并行分布仿真中前瞻量问题的研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究,以及探索其长远的应用空间提供了便利,近年来日益成为研究的热点。时间管理是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一。首先介绍了前瞻量的概念与设置方法,其次提供了前瞻量的形式化描述,然后深入分析了由于引入零前瞻量而可能导致的回退循环问题,紧接着针对这一问题提出了解决方案及优化策略。最后,分析了前瞻量变动对系统的影响,并提出了一种在RTI中如何实现动态更新前瞻量的算法。

并行分布仿真中负载平衡的调度算法研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究,以及探索其长远的应用空间提供了便利,近年来日益成为研究的热点。在并行分布式仿真中,资源的负载平衡对于维护长时间运行的分布仿真演练的高逼真性是十分必要的。首先分析了分布式仿真中存在的一些负载平衡问题,进而提出了两种负载平衡的方法,以及集中与分布两种实现方式;然后提出了一种具有启发式的征募算法,最后分析了负载监测及迁移策略的实现方法。

并行与分布式仿真时间推进同步机制综述

并行分布仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索,对长远的应用提供了便利,目前已成为研究的热点。然而时间同步管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的一种机制,它不但要确保正确的执行因果逻辑关系,而且要保证仿真系统的可重复性。时间管理是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一。在分别论述四类基本的时间推进同步机制,即保守机制、乐观机制、混合机制和自适应机制的同时,还分析了各自的优缺点,指出了今后的研究发展方向。

并行分布式仿真中最小时间窗MTW算法研究

并行分布仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利,近年来日益成为研究的热点。然而时间管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的核心机制,也是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一。首先分析了乐观机制存在的弊端;然后提出了一种不依赖反消息就能乐观推进的MTW混合推进算法,详细阐述了算法的思想、步骤及其实现,最后对算法进行了分析,证明它在一定程度上能够有效避免极端乐观和过分保守。

并行分布实时仿真的高精度时间管理

并行分布实时仿真为复杂大规模的实时仿真提供了有效手段,实时仿真对于仿真时间的特殊要求,使得系统中的时钟同步成为系统研究的关键。如何实现系统的时钟管理,快速、稳定地获得高精度的同步时钟,是实时仿真系统面临的巨大挑战。在分析了获得时钟同步的一般方法基础上,进而研究了通用网络实时系统时钟同步的方法,提出了主动与被动同步方式;基于高速实时网络,提出了"类同源"时钟同步策略,各个节点的运行通过控制服务器统一实现,消除局部时钟影响,并分析了该同步策略所具有的优势。

扩展UML语义以支持并行和分布式仿真系统设计

标准UML中不包含虚拟时间和时间同步语义 ,因而缺乏对并行和分布式仿真 (parallelanddistributedsimula tion ,PADS)系统设计的支持 对标准UML语义进行扩展以支持PADS领域的概念并降低PADS系统构造的复杂性 主要的工作包括在UML中引入虚拟时间语义 ,用包含虚拟时间标记和约束的状态图和交互图来描述仿真实体的功能属性 另外 ,通过创建虚拟时间同步构造型 (stereotype) ,提出“分离法”将时间同步细节与仿真模型内部的功能属性逻辑地分离 ,不仅使得仿真对象建模更加容易 。

一种基于网格的分布式并行仿真实现方案

为解决目前大规模分布并行仿真系统中资源利用不高和仿真规模受限等问题,提出了一种基于网格的分布式并行仿真解决方案.方案利用Globus工具包提供的自动分配服务、动态迁移服务和安全服务等多种网格服务,不仅解决了以往分布式并行仿真系统中资源利用效率不高以及容错性和安全性等方面的问题,同时也增强了系统的透明性和伸缩性.

基于.Net平台的交通流分布式并行仿真框架研究

参考分布式计算技术中“黑板”体系结构,提出了交通流分布式并行仿真框架,并基于.N et平台远程处理结构给出了C#实现。结果表明,该仿真框架由于采用了优化的路网分割算法和.N et平台,具有实现的简便性,并能显著提高交通仿真的计算效率。

并行分布实时仿真的时间管理算法研究

并行分布实时仿真技术对大规模复杂系统的实时仿真提供了便利,近年来日益成为研究的热点。时间是分布式仿真中的重要概念;时间管理自然成为了分布仿真的关键技术。实时仿真对仿真时间的特殊要求,使得系统中的时钟同步与时间推进成为系统研究的关键。在探讨并行分布式仿真中的通用时间管理机制的基础上,从内同步和外同步两个角度研究了并行分布式实时仿真系统的时间推进方案和时钟同步方法;基于高速实时网络,提出了"共享时钟源"的时钟同步策略;结合具体的应用需求,给出了一种优先级轮询的时间管理算法。

连续系统模型的分布并行仿真方法研究

在算法实时性问题的研究中,工程系统多数是连续系统,以微分方程组的形式来表示的,通常采用数值积分算法来求解微分方程组。如果采用单一节点仿真,往往不能满足实时性要求,通常是将模型分割并分布至多节点进行分布并行仿真。针对Simulink仿真的机制和特点,基于RK4积分算法,将范德波尔模型正确分割成两个子系统SS1和SS2,以状态变量为输出变量,为使子系统间同步并行计算,分别在子系统的输出端配置Memory模块来优化分布仿真的效率。其它仿真软件如RT-LAB也基于Memory模块来分布仿真,但是没有分析Memory模块给系统动态带来的影响。在分析得出Memory模块的引入给系统带来了额外一拍时延的基础上,针对延误差提出拟合外推(Least squares estimator,LSQE)算法进行外推补偿,实验结果表明,相比较传统的插值外推(Lagrange,LAGRA)算法而言,拟合外推算法的补偿效果更好。

基于并行仿真的MTBA算法研究

混合策略在一定程度上避免了过分保守或极端乐观的缺点。本文首先分析了现有同步机制存在的不足,然后论述了视界概念及最小时间桶算法的设计与实现,接着对最小时间桶算法的性能进行了定性定量的深入探讨,最后采用PHOLD仿真应用模型在MTBA算法、保守算法和TW乐观算法之间进行了性能对比实验。实验结果表明,MTBA算法在某些条件下具有更小的回退开销和更快的事件处理效率。

并行仿真引擎与HLA互联的网关研究

随着分布式仿真规模的日益扩大,高性能并行仿真技术的不断发展,并行与分布式仿真正逐渐成为新的研究热点,其中并行仿真系统与分布式仿真HLA的互联是实现并行分布式仿真的关键技术和难点。本文为了扩大我室开发的并仿真引擎KD-PADSE的实用性,提出和实现了其与分布式仿真标准HLA互联时网关的设计方法。文章结构如下:首先提出了并行仿真系统与HLA互联的体系结构;然后为实现高效互联论述了联邦对象封装技术、HLA的代理技术和网关技术;最后提出了并行仿真引擎KD-PADSE与HLA互联网关实现的方法。

Cluster环境中多Agent系统分布仿真的容错技术

随着网络的普及和个人计算机性能的提高 ,需要能够在网络 Cluster环境下进行多 Agent系统的仿真。而如何防止 Cluster环境中个别结点的失效导致全系统仿真的失败 ,是 Cluster环境中进行分布仿真的重要研究领域。本文提出了一种适合于网络 Cluster环境的多 Agent分布仿真体系结构和具有容错机制的分布并行仿真算法 ,并已成功应用到复杂系统分布仿真平台中。

基于PDNS的BitTorrent算法仿真研究

采用数据包级并行分布式仿真工具对典型BitTorrent算法进行大规模仿真,研究大规模P2P下载算法性能,并介绍其建模方法,模拟并行分布式网络仿真器平台下具有可扩展性框架的BitTorrent算法。实验结果表明,该方案能够有效测试多机仿真分层拓扑中典型用户行为的算法性能,且是有效的。

基于NS2的BitTorrent算法仿真设计与实现

完成基于NS2平台的典型P2P文件下载协议BitTorrent的仿真实现和性能分析。仿真方案采用具有模块化的分层框架,通过扩展NS2上的类实现BitTorrent所有核心算法,采用双通道方案解决NS2中对P2P应用层控制消息的解析和应用层数据包分片传输的结合问题,且方案容易扩展支持其它P2P下载和P2P流媒体算法仿真,并支持向PDNS平台的平稳移植。仿真实验是在随机拓扑和幂率拓扑中节点突发加入和随机加入的性能比较,仿真结果验证仿真实现正确性和有效性。

开放网格计算环境中的先进制造仿真

为采用大型组合构件法制造出最佳的大型产品,提出了开放网格计算环境中的先进制造及其仿真。在动态变化尺度概念下,该方法可以对大型组合制造产品设计与开发、生产线与工艺、企业建模与性能以及先进制造方法等仿真计算进行快速求解。介绍了在开放网格计算中实现先进制造仿真的系统仿真软件的结构和框架。该系统由并行虚拟机/HARNESS、高层体系结构/运行支撑基础结构及网格计算仿真等基本构件组成。采用区域分解与组合法,实现了仿真模型的快速计算。最后,比较了该系统与Gridsim、并行虚拟样机消息传递界面和高层体系结构3个仿真软件系统之间的差异。

基于PDES的最小时间桶算法研究

混合策略在一定程度上避免了过分保守或极端乐观的缺点。首先分析了现有同步机制存在的不足,然后论述了视界概念及最小时间桶算法的设计与实现,接着对最小时间桶算法的性能进行了定性定量的深入探讨,最后采用PHOLD仿真应用模型在MTB算法、保守算法和TW乐观算法之间进行了性能对比实验,实验结果表明:MTB算法在某些条件下具有更小的回退开销和更快的事件处理效率。

基于同步和异步时间管理的混合时间管理算法

基于HLA的并行分布式仿真是目前仿真的一种趋势。HLA的接口规范中定义了六类服务,其中时间管理服务是保证联邦成员之间正确交互的基础。时间管理服务保证了在仿真过程中所发生的事件在逻辑上的正确性,以及所发送的消息在逻辑上的有序性。实现该管理机制有两种方法:保守时间推进算法和乐观时间推进算法。而保守时间推进又可以通过异步时间管理算法或同步时间管理算法来实现,异步和同步算法各有优缺点,这使得它们的运用具有一定的局限性。文中全面分析了异步和同步时间管理算法的优缺点,在此基础上提出了一种将两者结合,进行优缺点互补的混合时间管理算法,以此来提高保守时间推进算法的效率,使其能更好地运用于RTI中。并通过实验验证了该混合算法的有效性。