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Apresentação da defesa de dissertação de mestrado - IME, 2012. Link para download: http://comp.ime.eb.br/dissertacoes/2012-Carlos_Pantoja.pdf
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RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Um ambiente MDA de desenvolvimento desistemas multi-agentes
Carlos Eduardo PantojaRicardo Choren Noya (Orientador)
Secao de Engenharia de Sistemas / SE 8
9 de Novembro de 2012
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 1 / 51
RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Roteiro
1 IntroducaoIntroducaoDescricao do Problema Proposto
2 Conceitos BasicosMDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
3 A Metodologia PropostaMetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
4 ExemplosFerramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
5 Trabalhos Relacionados
6 ConclusaoTrabalhos Futuros
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RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
IntroducaoDescricao do Problema Proposto
Agentes
Agentes sao componentes autonomos e cognitivos, situadosem um ambiente e nao sao receptores passivos de acoes deoutras entidades, pois possuem uma biblioteca de planos comacoes em resposta aos estımulos percebidos[Wooldridge, 2000].
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RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
IntroducaoDescricao do Problema Proposto
Sistemas Multi-Agentes
Os SMA consistem em um grupo de agentes de softwaresinteragindo uns com os outros atraves de trocas de mensagensem uma mesma rede de computadores [Wooldridge, 2000].
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
IntroducaoDescricao do Problema Proposto
Estado da Arte
Atualmente existem diversas ferramentas de desenvolvimentoorientado a agentes que geram codificacao automatica de umalinguagem de modelagem ou meta-modelo especıfico diretopara determinada linguagem de programacao a agentes[Nunes et al., 2011].
Prometheus - JACK [Sun et al., 2010].Ingenias - JADE [Gomez-Sanz et al., 2008].PASSI - JACK [Cossentino and Potts, 2002]
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
IntroducaoDescricao do Problema Proposto
Problema e Objetivos do Trabalho
Vınculo entre a linguagem de modelagem e a linguagem deprogramacao.
Nao permitem a agregacao de outras metodologias
Atraves da utilizacao da tecnologia MDA [Mellor, 2004], criar umambiente onde sera gerado codificacao semi-automatica, utilizandoum cartucho para a linguagem de programacao Jason[Bordini et al., 2007] e Moise+ [Hubner et al., 2002], baseado nometa-modelo FAML [Beydoun et al., 2009] e JaCaMo[Boissier et al., 2011] para desenvolvimento de sistemasmulti-agentes.
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 6 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
IntroducaoDescricao do Problema Proposto
Visao Geral.
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
MDA (Model-Driven Architecture [OMG, 2003])
CIM (Computation Independent Model)
PIM (Platform Independent Model)
PSM (Platform Specific Model)
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
FAML [Beydoun et al., 2009].
O FAML (FAME Agent-oriented Modeling Language) e ummeta-modelo que combina diversos meta-modelos e linguagensde modelagem orientados a agentes dentro do mesmo domınioda engenharia de software para desenvolvimento de sistemasmulti-agentesO nıvel interno, composto pelo Agente e pelas definicoes doAgente.O nıvel externo, composto pelo Sistema e pelo Ambiente.
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Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
JASON
Jason e um framework baseado em AgentSpeak e Java paradesenvolvimento de SMA[Bordini et al., 2007].Utiliza a arquitetura BDIE gratuito
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
Moise+
O modelo Moise+ e um modelo organizacional responsavelpela especificacao de organizacoes em SMA
Dividido em especificacao estrutural, funcional e deontica
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Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
JaCaMo
E uma plataforma para desenvolvimento de SMA que utiliza oMoise+ para dimensao do modelo organizacional do agente,onde os agentes sao programados em JASON e os artefatosdo ambiente e construıdo utilizando o CArtAgO.
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Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
Meta-modelo JaCaMo
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes
Representacao de Transformacoes
Model-To-Model (QVT) [OMG, 2011]
Linguagem de transformacao entre modelos;Mantem a origem, o destino e o traco entre os modelos;Padronizada pela OMG.
Model-To-Text (M2T) [OMG, 2008]
Linguagem de geracao de artefatos de texto;Mantem a rastreabilidade dos conceitos;Padronizada pela OMG.
OCL [OMG, 2012]
Linguagem para validacao de modelos;Restricao de modelos para garantir consistencia de dados;Padronizada pela OMG.
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
Metodologia Proposta [Pantoja and Choren, 2012]
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
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Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
Lista de Transformacoes
Pim To Psm
Faml To Geaplam
System To System
SystemGoal To GoalRole To RoleOrganization To GroupTask To Mission
Environment To Environment
Facet To Percept
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Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
Lista de Transformacoes
Agent To Agent
MentalState To BeliefMentalState To GoalPlan To PlanAction To ActionAction To InternalActionAction To ExternalAction
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Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
Lista de Templates
Jason To Code
System To Mas2j
Environment To Class
Percept To Attribute
Agent To Asl
Belief To JasonGoal To JasonPlan To JasonAction To JasonInternalAction To Jason
Organization To Xml
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Conclusao
MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T
Lista de Templates
Functional To Xml
Scheme To XmlSchemePlan To XmMission To XmlGoal To Xml
Normative To Xml
Norm To Xml
Strucutural To Xml
Role To XmlGroup To XmlGroupRole To XmlLink To Xml
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Ferramentas Utilizadas
Plataforma Eclipse
EMF [Steinberg et al., 2008]
M2M [Foundation, 2012]
Acceleo [Obeo, 2012]
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Descricao do Sistema
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Modelagem em Prometheus
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
DEMONSTRACAO
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Descricao do Sistema
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Especificacao do SMA
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Modelagem em Prometheus
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 28 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Modelagem em Prometheus
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 29 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Design Independente de Plataforma
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Instancia do Modelo em FAML
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Transformacao entre o PIM e o PSM
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Transformacoes M2M
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Instancia do Modelo em JaCaMo
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Transformacao entre o PSM e o codigo
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 35 / 51
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Codigo em JASON
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Conclusao
Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners
Codigo em JASON
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 37 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
Trabalhos Relacionados
INGENIAS Development Kit
Utiliza a metodologia INGENIAS partindo da utilizacao daUMLUtiliza templates para gerar a codificacao para JADENao utiliza um meta-modelo como plataforma
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 38 / 51
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Conclusao
Trabalhos Relacionados
Prometheus Development Toolkit
Utiliza a metodologia PrometheusUtiliza o Java Emitter Templates para gerar codificacao paraJACKPermite a integracao com outras linguagens de modelagensUtiliza o meta-modelo PEMM
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 39 / 51
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Conclusao
Trabalhos Relacionados
PASSI Toolkit
Nao utiliza o MDANao utiliza um meta-modelo orientado a agentesGera codificacao para JACK
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 40 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Comparativo
Tabela: Comparacao entre os trabalhos relacionados
Conceito IDK PDT PASSI Metodologia Proposta
Permite codificacoes em outras linguagens NAO NAO NAO SIM
Utilizacao de templates SIM NAO NAO SIM
Linguagens de Modelagens diferentes NAO SIM NAO SIM
Ambiente Grafico SIM SIM SIM NAO
Abordagem MDA NAO SIM NAO SIM
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Conclusao
Neste trabalho foi apresentado uma metodologia MDA dedesenvolvimento de SMA que gera codificacao semi-automaticaJASON a partir da utilizacao de meta-modelos em diferentes nıveisde abstracao. A Metodologia permite:
evita o atrelamento entre a linguagem de modelagem e alinguagem de programacao;
permite adicao de novas funcionalidades;
garante a rastreabilidade entre os conceitos de modelagem ecodificacao;
extensao para geracao de codigo para o modelo UAVAS.
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Contribuicoes
Criacao de uma metodologia MDA de desenvolvimento SMAutilizando:
o FAML como PIM;
o JaCaMo como PSM;
o QVT como linguagem de transformacoes entre modelos;
o M2T como linguagem para geracao de codigoJASON/Moise+;
a OCL como linguagem de restricao de modelos.
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 43 / 51
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Contribuicoes
Criacao de uma ferramenta para desenvolvimento SMA queconsiste em um conjunto de plug-ins para o Eclipse onde:
o FAML, o JaCaMo e as restricoes OCL foram implementadosutilizando o ECORE;
as transformacoes QVT foram implementadas utilizando oM2M;
as transformacoes M2T foram implementadas utilizando oAcceleo;
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 44 / 51
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ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Trabalhos Futuros
Contribuicoes
Uma extensao da metodologia proposta para a geracao de codigosemi-automatica para o modelo UAVAS onde:
foram realizadas alteracoes na codificacao das trocas demensagens entre os agentes para gerar a acao de mensagemrequest, inform, ack e ask;
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 45 / 51
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Trabalhos Futuros
Trabalhos Futuros
Desenvolvimento de um ambiente grafico para modelagem deSMA utilizando uma das linguagens
Integracao do PEMM (Prometheus Ecore Meta-model) aoambiente atraves de transformacoes M2M
Desenvolvimento de outros cartuchos de codificacaosemi-automatica para outras linguagens (e.g. JACK, JADE eJADEX)
Implementar extensoes para geracao dos metodos de acoesexternas nas classes de ambiente
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Um ambiente MDA de desenvolvimento desistemas multi-agentes
Carlos Eduardo PantojaRicardo Choren Noya (Orientador)
Secao de Engenharia de Sistemas / SE 8
9 de Novembro de 2012
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Bibliografia I
Beydoun, G., Low, G., Henderson-Sellers, B., Mouratidis, H., Gomez-Sanz, J. J., Pavon, J., and
Gonzalez-Perez, C. (2009).FAML: a generic metamodel for MAS development.IEEE Trans. Softw. Eng., 35(6):841–863.
Boissier, O., Bordini, R. H., Hubner, J. F., Ricci, A., and Santi, A. (2011).
Multi-agent oriented programming with jacamo.Science of Computer Programming, (0):–.
Bordini, R. H., Hubner, J. F., and Wooldridge, W. (2007).
Programming Multi-Agent Systems in AgentSpeak using Jason.Jonh Wiley and Sons, London.
Cossentino, M. and Potts, C. (2002).
A CASE tool supported methodology for the design of multi-agent systems.
Foundation, T. E. (2012).
Eclipse modeling - EMF.http://www.eclipse.org/modeling/emf/.
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Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
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Conclusao
Trabalhos Futuros
Bibliografia II
Gomez-Sanz, J. J., Fuentes, R., Pavon, J., and Garcıa-Magarino, I. (2008).
Ingenias development kit: a visual multi-agent system development environment.In Proceedings of the 7th international joint conference on Autonomous agents and multiagent systems:demo papers, AAMAS ’08, pages 1675–1676, Richland, SC. International Foundation for AutonomousAgents and Multiagent Systems.
Hubner, J. F., Sichman, J. S. a., and Boissier, O. (2002).
A model for the structural, functional, and deontic specification of organizations in multiagent systems.In Proceedings of the 16th Brazilian Symposium on Artificial Intelligence: Advances in Artificial Intelligence,SBIA ’02, page 118–128, London, UK, UK. Springer-Verlag.
Mellor, S. (2004).
Mda Distilled: Principles of Model-Driven Architecture.Addison-Wesley Object Technology Series. Addison-Wesley.
Nunes, I., Cirilo, E., de Lucena, C., Sudeikat, J., Hahn, C., and Gomez-Sanz, J. (2011).
A survey on the implementation of agent oriented specifications.In Gleizes, M.-P. and Gomez-Sanz, J., editors, Agent-Oriented Software Engineering X, volume 6038 ofLecture Notes in Computer Science, page 169–179. Springer Berlin / Heidelberg.
Obeo (2012).
Acceleo: MDA generator - home.http://www.acceleo.org/.
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RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Trabalhos Futuros
Bibliografia III
OMG (2003).
MDA guide version, v 1.0.1.
OMG (2008).
MOF model to text transformation language, v 1.0.
OMG (2011).
Meta object facility (MOF) Query/View/Transfomation specification.
OMG (2012).
OCL object constraint language.http://www.omg.org/spec/OCL/2.3.1/.
Pantoja, C. E. and Choren, R. (2012).
A mda approach for agent-oriented development using faml.In ICEIS 2012 - Proceedings of the 14th International Conference on Enterprise Information Systems,Volume 2, Wroclaw, Poland, 28 June - 1 July, 2012, pages 415–420. SciTePress.
Steinberg, D., Budinsky, F., Merks, E., and Paternostro, M. (2008).
Emf: Eclipse Modeling Framework.Pearson Education.
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 50 / 51
RoteiroIntroducao
Conceitos BasicosA Metodologia Proposta
ExemplosTrabalhos Relacionados
Conclusao
Trabalhos Futuros
Bibliografia IV
Sun, H., Thangarajah, J., and Padgham, L. (2010).
Eclipse-based prometheus design tool.In Proceedings of the 9th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems:volume 1 - Volume 1, AAMAS ’10, pages 1769–1770, Richland, SC. International Foundation forAutonomous Agents and Multiagent Systems.
Wooldridge, M. (2000).
Reasoning about rational agents.Intelligent robotics and autonomous agents. MIT Press.
Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 51 / 51