面向大规模体系仿真的高性能仿真计算机系统

随着应用的不断深入,大规模体系仿真对计算资源的要求越来越高。归纳总结了大规模体系仿真所具有的"多样本"、"超实时"、"复杂模型解算"、"因果序协同"四个特点,分析了大规模体系仿真对计算平台在计算能力、通信、I/O、并行、建模开发等方面的需求,指出了目前国内大规模体系仿真软件上采用HLA架构、硬件上基于工作站联网或商用集群系统的解决方案存在的不足。在此基础上,介绍了研制的高性能仿真计算机系统的组成和主要关键技术突破,并给出了两个典型应用效果。应用表明,与HLA加通用高性能计算机的解决方案相比,高性能仿真计算机系统具有更好的使用效能和更高的产出率,对于一般的大规模体系仿真系统,效率可提高几十倍到数百倍不等。

面向大规模网络的高性能仿真平台建设思维探讨

随着网络技术的飞速发展,网络规模迅速膨胀,网络拓扑结构日益复杂,设计一套能够对大规模网络进行高性能仿真的支撑平台已经成为实现大规模网络仿真亟需解决的问题。然而,当前对大规模网络仿真平台的认识不够全面深入,现有的仿真平台还不能有效满足大规模网络灵活扩展、柔性重构、高效运行和面向服务等新需求。亟需从不同角度、多个侧面重新认识大规模网络仿真平台,寻找更加科学的平台建设思路。为此,采用多个全新视角对大规模网络仿真平台进行重新审视和深入认识,深入研究大规模网络仿真环境生成和运行中迫切需要解决的重要问题,重点分析大规模网络仿真特性和平台需求,提出网络仿真平台建设所应把握的4种思维模式,并对其在网络仿真平台建设中的应用进行了分析。研究成果能够为实现大规模网络的高性能仿真提供可借鉴的理论依据和有效手段。

装备作战试验高性能仿真解决方案

仿真技术是装备开展作战试验的主要手段之一。根据装备作战试验对仿真在运行效率、快速迭代、方便易用等方面的需求,结合高性能仿真技术的特点,通过充分利用高效能计算资源,从开发、集成、运行、监控管理、想定制作、试验设计和分析评估等方面提出了一体化完整解决方案。该方案具有易使用、效率高、结果可信、安全可控等优势和特点,可有效支持装备作战试验仿真工作的开展。

飞行器全包络高性能仿真方法与试验平台

针对飞行器总体性能超大子样、海量状态仿真验证需求,提出了高性能仿真方法,建立基于高性能计算机的大规模并行仿真架构,实现了大子样仿真任务解耦、高性能仿真实时监控、并发冲突控制、大规模试验结果自动聚合等技术与软件,研制了飞行性能大规模并行验证的高性能仿真试验平台。仿真应用结果表明该试验方法具有较高的加速比和可扩展性,能够高效、高质量地完成数字化验证过程,不仅提升了飞行器总体验证、评估能力,也通过高性能仿真技术的应用促进了飞行器总体设计的改进。

新一代“银河”高性能仿真计算机系统研制成功

由国防科技大学计算机学院研制的新一代“银河”高性能实时仿真计算机系统，１１月１９日在长沙通过技术鉴定。由著名计算机专家和仿真专家组成的鉴定委员会认为，这项成果是计算机高技术研究方面取得的一项重大突破，其整体技术性能达到国内领先水平。

高性能分布式论证仿真支撑环境分析

为获得能满足论证仿真需要的具有超实时运算能力的高性能仿真支撑环境,根据高性能分布式仿真的需求特点,研究以高层体系结构(HLA)为核心的高性能分布式仿真集成开发与运行管理环境的软件组成和体系结构,主要包括集成开发环境和运行与监控管理环境,为高性能分布式仿真应用的开发、测试、集成、初始化、运行、监控、管理等提供一体化的支撑.重点研究基于高性能计算机的分布仿真支撑环境HPC-RTI的功能设计和关键技术.基于该环境进行了某装备体系仿真实验,实验结果表明,大规模仿真系统的运行效率提高了17.8倍.

高性能并行仿真中持久性研究

随着分布式仿真规模的日益扩大,高性能计算的不断发展,高性能仿真技术逐渐成为仿真领域新的研究热点,其中持久性框架及其实现机制是高性能仿真引擎中至关重要的一层支撑技术,它不但用于系统的负载平衡而且用于检查点及恢复操作。该文针对高性能仿真持久性问题,先提出了持久框架的结构,重点研究了两种持久库对持久框架性能的影响,通过实验数据对其性能差异进行分析,得出基于C++模板的持久框架更具优越性的结论。

风河发布高性能硬件仿真器Wind River ICE 2

风河系统公司（Wind River）目前发布了全新的高性能硬件仿真器——wind Efver ICE 2，由此将会帮助设备制造商在整个设备开发生命周期内有效地提高调试效率。风河还同时发布了ICE 2的一个外加模块（Add-on module）——Wind River Trace 2，该模块将为开发人员提供更好的硬件／软件交互可视性。

面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术研究

当前我们正步入新时代、正面临新态势、正迈进新征程,人类社会国民经济、国计民生和国家安全等各领域系统的模式、技术和业态正在向数字化、网络化、云化、智能化的“智慧物联网”新模式、新技术和新业态发生重大变革。智慧物联网的发展迫切需要面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术,使智慧物联网能具备在线、持续的分析、认知、学习、决策、运行与优化的能力。简要概述了智慧物联网,在分析嵌入式仿真技术相关工作的基础上,提出了面向智慧物联网的新型嵌入式仿真技术的内涵、特征与应用模式,系统阐述了新型嵌入式仿真系统的体系架构、技术体系和九大关键技术,简要介绍了新型嵌入式仿真系统在智能制造、智慧城市和军事智能方面的应用范例。对所取得的成果进行总结并提出新型嵌入式仿真技术的发展建议。

基于并行处理的分析仿真解决方案

分析仿真是以复杂问题分析为目的的一类仿真活动,在国防及国民经济各领域的应用日益广泛。随着仿真应用的不断深入,如何提高分析仿真的运行效率成为急需解决的问题。讨论了分析仿真的计算特点,指出了当前国内采用HLA体制、基于分布式网络解决方案存在的不足,分析了分析仿真的潜在并行性及面临的挑战;从国外分析仿真应用发展趋势以及国内实际情况出发,提出了基于高性能并行计算的分析仿真系统层次式体系架构,该方案可充分挖掘分析仿真的并行性,能有效支持分析仿真应用的运行和开发;同时该方案采用层次式架构,各层次内部功能相对独立,使得整个系统更易于维护和升级。

基于并行仿真及动态克隆技术的实时决策分析

采用并行仿真技术可以在不损失模型分辨率的情况下模拟大规模战场上的复杂作战行动,是联合作战模拟和作战方案决策及效果分析的有力工具。在介绍并行仿真基本概念并对比并行仿真与串行、分布式仿真的区别及特点的基础上介绍了仿真克隆的概念及该技术如何应用于描述多分支决策过程。最后,提出了基于高性能计算平台、并行仿真技术、仿真克隆技术和决策分支分析技术来建立战场实时决策分析工具的设计方法,并探讨了其中的主要技术实现方式。

并行离散事件仿真中模型互操作技术及优化

模型互操作技术允许单独开发的仿真模型在一个集成的仿真环境中互操作,是基于HLA标准的分布式仿真系统中的一项关键技术。并行离散事件仿真(PDES)技术也使用对象模型来表示真实世界中的实体,这些实体模型也有互操作和重用的需要。我们在PDES环境KD-PADSE中开发了一种基于对象和事件的模型互操作机制,它使用对象代理技术为PDES系统提供了与HLA中类似的对象模型的"公布"和"定购"操作。并且,我们对该机制进行了优化以支持类集群环境的PDES运行。初步性能实验显示,在集群环境中,优化后的DDM性能比未优化前最高可以提高12倍。

基于MPI的分布式并行Gazebo仿真优化与测试

Gazebo作为机器人通用仿真平台,能够在复杂的室内和室外环境中准确模拟机器人行为,并在单节点上支持多机器人的协同仿真。但执行仿真任务中如果启动成百上千台机器人,通常会发现Gazebo性能参考值(RTF)仿真实时比会降低两个数量级,甚至出现仿真错误的情况,仿真性能会成为其主要制约因素。为了实现机器人集群的高性能仿真,探索了基于MPI的跨节点ROS+Gazebo仿真平台搭建方法,核心过程是针对确定的仿真任务进行并行划分,可采用编号划分或区域划分,将划分好的各个子任务部署到各计算节点的Gazebo上进行仿真,最后通过Gazebo之间的MPI进程通信保证仿真的同步和一致性,以此实现机器人分布在不同计算节点上的协同仿真。同时编写了固定翼和四旋翼同构和异构的仿真测试案例,通过脚本程序读入world配置文件和roslaunch文件来实现,设计了对用户友好的与ROS类似的启动方式,进行了单节点和跨节点的性能测试,验证了分布式并行仿真的优越性。

折射微光学结构出射复杂光学波前

通过单掩模紫外(UV)光刻、感应耦合等离子体(ICP)刻蚀及KOH∶H2O化学腐蚀,在硅片上制作5×5元面阵硅折射微光学结构.通过电化学方法将制成的硅精细图形结构转换成镍版,进而通过压制法将精细的镍版图形进一步转印到有机玻璃材料上,从而制成面阵光学波前出射结构.光刻版由结构尺寸在微米量级的大量微孔组成,其特征尺度和排布方式由算法生成.微形貌测试显示了制作的折射微光学波前出射结构具有预期的表面形貌特征.通过常规光学测试,比较和分析了出射复杂波前的情况.

智慧计算成就智能网联

在汽车行业朝着智能化、网联化转型升级的大背景之下,我们觉得未来计算将成为影响汽车性能非常重要的因素。未来的汽车所承载的、所搭载的计算性能是否强劲,将直接影响着汽车尤其是自动驾驶汽车的性能。在这样的背景之下,未来汽车制造企业的信息化应该如何发展,如何建设呢?我们认为至少包含四个方面的因素——云计算、大数据、人工智能、高性能仿真。