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Modélisation par un système multi-agents d'un hypermédia éducatif adaptatif dynamique

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par Mounir Beggas
Centre Universitaire d'Eloued - Magister en Informatique 2005
  

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Listes des figures

Figure1.1:Leprocessusglobald'adaptationdanslessystèmesadaptatifs______21

Figure1.2:Indexationparpage______________________________________29

Figure1.3:Indexationfragmenté_____________________________________29

Figure1.4:Relationdirecte_________________________________________30

Figure1.5:Principedeshypermédiasadaptatifsdynamiques________________36

Figure1.6:Exempledereprésentationdumodèledudomaine______________43

Figure1.7:Extractiondebriquesélémentairesàl'aidedesfiltres_____________45

Figure1.8:ModèleconceptuelledeMETADYNE_______________________46

Figure1.9:ArchitecturedesystèmeTANGOW_________________________48

Figure2.1:CouchesdeJATLite_____________________________________78

Figure2.2:Architectured'unsystèmetutorielintelligentmulti-stratégique______85

Figure 2.3 : L'architecture de CMOS__________________________________86

Figure3.1:Niveaudecompréhensiond'unconceptpourunapprenant_______91

Figure3.2:Représentationdemodèledudomaine________________________92

Figure3.3:exempledecanevasdel'activitépédagogique«familiariser»________94

Figure3.4:Documentmultimédiaetsesattributs________________________95

Figure3.5:Documentmultimédiameta-concept_________________________96

Figure3.6:modèlegénérald'unagent_________________________________97

Figure3.7:Cycledebasedefonctionnementd'unagentcognitif_____________97

Figure3.8:ArchitecturedeHEDAYA_______________________________100

Figure3.9:Communicationparlessockets,cotéserveur__________________103

Figure3.10:Communicationparlessockets,cotéclient__________________104

Figure3.11:ClassedemessageKQML_______________________________104

Figure3.12:inscriptiond'unnouveauapprenant________________________108

Figure3.13:Protocolesdecommunicationpourlescénarioconnexiond'unapprenant______________________________________________________108

Figure3.14:pageindexducours____________________________________110

Figure3.15:protocoled'interactiondanslecasdegénérationetaffichagedepageindexducours__________________________________________________111

Figure3.16:pageindexducourspourleniveaufaiblepourquelquesconceptsetmoyenpourd'autresconceptsavecdesconceptsannotés_________________111

Figure3.17:pageindexdesconceptsprérequis_________________________112

Figure3.18:pagedeconceptconjonction_____________________________113

Figure3.19:protocoled'interactiondescénariodegénérationdepagedeconcept__________________________________________________________114

Figure3.20:Applettestd'évaluationassociéàchaqueconcept_____________114

Figure3.21:Testd'évaluationassociéauconceptEczéma________________115

Figure3.22:protocoled'interactionpourlescénariodemodificationdemodèledel'apprenant_____________________________________________________116

Figure3.23:ArchitecturelogicielledeHEDAYA_______________________119

Listes des tableaux

Tableau 3.1 : Exemple de message KQML_____________________________102

Tables des matières

Introduction____________________________________________________12

Chapitre 1 : Enseignement par ordinateur et système Hypermédia

1 Introduction________________________________________________17

2 L'ordinateur pour l'enseignement, aspects historiques_____________17

2.1 Enseignement Assisté par Ordinateur (E.A.O.)____________________________18

2.2 Enseignement Intelligemment Assisté par Ordinateur (E.I.A.O.) et Système Tuteur Intelligent (STI)____________________________________________________18

2.3 Les Environnements Interactifs d'Apprentissage avec Ordinateur (EIAO)______20

3 Les hypermédias____________________________________________20

3.1 Hypertexte et hypermédia_____________________________________________20

3.2 Les hypermédias adaptatifs____________________________________________21

3.2.1 Les composants principaux des systèmes hypermédias adaptatifs____________________22

3.2.2 Modèle et Modélisation de l'utilisateur________________________________________22

3.2.3 Système hypermédia adaptatif ou adaptable____________________________________24

3.2.4 Technique d'adaptation___________________________________________________25

3.2.5 L'interconnexion entre le modèle du domaine et les pages hypermédias_______________28

3.3 Domaine d'application des hypermédias adaptatifs_________________________30

3.3.1 Systèmes hypermédias éducatifs____________________________________________31

3.3.2 Moteurs de recherche dans les hypermédias____________________________________32

3.3.3 Systèmes d'information en ligne____________________________________________33

3.3.4 Systèmes d'aide en ligne___________________________________________________34

3.3.5 Assistants personnels____________________________________________________34

3.4 Hypermédia adaptatif dynamique_______________________________________35

3.5 Hypermédia dans l'éducation; avantage et inconvénient____________________37

3.5.1 Les hypermédias classiques________________________________________________37

3.5.2 Les hypermédias adaptatifs________________________________________________39

3.5.3 Les hypermédias adaptatifs dynamiques_______________________________________40

4 Les systèmes hypermédias adaptatifs dynamiques METADYNE et TANGOW_____________________________________________________40

4.1 Le système METADYNE, un hypermédia adaptatif dynamique pour l'enseignement___________________________________________________________41

4.1.1 Objectifs de METADYNE________________________________________________41

4.1.2 Les connaissances nécessaires à la génération d'un cours__________________________42

4.2 Le système TANGOW, Task-based Adaptive learNer Guidance On the WWW__46

4.2.1 Teaching Tasks (TT)____________________________________________________47

4.2.2 Rules (règle)___________________________________________________________47

4.2.3 Architecture de TANGOW________________________________________________47

4.2.4 Apprentissage adaptatif dans TANGOW_____________________________________50

5 Conclusion_________________________________________________51

Chapitre 2 : Les systèmes multi-agents

1 Introduction________________________________________________54

2 Concept d'agent_____________________________________________54

2.1 Définition d'un agent_________________________________________________54

2.2 Caractéristiques d'agent_______________________________________________57

2.2.1 Caractéristiques primaires_________________________________________________58

2.2.2 Caractéristiques secondaires_______________________________________________58

2.2.3 Caractéristiques tertiaires__________________________________________________58

2.3 Typologies d'agents__________________________________________________59

2.3.1 Les agents collaboratifs___________________________________________________59

2.3.2 Les agents d'interface____________________________________________________60

2.3.3 Les agents mobiles______________________________________________________60

2.3.4 Les agents d'information__________________________________________________61

2.3.5 Les agents logiciels réactifs________________________________________________62

2.3.6 Les agents hybrides______________________________________________________62

3 Système multi-agents________________________________________62

3.1 Définition___________________________________________________________64

3.2 Propriété des systèmes multi-agents_____________________________________65

3.3 Les composants d'un système multi-agents_______________________________67

3.3.1 Agent________________________________________________________________67

3.3.2 Environnement_________________________________________________________67

3.3.3 Interactions____________________________________________________________68

3.3.4 Organisation___________________________________________________________69

3.4 Communication entre agents___________________________________________70

3.4.1 Stratégies de communication_______________________________________________71

3.4.2 Actes de langages_______________________________________________________72

3.4.3 Langage de communication entre agents______________________________________73

3.4.4 Protocole d'interaction entre agents__________________________________________75

3.4.5 Transport de messages___________________________________________________75

3.5 Interaction et coopération entre agents___________________________________79

3.6 Coordination entre agents______________________________________________80

3.7 Négociation entre agents______________________________________________80

3.8 Utilisateur dans les systèmes multi-agents________________________________81

3.9 Systèmes multi-agents et formation______________________________________82

3.9.1 L'intelligence artificielle pour la formation_____________________________________82

3.9.2 Les systèmes multi-agents pour la formation___________________________________83

Chapitre 3: Hypermédia Educatif Adaptatif dynamique basé Agent, HEDAYA

1 Introduction________________________________________________89

2 Architecture détaillée de HEDAYA_____________________________89

2.1 Modélisation du système______________________________________________90

2.1.1 Modèle de l'apprenant____________________________________________________90

2.1.2 Modèle du domaine______________________________________________________91

2.1.3 Modèle des activités pédagogiques___________________________________________92

2.1.4 Base de documents multimédias____________________________________________94

2.2 Architecture du système_______________________________________________96

2.2.1 Modèle général d'un agent_________________________________________________96

2.2.2 Agent d'interface________________________________________________________98

2.2.3 Agent pédagogique d'adaptation____________________________________________99

2.2.4 Agent de filtrage________________________________________________________99

2.2.5 Agent de modèle de l'apprenant___________________________________________100

3 Communication entre agents_________________________________101

3.1 Le langage de communications utilisé dans HEDAYA_____________________101

3.2 Implémentation de la communication entre les agents de HEDAYA_________102

4 Sélection des liens et utilisation de technique d'annotation des liens_105

4.1 Sélection des liens hypertextes_________________________________________105

4.2 Annotation des liens_________________________________________________106

4.3 Mode libre et mode guidé_____________________________________________106

5 Scénarios d'utilisation de HEDAYA et protocoles d'interaction entre agents________________________________________________________107

5.1 Scénario 1 : Connexion d'un apprenant__________________________________107

5.2 Scénario 2 : génération et affichage de page Index du cours_________________109

5.3 Scénario 3 : affichage de page de concept________________________________111

5.4 Scénario 4 : modification de modèle de l'apprenant________________________114

6 Architecture logicielle de HYDAYA___________________________116

6.1 Choix de langage de programmation____________________________________116

6.2 Choix de plateforme agent____________________________________________117

6.3 Architecture logicielle et outils de développement_________________________117

7 Conclusion________________________________________________116

Conclusion____________________________________________________121

Bibliographie__________________________________________________124

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"I don't believe we shall ever have a good money again before we take the thing out of the hand of governments. We can't take it violently, out of the hands of governments, all we can do is by some sly roundabout way introduce something that they can't stop ..."   Friedrich Hayek (1899-1992) en 1984