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《西北工业大学》 2007年
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协同虚拟环境系统的可伸缩性研究

胡小梅  
【摘要】: 协同虚拟环境是在一组由网络互连的计算机上生成共享虚拟空间,通过有效地支持用户之间的通信实现协同工作。近年来,随着协同虚拟环境在远程教育、协同设计、军事联合训练与演练、网络游戏等领域应用规模的扩大,提高系统的可伸缩性成为协同虚拟环境领域的研究热点之一。协同虚拟环境系统的可伸缩性研究的是当系统规模扩大时,软件结构本身不必做重大的修改,仍然可以保持系统的运行效率。鉴于协同虚拟环境可伸缩性研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值,本文对其进行了深入研究,取得了以下研究成果: 1、提出了基于任务聚类的虚拟环境固定分区算法,把参与同一类任务的用户划分给同一个区域服务器进行管理。实验显示,该算法与分区效果较好的西班牙Morillo P.的ACS算法相比,在分区质量相近的情况下,明显缩短了算法的执行时间。 2、针对现有的多服务器体系结构缺乏对整个虚拟环境系统的管理的缺点,通过增加主服务器为中心控制节点,设计了基于可剪裁树模式的层次体系结构,实时监测虚拟环境中用户的数量和分布情况,进行动态分区。提出了基于任务聚类的动态自适应分区算法,根据系统中用户数量的改变及时调整分区数目。实验证明,该算法取得了基于任务聚类的固定分区算法的最优分区效果和平均执行效率。 3、用户通常根据兴趣域进行分组来降低网络通信量。提出了基于模板匹配的用户分组算法降低网络资源和计算资源的消耗。实验证明,与基于单元格的分组算法和无跟踪分组算法相比,该算法在网络资源和计算资源的消耗上减少了大约5%至10%。 4、提出了基于兴趣隶属度的主动动态负载平衡算法。实验显示,该算法可以均衡各个区域服务器计算负载;有效降低了区域服务器之间的通信量:提高系统的响应速度。当使用韩国Lee K.的被动负载平衡算法测得的系统最大响应时间超过450ms时,使用本文的主动负载平衡算法测得的系统最大响应时间不超过200ms,满足了美国芝加哥伊利诺大学Park K.S.提出的系统响应实时性的要求。 5、用户通常要发送更新信息来维护系统一致性,引起网络流量的增加。本文提出了基于时间包围盒的一致性控制技术。实验表明,在降低网络流量方面,基于时间包围盒的算法与行业公认的Dead Reckon(DR)算法表现相近;在系统一致性维护方面,该算法测得的实体碰撞偏差比DR算法低8%以上,在网络延时严重的情况下更为明显,提高了系统的一致性。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.9

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 胡艳;交互式虚拟现实系统的关键技术研究[D];陕西师范大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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1 杜俊贤;基于OSG的虚拟场景中运动控制与交互技术研究[D];武汉理工大学;2010年
2 张跃;教学软件中三维曲面局部纹理映射技术的研究[D];沈阳师范大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 马自谦;基于组件代理服务器的DCOM负载平衡策略与实现[D];山东大学;2005年
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10 赵晨阳;基于蚁群算法的网格作业调度的研究与设计[D];兰州大学;2008年
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