Um Estudo sobre Memória Dinâmica em um Ambiente de Software .A este ilustre companheiro de nome

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  • Emerson Lus dos Santos

    Um Estudo sobre Memoria Dinamicaem um Ambiente de Software

    Dissertacao apresentada como creditos parciais do curso deMestrado ao Programa de Pos-Graduacao em InformaticaAplicada, Centro de Ciencias Exatas e de Tecnologia, daPontifcia Universidade Catolica do Parana.

    Curitiba

    Ago 2005

  • Emerson Lus dos Santos

    Um Estudo sobre Memoria Dinamicaem um Ambiente de Software

    Dissertacao apresentada como creditos parciais do curso deMestrado ao Programa de Pos-Graduacao em InformaticaAplicada, Centro de Ciencias Exatas e de Tecnologia, daPontifcia Universidade Catolica do Parana.Area de Concentracao: Agentes de Software

    Orientador: Prof. Dr. Braulio Coelho AvilaCo-orientador: Prof. Dr. Edson Emlio Scalabrin

    Curitiba

    Ago 2005

  • Santos, Emerson Lus dosS237e2005

    Um estudo sobre memoria dinamica em um ambiente de software / EmersonLus dos Santos; orientador, Braulio Coelho Avila; co-orientador, Edson EmlioScalabrin. 2005.xiv, 118f.: il.; 30cm

    Dissertacao (mestrado) Pontifcia Universidade Catolica do Parana,Curitiba, 2005

    Inclui bibliografia

    1. Ciencia cognitiva. 2. Inteligencia artificial. 3. Software. I. Avila, BraulioCoelho. II. Scalabrin, Edson Emlio. III. Pontifcia Universidade Catolica doParana. Programa de Pos-Graduacao em Informatica Aplicada. IV. Ttulo.

    CDD 20. ed. 006.31005.3

  • Every hour of every day Im learning morea

    The more I learn, the less I know about beforeb

    The less I know, the more I want to look aroundc

    Digging deep for clues on higher groundd e

    aA cada hora de cada dia eu estou aprendendo maisbQuanto mais eu aprendo, menos eu sei sobre antescQuanto menos eu sei, mais eu quero olhar a voltadProcurando por pistas sobre um lugar de sabedoria e bons tratamentoseO extrato e o refrao da cancao Higher Ground , cujas letra, musica e interpretacao

    pertencem a banda britanica UB40. Foi lancada em 1993, integrando o album Pro-mises and Lies, da mesma banda.

  • A minha avo Ernesta, in memoriam, pelos 7 mais belos anos da minha vida.

  • Agradecimentos

    Agradeco primeiramente a Deus porque desfruto de uma vida em que todas asgrandes mudancas acontecem no momento mais adequado e, por mais que nessemomento eu nao compreenda isso plenamente, acabo sempre reconhecendo com opassar do tempo o quanto cada experiencia foi importante.

    Em segundo lugar, embora uma singela mencao nao possa quantificar a gratidaodevida, estarao sempre meu pai Joao Adair, minha mae Vanda, minha irma AnaPaula e meu irmao Robson, pelo sacrifcio a mim dedicado e pelas conquistas quejuntos obtivemos em meio a situacoes adversas e ambientes desfavoraveis. Tenham acerteza de que e pensando em nos que eu encaro as dificuldades que escolhi, convivocom as limitacoes a que me submeto e sou feliz mesmo sem algumas tentacoes domundo das quais decidi abdicar e nunca me arrependi.

    Sem duvida alguma, muitos dos caminhos que segui e que me possibilitaram alcancara conclusao desta dissertacao sao devidos as orientacoes que a mim o Prof. Brauliodirigiu, aos auxlios dos quais precisei e que ele sempre se antecedeu a me conceder e aconfianca em mim depositada. Certamente, uma das pessoas que mais influenciaramminha vida, talvez a mais educada que ja conheci, e que, a sua maneira, deseja muitoo meu exito profissional e pessoal. Este trabalho nao teria nem se aproximado desua conclusao sem os recursos por voce empregados em nosso empreendimento.

    Ao Prof. Scalabrin, eu exponho mais uma vez a minha profunda admiracao pe-los bons olhos com que sempre viu os trabalhos realizados pelo grupo formado porMarcio, Mitsuo e eu, pelo conhecimento a nos transmitido e pelos valiosos conse-lhos que dele ganhei que abrangiram desde o desenvolvimento deste trabalho ate osvalores culturais e as expectativas as quais uma boa pessoa deve atender. Junta-mente com o Prof. Shmeil, nao e exagero dizer que ele nos conduziu a no mnimoproximo do apice a que o ensino talvez possa chegar, ultrapassando o que se costumadenominar educacao.

    Agradeco tambem ao Prof. Shmeil pelas encantadoras sessoes de transmissao deconhecimento, porque seria pejorativo a elas referir-se como aulas ou espacos deesclarecimento de duvidas, tao nobres eram os momentos em que nos senta-mos napresenca de um catedratico proclamado. Sou muito feliz por ter tido a oportunidadede presenciar tudo isso.

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  • Embora ele nao tenha ministrado nenhuma cadeira, todas as vezes em que interpeleio Prof. Orlando para o esclarecimento de duvidas pude apreciar o imenso conheci-mento por ele detido e que ele demonstrou sempre disposto a compartilhar. Suasideias tiveram contribuicao particular para minhas reflexoes ao longo deste trabalho.

    As dificuldades superadas em conjunto por Mitsuo, Marcio e eu serao por mimsempre lembradas. A paciencia que tiveram para conviver comigo, o respeito quedemonstraram por minhas opinioes e o esforco que sempre fizeram para me ajudarquando precisei nunca poderao por mim ser igualmente retribudos.

    A Fernanda, por todos os momentos em que crescemos juntos na compreensao dosassuntos dos nossos trabalhos e pelo caprichoso auxlio pratico na confeccao daapresentacao do meu PDM.

    A Carolina e Vera, pelo respeito que sempre demonstraram por minhas opinioes epela amizade que tivemos ao longo do mestrado.

    O tratamento a mim dispensado por meu padrinho Sebastiao e minha madrinhaLeoni so sao comparaveis ao recebido por um filho. Serei eternamente grato a vocespela acolhida tao fraterna em sua casa e nunca esquecerei os almocos que com tantocarinho voces prepararam.

    Em grande parte desta jornada, eu pude conviver com meus primos Roberto,Rosangela e Emely, que sempre tiveram paciencia comigo e tanto me ajudaram.Voces adicionaram uma parcela de contribuicao muito especial nesse tempo em queme dediquei a este trabalho.

    Definitivamente, muitos dos bons momentos que tive ao longo desse tempo foramao lado do meu primo Rodrigo e dos meus amigos Michael e Rafael. Muito obrigadopor todo o esforco que sempre fizeram para que eu pudesse estar ao lado de vocesnesses momentos e pela amizade plena e solida da qual me permitiram fazer parte.

    A este ilustre companheiro de nome Genival, com o qual tive o prazer de construiruma amizade importantssima. Voce foi um dos que mais me ajudou a crescer comopessoa, transmitindo a mim conhecimentos que tem me ajudado a adquirir umavisao sistemica adequada. O trabalho que juntos realizamos e uma das fontes derecursos que permitiram a mim concluir este trabalho.

    Agradeco ainda ao Prof. Fabrcio pelas importantes correcoes, seus valiosos co-mentarios e ricas sugestoes de melhoria a este documento em versoes anteriores.

    Um agradecimento particular a PUCPR pela oportunidade educacional e pelo su-porte financeiro a mim concedidos.

    Sou muito grato ainda a todos aqueles que contriburam para que este trabalhotenha sido realizado e aqueles que me concederam qualquer tipo de auxlio de cunhopessoal ao longo do tempo em que permaneci envolvido neste projeto, mas queinfelizmente, por razoes de espaco, nao pude privilegiar com uma mencao explcita;nem por isso suas contribuicoes sao vistas por mim com apreco inferior.

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  • Resumo

    O domnio de aplicacao deste trabalho e um ambiente de software primitivo, con-sistindo de agentes virtuais que executam um conjunto mnimo de acoes reflexivas esem deslocamento espacial, no intuito de satisfazer objetivos instanciados atraves demensagens estruturadas segundo uma linguagem restrita. Nesse domnio, medianteobservacoes representadas em um formalismo elaborado e coletadas em sincroniacom os ciclos de uma simulacao, dotar um agente observador externo ao ambi-ente virtual de uma memoria dinamica para internalizar as alteracoes no estadodo mundo, visando dispor de previsoes que evidenciem algum grau de compreensaodas relacoes entre os eventos reconhecidos, e o proposito deste estudo. Ao longo dahistoria da Inteligencia Artificial, teorias sobre estruturas de memoria que algunsautores acreditam integrarem os fundamentos do raciocnio humano restringiram-sea aplicacoes onde o conhecimento e estatico e em domnios orientados a compre-ensao de linguagem natural. Sistemas baseados em agentes de software amplamenteconhecidos na literatura tem utilizado metodos cujas fundacoes apoiam-se em abor-dagens que ignoram as teorias cujo objetivo e compreender a memoria humana. Oestudo de como essas teorias poderiam ser utilizadas para fornecer um modulo deraciocnio para um agente de software em um ambiente simples poderia incentivaro desenvolvimento de pesquisas que levassem a um novo paradigma de aprendizadoem agentes. Dispondo de uma arquitetura que permite a um projetista especificartodo o curso de uma simulacao, a fim de construir um ambiente virtual apropriadoao aprendizado, demonstram-se estruturas e processos de uma abordagem prelimi-nar que poderia evoluir a um agente dotado de uma memoria dinamica com algumgrau de robustez. Neste trabalho, a organizacao da memoria e toda baseada em umformalismo desenvolvido em conjunto com os processos pelos quais suas estruturassao alteradas, partindo sempre de observacoes que causam a geracao de instanciasque, por sua vez, sao combinadas para a evolucao de abstracoes. Baseando-se emestruturas que representam estados, eventos e sequencias de eventos, a memoria exe-cuta um ciclo de previsao, reconhecimento, falha e explicacao que rege a evolucaode estruturas abstratas, as quais conferem a memoria potencial para prever novosestados do mundo. As expectativas sobre o estudo sao de que ele possa contribuirpara o desenvolvimento de pesquisas futuras sobre o tema.

    Palavras-chave: Memoria Dinamica, Aprendizado, Ambiente de Software.

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  • iv

  • Abstract

    The application domain of t