谷平华[1]2004年在《层次式RTI中所有权管理的研究与实现》文中指出为满足广域网环境下大规模仿真的需要,课题组提出了基于内部互操作协议的层次式RTI服务器的设计思想。由于层次式结构中需要多个RTI在网络上协调一致为大规模仿真提供服务,因而其实现较其它结构的RTI要复杂得多。而层次式RTI的所有权管理又是RTI六大管理服务中较难实现的一个,其主要问题在于:如何在尽可能减少系统通信量的情况下,保持系统各局部RTI(LRTI)所有权状态的一致性;如何保证各盟员所有权获取的公平性;以及如何高效实现各LRTI为完成所有权管理服务而必须进行的内部互操作等。由于所有权管理是评估RTI性能的叁大主要指标之一,因此研究层次式RTI中高效的所有权管理服务对支持大规模仿真的RTI服务器的实现具有重要意义。 论文首先介绍了RTI基本概念及层次式RTI体系结构的特点,所有权管理的发展和研究现状,在此基础上对层次式RTI中所有权管理服务进行了深入研究与实现。论文的主要工作和创新包括: 1) 为在保证系统正确性的前提下尽可能减少系统通信量,提出了各LRTI所有权状态信息弱一致性思想,即每个LRTI维持的所有权状态信息在LRTI层次上(即属性所有权属于哪个LRTI)保持一致,而在盟员层次上(即属性所有权属于哪个盟员)可以不一致(以盟员所在的LRTI为准);并进行了正确性的证明。这种弱一致性既可以从全局的角度保持所有权状态的正确性,又可以减少LRTI之间的通信量,高效地实现所有权转移。 2) 为保证各盟员所有权获取的公平竞争,提出了在各LRTI中采取源端过滤机制以及设置pending状态队列的设计方法,从而既减少了各LRTI所有权状态信息的交互量,又可以按照一定的顺序来满足盟员所有权请求,保证了各盟员所有权获取的公平性。 3) 为高效实现各LRTI为完成所有权管理服务而必须进行的内部互操作,定义了9个所有权管理扩展服务,同时为支持这些扩展服务,扩充了所有权管理中标准服务的功能,这些扩展不仅为层次式RTI所有权管理的高效实现提供了支撑,而且向下兼容。 4) 在基于CORBA的层次式RTI软件StarLink+中对所有权管理服务进行了实现,给出了各服务的交互图例及实现算法。测试表明所实现的所有权管理服务完全符合IEEE1516标准,能够有效地完成属性所有权转移。采用美国NASA提出的属性所有权转移benchmark测试方法进行性能测试结果表明,其性能与国际上广泛使用的商业化RTI软件pRTI相当。 论文最后总结了本文所取得的研究成果,并概述了进一步的研究工作。
谷平华, 姚益平[2]2005年在《层次式RTI中所有权管理的研究与实现》文中研究表明层次式RTI为大规模分布式仿真提供了有效的支撑平台。层次式RTI体系结构中的所有权管理服务,由于其体系结构的复杂性,需要在保证整个系统所有权状态正确一致的前提下,尽量减少局部RTI(LRTI)之间的消息流量,以尽可能快地实现所有权转移。针对以上问题论文提出了各LRTI服务器所有权状态信息的弱一致性思想,即每个LRTI维持的所有权状态信息在LRTI层次上(即属性所有权属于哪个LRTI)保持一致,而在盟员层次上(即属性所有权属于哪个盟员)却可能不一致(以盟员所在的LRTI为准)。这种弱一致性既可以从全局的角度保持所有权状态的正确性,又可以减少LRTI之间的通信量,高效地实现所有权转移。该思想已应用到层次式RTI软件StarL ink+的实现中,测试表明达到了预期的效果。
曹锦[3]2005年在《层次式仿真运行支撑平台中联盟管理的研究与实现》文中指出高层体系结构HLA(High Level Architecture)已于2000年9月被确定为国际分布式仿真通用标准IEEE1516，而按照HLA标准实现的软件则被称之为仿真运行支撑平台RTI(Run-Time Infrastructure)。联盟管理服务是RTI六大管理服务之一，负责处理联盟的创建和销毁、整个仿真的同步控制、仿真系统的保存和恢复等重要功能。层次式RTI软件能够较好地满足大规模仿真的需要，而联盟管理服务是RTI软件实现的基础，研究层次式RTI中高效的联盟管理服务对支持大规模仿真的RTI服务器的实现具有重要意义。 本文的主要工作和创新点包括： 一，对层次式RTI进行了研究，为降低系统管理的复杂性，支持大规模仿真盟员的加入，提出了基于“聚合体”的设计思想，在聚合体中，每个局部RTI服务器是其管辖的所有本地盟员的代表，可代表所有本地盟员负责与其它局部RTI服务器进行信息交换。这样，每个局部RTI服务器不需要管理隶属于其它局部RTI服务器的盟员，从而大大地降低了系统管理的复杂性，相应地提高了系统的执行效率。 二，为支持包括指针和类对象在内的复杂数据结构的保存和恢复，本文提出了基于XML文件的实现机制。XML良好的层次结构和可定制性适合RTI软件中各类复杂数据结构的保存和恢复。 叁，为高效实现局部RTI服务器之间因完成联盟管理服务而必须进行的内部互操作，本文定义了多个联盟管理扩展服务，扩充了HLA标准中联盟管理服务的功能，这些扩展为层次式RTI联盟管理的高效实现提供了重要支持。 四，实现了层次式RTI联盟管理的所有服务，并对这些服务进行了测试，测试表明所实现的联盟管理服务符合IEEE1516标准。
牛霞[4]2006年在《HLA/RTI仿真平台所有权管理设计与实现》文中指出高层体系结构(High Level Architecture，HLA)是用于产生计算机仿真系统的通用技术框架。本论文正是基于这一框架设计并实现了RTI平台。论文介绍了HLA／RTI规范，设计RTI软件框架模型，分析常用的几种体系结构，研究它们在各种网络环境下的开销，并总结了各自的优缺点，提出实际采用的体系结构。 论文重点针对RTI管理功能模块中的所有权管理进行了研究。论文介绍了所有权管理的基本内容，分析了HLA提供的接口服务，设计并实现了集中式的所有权管理服务。为适应大规模仿真应用的需要，论文引入了弱一致性思想，设计并实现了分层式的所有权管理，通过功能测试验证了系统的正确性。随后论文分析了分布式所有权管理的实现，针对这种实现方式可能出现的问题进行了改进，并统计了发生所有权转移时的网络消息量。针对HLA规范中并未解决对象所有权转移的问题，论文还提出了对象所有权转移的实现算法，分析了所有权转移领域的研究方向和挑战。 为适应大规模仿真系统的要求，论文最后分析了不同RTI系统之间的互操作，并根据我们已经实现的RTI平台，利用联邦代理(Proxy)，为实现多个RTI联邦系统之间的互操作，设计
杨振明[5]2004年在《层次式联盟集合研究与实现》文中研究指明随着仿真技术的不断发展,仿真应用规模和应用范围不断扩大。为充分利用已有仿真资源,以较小的成本实现更大规模的仿真,多联盟互连技术正成为当前仿真界研究的一个热点。其核心问题是解决多个联盟系统的互连互通,减少联盟之间的网络信息流量,提高多联盟系统的运行效率,进而实现多联盟系统的联合仿真。为此,从多联盟系统的体系结构、至不同FOM间的数据映射算法、多联盟系统的时间管理算法、以及层次式联盟集合中六大管理服务的信息交互方式等都必须进行深入研究。 论文结合有关文献,跟踪世界最新仿真发展动态,对层次式多联盟互连技术进行了深入的研究与实现。论文的主要工作和创新包括: 1) 设计剖析了层次式联盟集合的系统结构模型。针对多联盟互连方式盟员网关不直接支持HLA接口,桥接盟员使用户负担重,RTI代理的RTI与RTI之间的API接口没有制定统一的标准等问题,论文设计了层次式联盟集合的系统结构模型。它采用树形分布式盟员代理DFP(Distributed Federate Proxy)结构,利用仿真节点SN(Simulation Node)和分布式盟员代理部件DFPC(Distributed Federate Proxy Component)作为连接不同联盟的桥梁。该结构有效解决了多联盟互连的问题,平衡了负载,有利于仿真规模的扩充和现有仿真资源的利用,适应了大规模复杂系统仿真的需要。 2) 提出了不同FOM间的数据映射算法。为解决不同联盟的互操作问题,论文在分析已有多联盟互连的几种结构及其存在问题的基础上,针对层次式联盟集合的系统结构特点,定义了既满足对称性、又满足传递性的映射关系R_(xy),提出了不同FOM之间的数据映射算法——SFDMA算法。该算法利用结构数组,通过搜索映射链表,有效地解决了不同FOM间类属性及参数的映射问题。 3) 提出了层次式联盟集合中最大可用逻辑时间GALT的计算方法。联盟集合中的时间管理服务是重点和难点之一,而时间管理服务的关键是GALT的计算。论文针对SN和DFPC之间的内在关系,分别给出了SN和DFPC中GALT的计算公式,同时分析了不同节点之间仿真时间推进的逻辑关系。 4) 对层次式联盟集合中六大管理服务进行了深入研究和实现。论文结合符合IEEE1516标准的HLA接口规范,对联盟集合中的联盟管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理、数据分发管理六大管理服务的数据交互流程进行了剖析,阐明了该系统的仿真运行原理,实现了联盟管理、声明管理、对象管理功能。经对实现的管理服务进行测试表明,该系统结构性能稳定,能够满足大规模仿真的需要。 论文最后总结了研究成果,阐述了下一步的研究工作。
姚益平[6]2003年在《高性能分布式交互仿真运行支撑平台关键技术研究》文中研究说明高层体系结构HLA(High Level Architecture)已于2000年9月被定为国际分布仿真通用标准IEEE1516。它把计算机及相关领域的先进技术如面向对象技术等引入分布仿真中，促进了分布式交互仿真技术的发展。随着分布式仿真应用规模的不断扩大，目前的分布式仿真运行支撑平台的性能己越来越不能满足应用的需求。为支持大规模分布式交互仿真，高性能运行支撑平台RTI(RunTime Infrastructure)实现技术正成为当前分布式交互仿真领域的研究热点，其核心问题是减少网络信息流量，提高RTI运行效率，进而解决RTI的性能瓶颈。为此，从RTI体系结构至RTI核心算法包括时间管理算法、数据分发管理区域匹配算法、对象实例发现算法等都必须加以更深入的研究。 论文主要工作是结合当前分布式交互仿真技术及相关计算机技术的发展，深入研究符合IEEE 1516标准的高性能分布式交互仿真运行支撑平台关键技术。 论文首先简要介绍了HLA／RTI的定义及组成，分析了现有几种RTI实现结构及存在的问题，针对广域网环境下大规模分布式交互仿真的需要，提出了基于CORBA及内部互操作协议的层次式RTI服务器的体系结构及设计方法。该结构具有如下特点：可实现不同软硬件平台之间的互操作；系统内部不同RTI之间通信直接、效率高；部署灵活，可扩缩性强；设置中心RTI服务器负责全局操作，为系统数据的一致性提供了保障；各局部RTI服务器可以并发执行，因而可显着提高广域网环境下大规模仿真的效率。 时间管理服务是HLA与以前分布式仿真标准最主要区别内容之一，其性能直接影响到仿真的效率和正确性。时间管理服务实现的关键是最大可用逻辑时间GALT的计算。论文针对Frederick等人提出的GALT算法存在的可能死锁问题，提出了计算GALT的递归式算法——R-GALT算法和递归式推进检测方法，并给予了无死锁证明。该算法不但解决了时间管理实现中可能出现的联盟时间推进死锁问题，而且能够提高盟员时间推进的效率。 数据分发管理实现基于值的过滤，可进一步减少大规模仿真中盟员接收冗余数据的可能性和网络中的数据流量。高效、精确的区域匹配一直是数据分发管理追求的目标。论文在分析几种区域匹配算法优缺点的基础上，提出了一种基于移动相交信息的快速区域匹配算法——RMIB算法。该算法特点是：将范围的上下界分别用一个节点表示，使用索引有序表来存放每一维上的范围节点：利用区域移动前后的信息，将匹配限定在移动范围之内，从而有效地减少了需要进行匹配的候选范围，进而减少了匹配计算量，实现了高效、精确的匹配。该算法尤其适合区域比较多的大规模分布式仿真的需要。国防科学技术大学研究生院学位论文 对象实例发现是通过对象实例交换消息的前提。论文分析了对象管理中对象实例发现的有关概念及引发实例发现的时机，在此基础上给出了带区域登记对象实例和带区域订购对象类属性时的对象实例发现算法—ROWUP算法和SOWDOWN算法，并证明了其正确性。这两个算法分别使用启发信息和剪枝条件搜索公布/订购树，提高了发现对象的搜索效率。 为了避免死锁，提高效率，最大限度地减少盟员及RTI在调用服务及进行回调时的等待时间，论文针对基于CORBA的RTI的具体实现，提出了盟员调用RTI及RTI回调盟员的多线程双缓冲并行处理技术，从而有效地提高了盟员及RTI的性能。 本文取得的研究成果已直接用于我们基于CORBA设计的符合IEEE 1516标准的RTI软件StarLink中。测试表明，StarLink各主要性能达到了国际上同类软件的水平，个别性能(如时间管理)优于国际上同类软件。关键词:高层体系结构、运行支撑平台、CORBA、最大可用逻辑时间、区域匹配、对象实 例发现、多线程、互操作第11页
严琳[7]2013年在《分布式实时仿真系统中软总线及仿真节点接口代理软件的研究与实现》文中研究指明随着计算机技术的发展，计算机仿真技术也得到了高速的发展，越来越多的领域开始采用计算机仿真技术来进行大规模系统的研制，从而有效地减少报废损失、节约研发经费、缩短开发周期以及提高产品质量。由于当今的系统规模越来越大，结构越来越复杂，需要各个不同领域的工程人员参与其中，市面上常见的单学科的商用仿真软件已经不能满足当前系统的仿真需求，使用分布式实时平台进行多学科联合仿真已经成为了一个新的研究方向和研究趋势。本文以分布式实时仿真系统的软件项目为研究背景，针对HLA高层体系结构规范以及联合仿真技术，设计并实现了一种满足系统实时性要求的分布式实时仿真系统。在分析已有的RTI软件架构的基础之上，综合考虑系统实时性和软件成本，设计并实现了基于反射内存网和千兆以太网的满足HLA规范的轻量级Loose_RTI软总线平台。为了统一仿真系统中各个仿真节点的接口，本文在分析现有的主流商用仿真软件的基础之上，选取ADAMS作为主要研究对象并对其进行二次开发，设计并实现了基于ADAMS/MATLAB联合仿真的仿真节点接口代理软件。经过大量的测试和实践验证，该系统具有良好的实用性和实时性，并可以应用于大型系统的设计开发中。
张光宇[8]2007年在《分布虚拟试验系统运行支撑体系结构研究》文中研究表明分布虚拟试验系统运行支撑体系结构是一组支撑分布虚拟试验系统运行的中间层软件的集合，是虚拟试验系统软件的核心，为虚拟试验系统的运行提供通信、数据管理和调度等服务。虚拟试验系统运行支撑体系要支持从部件级到系统级的虚拟试验系统的构建，并且具备可集成和可扩展的特性，就必须具有良好的体系结构和高效的内部实现机制。 本文围绕上述目标所做主要工作如下： 1．结合论文的研究背景，介绍了国内外的研究现状。 2．深入分析了HLA、TENA和VTB叁种体系结构，对其关键技术与优缺点进行了详细地研究。 3．在分析叁种传统RTI体系结构的基础上，设计出一种分层分布式RTI体系结构及层次化的DVTA，并设计了DVTA中间件。深入研究了DVTA中间件设计中的对象模型的交互机制、对象模型的预编译、体系结构之间的集成、通信机制等关键技术。 4．设计了一种基于兴趣层次的混合数据分发管理的机制，对该种机制预期的性能进行了分析。 5．设计了某型号虚拟试验系统技术方案，包括五个层次：虚拟试验应用层、虚拟试验服务层、虚拟试验数据层、虚拟试验中间件层和虚拟试验网络层。
杨勇[9]2012年在《基于高性能计算平台的并行RTI研究与实现》文中认为高层体系结构HLA在军事仿真领域得到了广泛应用。随着应用的不断深入，仿真应用的规模越来越大，模型复杂度越来越高，仿真实体之间的信息交互愈加频繁，对仿真平台通信和计算资源的需求不断提高。传统的基于PC机网络的仿真平台已经不能满足应用需求。高性能计算平台可以为大规模仿真应用提供强大的计算和通信能力，然而传统的HLA运行支撑平台RTI主要面向分布式网络环境，在通信结构、消息处理方式、系统数据一致性维护等方面都难以有效发挥高性能计算平台的性能优势。因此，研发基于高性能计算平台的并行RTI，对于充分发挥平台高效的通信和计算能力，提高仿真系统运行效率，促进大规模仿真应用的发展等都具有十分重要的意义。论文针对传统RTI难以有效发挥高性能计算平台性能优势的现实问题，以提高大规模HLA仿真系统运行效率为根本目标，对RTI通信结构、消息处理技术、数据一致性维护方法等关键问题进行了深入研究，主要工作和创新点如下：（1）高性能计算平台往往提供了共享内存/IB/以太网等多种不同层次的硬件通信环境，然而，目前的RTI大多只提供TCP/IP通信支持，难以有效发挥高性能计算平台多层次并行通信优势。为此，论文提出了一种支持多层次并行通信的RTI通信结构，该通信结构采用多线程并行处理技术，把不同硬件通信环境数据的发送和接收分配到不同的线程处理，从而可有效支持不同层次通信环境之间的并行通信，提高系统的通信效率和吞吐率。（2）RTI中消息的处理可分为接收解包和分类处理两个阶段。目前的RTI往往采用单线程消息处理方法，两个阶段只能串行进行，消息处理效率较低。为此，论文提出了一种基于消息缓冲队列的多线程流水处理方法，该方法通过在两个消息处理阶段中加入消息缓冲队列，数据接收解包后放入消息缓冲队列，再由专门的消息分类处理线程根据具体消息类型进行相应处理。测试结果表明：在消息交互较为频繁的HLA仿真中，与传统的单线程处理方法相比，采用该方法消息接收处理的效率可提高8%以上。（3）数据一致性是HLA仿真正确运行的前提。目前的RTI要么采用集中式策略，维护算法简单，但中心节点往往成为系统性能瓶颈；要么采用分布式策略，虽避免了系统性能瓶颈，但效率较低且算法复杂。综合两种维护策略的优缺点，论文提出了一种分布集中相结合的数据一致性维护方法，该方法根据数据修改模式的不同，把盟员和联盟数据分为两类：盟员可立即修改的数据（自主修改数据）和需要多个盟员共同决定是否修改的数据（协商修改数据），对于前者采用分布式维护策略，由各局部RTI部件（LRC）自主维护；对于后者采用集中式维护策略，由中心RTI部件（CRC）集中维护。该方法能够在保证正确性的基础上，有效减小数据同步对系统性能的影响。（4）在上述研究成果的基础上，设计实现了基于高性能计算平台的并行RTI软件shmRTI。测试结果表明：shmRTI较完整地实现了IEEE1516规范的管理服务功能，在多核PC环境中，其节点内数据吞吐率是pRTI1516的2.8倍以上，节点内通信延迟仅为pRTI1516的40%以下；在具有IB/以太网的高性能计算平台与PC机组成的混合网络环境中，shmRTI的综合时间推进性能比pRTI1516可提高30%以上。
曲庆军[10]2003年在《高层体系结构（HLA）中兴趣管理的研究和实现》文中进行了进一步梳理随着分布仿真应用规模的扩大，兴趣管理逐渐成为分布仿真领域中一个重大而艰难的研究方向。兴趣管理的目的主要有两个：一是尽可能减少不相关数据在仿真站点之间的流动，减少网络带宽的占用；二是降低仿真节点接收冗余数据时引起的处理开销。高层体系结构(HLA)中的兴趣管理主要为数据分发管理服务(DDM)，兴趣管理的实现方式，深刻地影响着运行支撑结构(RTI)的健壮性、灵活性、可伸缩性和有效性。不同兴趣管理的实现方式，导致RTI的各种性能完全不同。 首先，论文介绍了兴趣管理的相关理论。论文分析了早期分布式仿真协议中存在的缺点，介绍了一般分布式仿真系统中的数据过滤技术，包括DR技术，数据打包技术和数据压缩技术；然后讲述了兴趣管理的相关概念与当前兴趣管理在具体系统中的应用，同时给出了现代兴趣管理系统的发展趋势。 其次，论文对HLA中的兴趣管理进行了详细的研究。这包括：叙述了IEEE 1516规范中数据分发管理的相关概念，即：维、区间、区域、更新区域集和订购区域集；接着划分了数据分发管理实现的基本步骤，包括：区域声明、区域匹配、建立连接和数据传输等；最后通过形式化描述、与先前规范的比较、算法复杂度和NP完全性的研究，深刻地揭示出数据分发管理的本质。 接着，论文选取了叁种在RTI实现中必须用到的技术，给予了清晰的解释，包括：连接问题、客户／服务器通信模型、同步异步模式等。这些技术对RTI的实现方案、性能均会产生重要影响。 最后，论文详细地给出作者的创造性的主要工作，即弱服务器模式在DDM中的研究和实现方案的设计、实现及测试。这主要包括： 1、在综合分析DDM所有实现方式的基础上，包括基于Agent、网格和区域等实现方法，结合源端、中介端、目的端过滤机制，首次提出了DDM弱服务器模式体系结构； 2、论文首次给出DDM弱服务器模式方案的具体设计，包括DDM与声明服务、对象服务、所有权服务、时间服务及与对象属性的关系，相关基础设计和详细算法设计等。 3、最后，论文给出了弱服务器实现模式的信息流向，分析了IEEE 1516接口规范实现时用到的所有实现类，以及符合IEEE 1516规范的DDM成员流程，论述了利用“XXX作战”仿真工程综合测试数据分发管理的过程。
参考文献：
[1]. 层次式RTI中所有权管理的研究与实现[D]. 谷平华. 国防科学技术大学. 2004
[2]. 层次式RTI中所有权管理的研究与实现[J]. 谷平华, 姚益平. 计算机仿真. 2005
[3]. 层次式仿真运行支撑平台中联盟管理的研究与实现[D]. 曹锦. 国防科学技术大学. 2005
[4]. HLA/RTI仿真平台所有权管理设计与实现[D]. 牛霞. 北京邮电大学. 2006
[5]. 层次式联盟集合研究与实现[D]. 杨振明. 国防科学技术大学. 2004
[6]. 高性能分布式交互仿真运行支撑平台关键技术研究[D]. 姚益平. 国防科学技术大学. 2003
[7]. 分布式实时仿真系统中软总线及仿真节点接口代理软件的研究与实现[D]. 严琳. 西安电子科技大学. 2013
[8]. 分布虚拟试验系统运行支撑体系结构研究[D]. 张光宇. 西北工业大学. 2007
[9]. 基于高性能计算平台的并行RTI研究与实现[D]. 杨勇. 国防科学技术大学. 2012
[10]. 高层体系结构（HLA）中兴趣管理的研究和实现[D]. 曲庆军. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2003
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