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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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