基于网格仿真的研究与认识

基于网格技术进行分布式仿真的研究,目前已经成为了仿真技术研究的一个新的热点.该文从对网格的认识入手,分析了什么是网格,什么是网格技术,在阐述网格研究现状的基础上,分析了目前网格研究中的两个认识误区.根据仿真技术发展的需求,分析了基于网格进行分布式仿真的重要性,并阐述了目前基于网格仿真的研究现状.根据网格技术与分布式仿真技术的特点,提出了进行基于网格仿真的几个重点研究方向,包括仿真资源协同组织调度的研究,仿真客户端资源使用模式的研究,和客户端与仿真节点以及仿真节点间连通方式的研究等.     

网格服务实现HLA/RTI向Intemet环境的扩展

基于HLA的分布式仿真已得到广泛的应用,但组建需要跨越组织或基于公共互联网通信的基于HLA的分布式仿真应用目前还较难实现.网格计算技术在资源协调、管理方面的优势为分布式仿真提供了新的发展空间.本文在回顾基于网格技术的仿真的发展研究前沿前提下,提出了基于网格服务实现HLA/RTI向Intemet环境扩展的系统结构.系统结构在考虑融入网格技术优势之外,同时考虑到了仿真组件的可重用性、互操作性和兼容性等问题.原型系统仿真实验表明了系统结构的可行性.     

基于网格的分布式虚拟环境仿真

针对传统分布式虚拟环境仿真的不足,将网格计算技术引入到分布式虚拟环境仿真中。提出了基于网格的分布式虚拟环境仿真分层体系结构。该体系结构自底向上依次为网格节点、高性能通信系统、数据存储系统、计算系统、资源管理系统、仿真应用系统,并通过网格门户提供统一的仿真应用系统入口。建立了一个基于该体系结构的原型系统并进行了仿真测试。仿真结果表明所提出的体系结构设计满足虚拟环境仿真实时性、稳定性和可靠性的要求。     

基于网格的分布式交互仿真技术研究

网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术有机结合的产物,是为用户提供资源全面共享的公共平台.分布交互式仿真是通过局域网、广域网使分散在各地的仿真设备交互作用,并可使人参与交互的一种综合环境.该文通过对网格技术和分布式仿真技术的分析,从仿真技术的需求入手,阐述了基于网格进行分布式交互仿真的重要性.研究了基于网格进行分布仿真的两种方法,一是利用网格技术提供现有仿真技术的支撑,二是利用网格技术扩展现有的仿真技术,并对第二种方法进行了进一步的讨论,分析了利用网格技术对HLA体系结构进行扩展的方法.     

仿真网格中一种基于知识的动态任务调度算法

仿真网格是以通用网格技术为基础、面向仿真领域的专用网格,目前国际上对仿真网格的研究尚处于起步阶段.现有的分布式仿真HLA(high level architecture)体系结构中的仿真资源和联邦成员是静态绑定的,网格技术的引入使得仿真资源的动态分配成为可能.根据仿真网格任务调度的特点,在仿真网格中建立了一种任务调度模型,并针对该模型,提出了一种新的基于知识的动态任务调度算法KMO,该算法适用于将N个相互独立的计算需求不同的仿真任务调度到M个随时间动态变化的仿真资源上,它能对若干次调度后的结果进行统计并提炼成"知识"反馈给算法预处理部分,使得该算法在动态多变的环境中能获得比较稳定的性能.实验结果表明,在仿真网格环境中,该算法的性能优于网格中传统的任务调度算法.     

基于网格的分布式仿真系统负载平衡研究

对进程迁移的研究起源于分布式处理的出现，它使得分布式系统内动态负载平衡成为可能，并可显著提高系统的容错性和可用性；网格是新一代信息基础设施，其目的是实现资源共享利用网格提供的信息，将过载节点上的进程迁移到合适的其它节点上运行，就可以实现真正的负载平衡。该文首先简要介绍了进程迁移及网格的资源管理功能，根据现有的基于HLA构建的分布式仿真系统存在的缺陷，利用进程迁移、网格技术的优势研究并提出了分布式仿真系统负载平衡使能模块(LBEM)。现初步实现了网格环境中进程迁移的部分功能，该部分的研究工作是后续研究的基础。     

开放网格服务体系结构OGSA及其仿真应用

该文对目前网格最新的体系结构一开放网格服务体系结构OGSA进行了介绍，该体系结构基于Web Selwices框架提出了一种网格服务结构的思想。OGSA的服务功能主要包括动态服务创建、服务发现、生命周期管理、注册和通知等。分布式仿真系统与网格有许多相似之处，同时基于HLA标准建立的分布仿真系统又存在着很多有待完善之处，所以提出将网格技术结合到仿真系统的设计中，建立基于网格的分布式仿真系统。基于OGSA的结构特点，这种新的仿真系统以建立标准的仿真服务为中心，同时实现了对仿真资源的动态分配和调度，增强了系统的可重用性和灵活性。     

仿真网格中的资源管理框架和算法研究

网格技术应用于仿真领域是当前研究的热点之一。本文首先介绍网格计算中的关键技术和发展现状,并概述仿真网格的概念;然后结合仿真网格中资源和应用的特点,提出一个仿真网格中资源管理和调度系统框架和交互过程;针对仿真网格中计算密集型应用,提出一种基于遗传算法的计算资源调度算法,并通过实验证明该算法比传统的SJLF和LJLF具有更短的收敛时间;最后对下一步工作做了总结。     

移动网格发展研究

论述了移动网格的基本概念和研究背景,综述了移动网格的体系结构、资源管理、任务调度、中间件、安全与容错等关键技术,尤其是资源的巨大数量和间歇连接特性为移动网格的实现带来最大挑战.详细地介绍了移动网格的国内外研究现状,对各种关键技术的研究成果进行了深入分析.最后对移动网格的发展进行了归纳,提出移动网格研究对象的扩展,即通过有线方式连接的普通节点如PC机也应容纳到移动网格中,并基于覆盖网的思想提出分布式体系结构.     

基于网格的分布式仿真数据记录系统

文章介绍了在网格技术支撑下仿真数据记录系统的设计,其中详细阐述了基于网格的仿真记录系统的系统结构设计过程、任务调度思想和方法以及存储管理.根据在实际应用中取得的资源负担界定方法.制定了节点的性能综合评定的原则,主要包对括计算资源、网络负担、存储资源在内的资源消耗程度进行相对合理的估计.采用分层决策的系统结构设计了任务调度器系统结构.在应用中解决了大规模分布式仿真系统中,记录器系统的记录负担过重以及大量记录信息有序管理的问题.     

大型分布式仿真环境下的负载平衡策略

在大型分布式仿真环境下,仿真的顺利推进取决于每一个邦员的健康运行,负载不平衡会对仿真性能造成严重的影响。作为分布式仿真事实上的标准,HLA仿真框架主要关注于解决分布式仿真的互操作和可重用问题,而没有提供对可伸缩性、动态负载平衡以及容错的支持。通过分析HLA仿真框架的不足,提出了一个基于网格服务的先进分布式仿真框架GADS,并在此基础上设计了一个负载平衡解决方案,随后重点描述了其中的负载平衡策略和基于仿真代理的高效邦员迁移算法。利用在GADS框架中引入的仿真代理层,该迁移方案大大降低了迁移开销,并实现了真正的“免冻结”迁移。     

基于Web服务的分布式仿真资源重用

实现全球资源共享是以网格为代表的新一代信息技术的主要目标,然而现有的分布式仿真资源远没有实现全球范围的共享,原因是缺乏对仿真资源统一的组织和管理,资源的可重用性不强,而利用网格和Web服务有望解决该问题.该文分析了Web服务、网格计算和高层体系结构HLA三者之间的潜在联系,设计了网格环境下以Web服务为中心的分布式仿真资源框架,在该框架中所有仿真资源都封装为Web服务.最后重点研究了HLA仿真系统中的联邦资源重用问题,对仿真服务的描述和仿真联邦的组合进行了深入的探讨和具体的设计,论证了方案的可行性.     

基于颜色Petri网和Lookahead的数据分发管理研究

对高层体系结构（HLA）中数据分发管理（DDM）的研究,主要目标是在符合HLA标准的前提下,提高数据的过滤效率,同时减少计算量,并提供较好的可扩展性适应于各种规模的分布式仿真应用。Lookahead是分布式模拟时间管理协议中的一个重要概念,各模拟实体使用Lookahead把自己产生事件的时间标记情况更早地通知给其它实体,以加快程序的运行。采用颜色Petri网和Lookahead的数据分发机制,能够很好地对数据进行过滤,提高数据的过滤效率,并能保证数据收发的成功率。仿真实验结果表明：基于颜色Petri网和Lookahead的数据分发机制是优于区域匹配方法的。     

HLA联邦成员设计中同步问题的研究

基于HLA的分布交互式仿真是目前仿真领域的研究热点。由于HLA联邦是由多个HLA联邦成员协同组成的一个分步交互式仿真系统，所以在HLA联邦成员设计中必须考虑同步问题。该文系统分析了HLA联邦成员设计中的同步问题，包括联邦成员启动阶段的同步问题和仿真阶段的同步问题，并对相应的同步问题给出了非常实用的解决方法。     

Matlab_RTI中间件实现及应用研究

开发一个连接Matlab数值仿真和HLA分布仿真的中间件Matlab_RTI,其主要功能包括数据映射、命令交互和仿真同步.使用XML作为数值模型的配置文件格式,无需重新编译中间件程序就可以支持不同数值模型的仿真运行;使用可调的读取数据时钟,最大程度地降低Matlab数值仿真和HLA分布仿真之间的耦合.基于Matlab RTI中间件,实现基于HLA的某数字化仿真系统中一级功放数值模型的仿真.     

雷达电子战系统分布式仿真时间管理研究

主要目的是研究和实现高层体系结构(HLA)时间管理这一核心接口在雷达电子战仿真系统中的具体应用,从而提出雷达电子战仿真由单系统平台向基于HLA分布式平台转变的仿真方法.主要方法是通过对高层体系结构时间管理服务内容和算法的研究,并结合雷达电子战各仿真实体,尤其是相控阵雷达波束调度流程的实际特点,提出时间管理策略、时间推进机制等接口内容的具体实现.结合某防空武器系统给出了具体的仿真时间推进结果,从中可以得出结论,基于高层体系结构构建的雷达电子战分布式仿真系统的运行效率要优于单系统仿真.     

HLA/RTI的数据管理方法分析

分布交互式仿真代表了仿真技术的发展方向。未来的分布式仿真是建立在因特网环境下的，减少网络负荷成为分布式仿真的一个重要课题。高级体系结构HLA是美国国防部提出的，在军事仿真方面有着广阔的应用前景。其目的是解决各仿真系统之间的互操作和可重用，HLA提供了声明管理和数据分发管理服务来进行数据的分发，使联邦成员只接收它感兴起的信息，从而减少上网的数据量。该文在对比HIA与DIS的数据管理方法的基础上，简述了DIS数据管理方法的特点及其局限，着重分析了HLA中的声明管理与数据分发管理的基本原理。     

基于HLA的分布式虚拟靶试系统研究

分布式靶试系统是军事仿真领域内的一个新的应用方向,它的实现将对新型武器研制以及试验起到节约成本、缩短周期的效果,有着不可估量的经济效应。针对分布式虚拟靶试系统,探讨了HLA框架下的分布式仿真系统开发流程。针对分布式靶试系统进行了需求分析、功能特性分析,并进行了联邦设计和SOM/FOM模型。文中采用了重合引导算法增加系统的仿真逼真度,通过外部时间同步方式实现系统的时空一致性,突出了HLA体系结构的优点及其在分布式仿真应用中的优势。     

基于HLA的智能交通仿真系统体系结构的探讨

从城市智能交通仿真系统的特点和已有各种仿真系统的不足出发，简要论述了城市智能交通仿真系统向分布式仿真系统发展的必然趋势；进而运用基于高层体系结构（HLA）的分布式技术的理论和方法，通过系统地分析城市智能交通仿真要求一多层次、高细节、集成性，进而提出了一种基于HLA的智能交通仿真系统的体系结构，并设计了相关的联邦成员；最后给出了基于上述体系结构的几种交通仿真应用方案。     

HLA面向对象的分析法在燃气轮机仿真的应用

高层体系结构HLA以其突出的互操作性和可重用性，成为当今分布式交互仿真系统结构标准，研究基于HLA的仿真程序设计方法对于分布式交互仿真系统的开发具有重要意义。简要介绍了高层体系结构的组成。着重就HLA的对象模型与传统的面向对象方法建立的对象模型的异同进行了探讨。最后，以三轴燃气轮机为例，从应用的角度分析了基于HLA的动力仿真系统开发过程和方法，说明采用传统的面向对象分析方法设计的对象模型是可以比较容易地移植到HLA上的。HLA对象模型使仿真应用成为一种构槊的恿想与方法，为复杂系统的建模与仿真提供了一条有效的途径。