Multi-Agent and Service Oriented Architectures for Intelligent Tutoring System Development

Traditional modular architecture of Intelligent Tutoring Systems (ITSs) does not provide sufficient modularity of complex ITSs. Distributed technologies like services and agents are used to increase modularity of ITSs by implementing traditional modules as sets of services or agents. The paper describes holonic agent architecture that implements each module as one or more holonic agents. It uses the lessons learned from the multi-agent architecture to propose service oriented ITS architecture. Tradicionāli intelektuālās mācību sistēmās (IMS) tiek izmantota modulāra arhitektūra, kas sastāv no četriem moduļiem: pedagogiskā moduļa, eksperta moduļa, studenta diagnosticēšanas moduļa un komunikāciju moduļa. Tomēr, pieaugot IMS-as sarežgītībai, šāda arhitektūra nenodrošina pietiekamu modularitāti, kā arī nedod iespējas atkārtoti lietot atsevišķas sistēmas komponentes. Lai novērstu šos trūkumus, pēdējās dekādes laikā IMS-u izstrādē tiek izmantotas tādas izkliedētas skaitļošanas tehnologijas kā daudzagentu sistēmas un servisi. Tajā pašā laikā tradicionāliem moduļiem ir savas priekšrocības - tie ļauj izdalīt sistēmas komponentes, kas izmanto pilnībā atšķirīgas zināšanas. Līdz ar to IMS-as dalījumu četros moduļos vēlams saglabāt neatkarīgi no izstrādes tehnologijas, tajā skaitā gadījumos, kad tiek izmantotas izkliedētas skaitļošanas pieejas. Pāreja no modulāras arhitektūras uz izkliedētu tiek veikta, realizējot katru moduli kā izkliedētu komponenšu (servisu vai agentu) kopu. Rakstā apskatīta Rīgas Tehniskajā universitātē izstrādāta atvērta holoniska daudzagentu arhitektūra un izdarīti secinājumi, kā šajā arhitektūrā iestrādātie principi un gūtā pieredze var tikt izmantoti, veidojot arhitektūru, kas sastāv no cita veida izkliedētām skaitļošanas komponentēm - servisiem. Tāpat analizētas agentu un servisu kopīgās un atšķirīgās īpašības ar mērķi secināt, kādi mehānismi servisorientētā arhitektūrā ir pārņemami no daudzagentu arhitektūras un kādi nav. Veikta arī analīze, kādu komponenšu realizācijai servisi ir piemērotāki par agentiem un kādu komponenšu realizācijai mazāk piemēroti. Rezultātā, ir izstrādāta atvērta servisorientēta IMS-as arhitektūra, kas līdzīgi daudzagentu arhitektūrai realizē katru moduli kā servisu kopu. Raksts iekļauj visu arhitektūrā esošo servisu aprakstu. Tāpat aprakstītas sarežgītākās darbaplūsmas, ko servisi veic, lai nodrošinātu sistēmas atvērtību. Balstoties uz izstrādāto servisorientēto arhitektūru, ir izstrādāts IMS-as prototips un sekmīgi vei