ICP: zadání týmového projektu

UPOZORNĚNÍ: toto je stále ještě PRACOVNÍ VERZE, která bude upřesněna podle připomínek studentů a kolegů

Změny textu od data zadání projektu:

2007-03-04: Opraven název programu na "agents2007"
2007-04-26: Název odevzdaneho archivu bude xjmenovedouciho.{ZIP|tar.gz}

Název projektu

Termín a způsob odevzdání

Termín odevzdání je uveden v IS. Řešení zabalené ve formátu .ZIP nebo .tar.gz odevzdá vedoucí týmu do IS.

Hodnocení

Po ohodnocení dojde k přepočtu bodů na jednotlivé členy týmu podle návrhu vedoucího týmu -- podrobnosti viz předmět IPP.

Hodnocení zahrnuje kvalitu OO návrhu, kvalitu implementace v C++, dodržování stylu psaní programu (odsazování, kvalita komentářů, vhodné identifikátory) a především funkčnost programu. Pokud budou ve zdrojových textech chybět podstatné komentáře (zvláště jména autorů), bude projekt hodnocen 0b.

Podrobnosti k zadání

Implementujte jednoduchý simulátor agentního systému. Aplikace umožňuje vytvořit scénu, umístit do ní agenty, definovat chování agentů a spustit simulaci chování agentů. Jednotlivé objekty scény se vykreslují podle aktuálního stavu simulace. Aplikace musí mít následující komponenty rozhraní:

• Menu
• Ovládací tlačítka
• Scéna (plocha) s možností zoom a posouvání pokud je větší než okno
• Paleta objektů, které lze vložit na scénu
• Stavové informace
• Editor chování agentů
• Konfigurační soubor ve formátu XML
• Jednoduchý systém nápovědy – HELP

Pro vytváření menu, dialogů a dalších komponent uživatelského rozhraní použijte toolkit wxWidgets (http://www.wxWidgets.org/) verze 2.8 (je nainstalován v učebnách a na serveru "merlin" - prikaz wx-config-2.8). Inspiraci můžete nalézt v podadresáři wx*/demos/life.

Požadované funkce:

• Aplikace má dva základní režimy, mezi kterými se lze přepínat: editační (EDT) a simulační (SIM).
• Editační režim umožňuje tvorbu scény. Na scénu lze libovolně vkládat objekty, přemisťovat objekty a editovat chování agentů. V editačním režimu lze kdykoliv uložit/načíst scénu a její stav do/ze souboru ve formátu XML (použijete vhodnou knihovnu), Z editačního režimu se lze přepnout do simulačního režimu – simulovat se bude aktuální scéna. Po přepnutí se začne scéna simulovat.
• Simulační režim. Při simulaci se agenti pohybují po scéně a provádějí činnosti definované v popisu jejich chování. Simulace je řízena cyklem v časových krocích, musí být umožněno nastavení prodlevy mezi kroky (aby byl pohyb agentů na scéně viditelný). Například:

      inicializace, vykreslení scény
      while (není konec) {
          pro všechny pohyblivé objekty provedeme posun, testujeme a řešíme kolize
          posuneme modelový čas
          vložíme čekání
          vykreslení scény
      }
      

  Simulaci lze kdykoliv zastavit – přejde se do editačního režimu (stav scény zůstává zachován po posledním kroku simulace).

  Rozběhnutou simulaci je možné kdykoliv uložit a posléze se k ní vrátit a pokračovat v simulaci.

• Aplikace má konfigurační soubor ve formátu XML (načte se při startu, uloží při změně konfigurace). Použijte vhodnou knihovnu pro zpracování XML ( Xerces, eXpat, TinyXML nebo jinou).

  Zvažte možnost několika konfiguračních souborů -- systémový (globální), uživatelský (v $HOME) a lokální pro aktuální adresář. Postupuje se tak, že se ke globální konfiguraci přidá lokální nebo uživatelská pokud existují. Lokální/uživatelská konfigurace může změnit přednastavené hodnoty v globální konfiguraci. Pokud neexistuje žádný konfigurační sobor, použijí se implicitní hodnoty (obvykle prázdné, u help souboru nějaká předdefinovaná implicitní pozice, ...).

• Jednoduchý systém nápovědy - HELP. Podrobnější specifikace je v zadání z předmětu IPP. Jméno a cesta k souboru s nápovědou je uloženo v konfiguraci a při instalaci programu bude správně nastaveno. Na prohlížení nápovědy můžete zavolat externí prohlížeč (nemusíte ho programovat).

Plocha

• Pevný objekt (např. zeď)
• Přemistitelný objekt (např. kámen, míček, ...) – objekt, který může být přenesen agentem
• Pohyblivý objekt (agent) – aktivní objekt, který se sám posunuje po scéně a může přemisťovat přemistitelné objekty. Implementujte alespoň dva různé typy agentů (např. agent, který může přemisťovat předměty a agent, který to neumí). Chování agentů je uživatelsky programovatelné (viz dále).

Chování agenta

• Chování agenta je definováno jeho reakcemi na události. Každé události odpovídá metoda, která událost ošetřuje. V systému uvažujte například tyto události:
  • Náraz na okraj scény (toto můžete vynechat, pokud bude celá scéna vždy celá obehnána zdí)
  • Náraz na pevný objekt
  • Náraz na přemistitelný objekt
  • Náraz na jiného agenta
  • Krok simulace
• Agent umí provádět tyto základní operace:
  • otočit se doleva/doprava/zpět
  • vzít předmět
  • odložit předmět
  • udělat krok (ev. více kroků) dopředu
  • při kroku může zanechávat stopu (např. 5 kroků zpět). Stopou se myslí např. vykreslit čáru.

Uživatelsky programovatelný agent – jeho chování (reakce na události) je popsáno uživatelem speciálním jazykem. Editor chování umožní popis činnosti agenta jednoduchým skriptovacím jazykem obsahujícím alespoň podmínky, přístup k proměnným a volání akcí. (Můžete například použít některé vhodné již existující interprety jazyků Lisp, Scheme, Forth, atd.) Následující ukázky berte jako příklad možné realizace, syntaxe a klíčová slova nejsou předepsané:

• Reakce na událost náraz na přemistitelný objekt (transferableObjectColision): pokud již agent nějaký objekt drží (je uložen v proměnné myobject), jde doleva, jinak vezme ležící objekt.

  transferableObjectColision {
     if (myobject != null) {
        goleft();
     } else {
        takeObject();
     }
  }
  

• Reakce na událost náraz na pevný objekt (fixedObjectColision): pokud je levé políčko od agenta volné, jde doleva. Pokud je volné pravé, jde doprava, jinak jde zpět.

  fixedObjectColision {
     if (isLeftFree()) {
        goleft();
     } else if (isRightFree()) {
        goRight();
     }
     else {
        goBack();
     }
  }
  

Ukládání agenta

• Konkrétního agenta s definovaným chováním lze uložit jako součást palety agentů (tj. dát mu název, uložit jeho popis do XML souboru a nabízet ho jako položku palety).
• Součástí odevzdání budou alespoň tři takoví agenti
• Jeden z agentů bude implementovat následující chování
  • přemisťuje se po scéně náhodně
  • pokud narazí na přemistitelný předmět, zvedne ho a dále se pohybuje s tímto předmětem
  • pokud narazí na přemistitelný předmět a již má jiný, umístí držený předmět na aktuální pozici (nelze je dávat na sebe)
  • pokud narazí na překážku, obejde ji (zahne doleva/doprava, otočí se, ...)
  • překážkou se rozumí pevný objekt nebo okraj scény

Doporučení

• Scénu rozdělte do pravidelné mřížky, objekty se umisťují do jednotlivých políček, agenti se přesunují po políčkách
• Součástí simulátoru je algoritmus, který detekuje kolize a při kolizi generuje událost (zašle příslušnou zprávu objektům)
• Když se setkají dva nebo více agentů, je třeba poslat zprávu o kolizi všem zůčastněným. Můžete zkusit implementovat i agenty, kteří "vidí" na zadanou vzdálenost a mohou reagovat na situaci.
• Zkuste se inspirovat celulárními automaty (CA)
• Používejte vhodné návrhové vzory (Design Patterns).

Při návrhu postupujte tak, aby výsledný program byl dobře použitelný. Hodnotit se bude nejen to, zda splňuje výše uvedené požadavky, ale také JAK je splňuje.

Poznámky k implementaci a odevzdávání

• Program bude vytvořen zadáním příkazu make v adresáři s rozbalenými zdrojovými kódy projektu (pozor - bude se automaticky překládat). Musíte tedy vytvořit soubor Makefile. Výsledný program se bude jmenovat "agents2007".
• Odevzdaný archiv obsahuje minimálně tuto adresářovou strukturu:

  xnamevedouciho/src/*     - zdrojové texty
  xnamevedouciho/doc/*     - dokumentace - pro IPP
  xnamevedouciho/README    - základní přehled o co jde, Autoři, ...
  xnamevedouciho/Makefile  - zavolá rekurzivně make na src/Makefile a případně
                             na dokumentaci
  

• Neodevzdávejte spustitelné přeložené programy. (Příkaz "make clean" všechny produkty překladu smaže, "make pack" vytvoří archiv pro odevzdání.)
• Všechny zdrojové soubory musí obsahovat na začátku komentář se jmény autorů daného modulu, popisem obsahu modulu, atd.

Pokud nepůjde přeložit příkazem make = 0b, pokud nebudou komentáře se jmény autorů = 0b. Nevhodně formátovaný a nečitelný kód = 0b [TODO: doplnit]