Процедуры содержат в себе примитивы — это операторы и команды, которые сами по себе являются составляющими языка Net. Logo. Как только вами была написана какая-либо процедура, она может быть использована (вызвана) неограниченное количество раз в любом месте вашей программы. В словаре Net. Logo можно найти полный список встроенных инструкций(примитивов). Комментарии пишутся после двоеточий. Одного двоеточия достаточно, но иногда пишут два подряд для красоты.

Инструкции — процедуры и примитивы n Следующие инструкции самые часто-используемые, их можно найти в каждой модели: to setup ; ; тут мы пишем, что делать по нажатию на кнопку setup ; ; это процедура, так как она создается нами. clear-all ; ; очистить мир Net. Logo — это примитив, ; ; так как он встроен в набор существующих функций create-turtles 10 ; ; создать 10 агентов-черепашек end ; ; конец процедуры. Каждая процедура должна ; ; быть отмечена началом (to название процедуры) и концом (end) n В этой программе мы говорим Net. Logo, что по нажатию на кнопку setup необходимо создать 10 агентов-черепашек.

Инструкции — процедуры и примитивы n Впишем текст процедуры в окно Код.

Инструкции — процедуры и примитивы n Создаём кнопку

Инструкции — процедуры и примитивы n Впишем название setup

Модель Autumn: загрузка

Исходное состояние модели

Процедуры модели

Результаты моделирования

Задание: n n n Установите Net. Logo Изучите интерфейс Net. Logo Изучите вкладки Interface, Information и Procedures Запрограммируйте создание 10 агентов. Поработайте с моделью Autumn. Ответьте на вопросы Сколько в Net. Logo основных вкладок для работы с моделью, каково назначение каждой из них? Как в исходном коде процедур обозначаются комментарии к коду? Какие секции рекомендуются к заполнению во вкладке Information и каково их назначение? Сколько разновидностей агентов в Net. Logo вы знаете? Каковы функции каждой из разновидностей? Разъясните понятие «Процедура» в Net. Logo В чем разница между процедурами и примитивами в Net. Logo?