收藏本站
《中国科学院研究生院(软件研究所)》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

并行和分布式仿真的建模和性能分析研究

胡四泉  
【摘要】: 本文介绍了并行和分布式仿真(PADS)的基础算法,总结了PADS的研究现状,在此基础上,归纳了PADS难以应用推广的原因:对PADS建模方法和工具的支持不够,对PADS性能的影响因素及其关系研究不够深入全面,缺乏方便的性能预测工具。提出了PADS以后研究的方向:结合软件工程的方法,研究现有PADS建模的上的缺陷,探寻既容纳PADS仿真同步机制又兼容于普通软件设计方法的可操作的实用方法,减少PADS系统设计和实现的额外开销和复杂性;研究包含PADS性能实际影响因素的解析性性能模型和工具,使得用户在并行仿真实现之前能以相对较小的开销较为准确地预测PADS系统的性能。 多分辨率建模(MRM)在大型复杂的分布式仿真应用中越来越重要。当前实现的大部分分布式仿真是基于高层模拟体系结构(HLA)来实现的。HLA最初来自于军事领域,现在已被IEEE和OMG接纳为工业标准。本文分析了在采用HLA架构的分布式仿真中的MRM建模的要求。传统的聚集/解聚方法存在时序一致性问题,因为它在一种分辨率下可能丢弃另一个分辨率情形下的数据。多表征实体(MRE)方法通过将一种分辨率下的属性改变传播到另一种分辨率克服了这种问题,但是存在映射一致性问题。本文提出基于规则的多分辨率建模方法,对不同分辨率的实体属性施加单向映射。该方法操作自然,比MRE方法维护一致性更加简单有效。 当前大多数PADS系统的仿真建模通常使用专用的仿真语言或库来描述仿真对象的行为和关系,这样在不同建模框架中建立的仿真模型彼此间缺乏通用性,因而可重用性也较差。统一建模语言(UML)因为具有良好的语法和语义,已成为一种对软件密集型系统的制品进行可视化、详述、构造和文档化的语言,是当前软件系统设计事实上的标准。然而,标准UML中不包含虚拟时间和时间同步语义,因而缺乏对PADS系统设计的支持。本文对标准UML语义进行扩展来支持PADS领域的概念,将扩展后的UML用于PADS系统仿真建模的好处在于利用UML本身的通用性可以降低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,在PADS系统的设计中,为了保持不同节点的仿真成员间正确的因果关系(causality),需要指定节点间采用的虚拟时间同步策略。现有的PADS系统开发中,仿真建模不仅要求建模人员熟悉建模对象的领域知识,还要求考虑时间 同步算法,使得建模复杂度进一步增加。本文提出“分离法”降低这种复杂度, 通过扩展UML语义,创建虚拟时间同步构造型(5 tere。type),将时间同步细节与 仿真模型内部的功能属性逻辑地分离,从而不仅使得仿真对象建模更加容易,而 且使仿真模型和时间同步策略两者的重用性大大提高。 性能预测对于并行和分布式仿真的潜在用户来说很重要。好的性能估计模型 能够为设计提供指导,减小设计的复杂度。PADS已有的解析性性能模型往往为 了数学推导的方便,基于一些不实际的假设,有的仅在两个处理器上推导,有的 忽略了通讯延迟和状态保存开销。本文用概率方法提出一个乐观仿真的性能模 型,基于切合实际的假设,包含了通讯延迟、状态保存开销、非频繁检核、层叠 回滚,模型适用于n个处理器。在曙光TC 1 700并行机上的性能实验表明,我们 的解析性性能分析模型得到的结果与实际实现的结果是非常接近的,可以用于乐 观仿真实现前的性能预测。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(软件研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP391.9

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 徐菱;现代生产物流成套设备系统管理与监控的关键技术研究[D];西南交通大学;2006年
2 强彦;数据库负载自适应技术研究[D];太原理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王向文;多单片机并行分布式仿真系统的研究[D];大连海事大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡四泉,范植华,佘春东;扩展UML语义以支持并行和分布式仿真系统设计[J];计算机研究与发展;2004年06期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 展在宏;西门子S7-300及工控组态软件WinCC的应用[J];包钢科技;2002年01期
2 郑顺水;生产线仿真技术研究[J];兵工自动化;2004年04期
3 张飞舟,晏磊,范跃祖,孙先仿;智能交通系统中的运营车辆优化调度研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
4 赵红,韩建国;流程工业CIMS现场实时数据传输的OPC解决方案[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年03期
5 何明珂;中国物流业面临的机遇与挑战[J];财贸经济;2001年05期
6 张捷;当代国际航运中心发展的新趋势——兼析上海国际航运中心的规划建设[J];城市规划汇刊;2001年05期
7 周军,张瑞兰;PCF8584I~2C 总线扩展器的应用[J];电测与仪表;1998年10期
8 陈勇,戴先中;可重构制造系统的车间作业调度策略[J];东南大学学报(自然科学版);2004年S1期
9 谈烨,仲伟俊,徐南荣;基于遗传算法的一类资源分配两层规划问题求解[J];东南大学学报;1999年04期
10 李轶;强彦;陈俊杰;;基于分层排队网络模型的分布式系统性能评价[J];电脑开发与应用;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 向凤红;选矿厂生产物流递阶智能控制系统结构与复合模型研究[D];昆明理工大学;2002年
2 周奇才;基于现代物流的自动化立体仓库系统(AS/RS)管理及控制技术研究[D];西南交通大学;2002年
3 董利达;基于序状Petri网的离散事件系统监控理论[D];浙江大学;2004年
4 李小敬;面向自治数据库的统计信息管理技术研究[D];浙江大学;2006年
5 郑日荣;基于欧氏距离和精英交叉的免疫算法研究[D];华南理工大学;2004年
6 沈斌;关联规则相关技术研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐金秋;拖拉机作业机组仿真试验台发动机节能监控系统的研究[D];中国农业大学;2000年
2 郑小虎;基于B/S结构的开放性工业信息监控系统研究[D];昆明理工大学;2001年
3 王卡停;柔性制造系统的Petri网物流仿真[D];浙江大学;2001年
4 吴建学;最新软件技术在自动化监控领域中的应用研究[D];浙江大学;2002年
5 徐立新;仓容信息管理系统的研究与实现[D];东北农业大学;2002年
6 王璐;MIS系统中集成实时监控系统与三层C/S结构的应用[D];长春理工大学;2002年
7 徐胜阳;自动化立体仓库中的计算机控制及其仿真[D];武汉理工大学;2003年
8 汪海峰;高级控制软件的开发及应用研究[D];浙江大学;2003年
9 孙才勤;60000吨油轮电力系统建模及仿真[D];大连海事大学;2003年
10 高霄汉;基于特征的三维产品变形设计及动态仿真研究[D];武汉理工大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 罗键;程勇;吴长庆;;基于着色赋时Petri网的堆垛机建模与调度研究[J];计算机工程与应用;2009年01期
2 吴长庆;何善君;罗键;;自动小车存取系统中轨道导引小车环路死锁控制的研究[J];计算机集成制造系统;2008年09期
3 杨新盛;姜明晓;;基于Profibus的颜色采集系统的实现[J];自动化技术与应用;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 柳赛男;基于Web的制造业仓库管理物流平台关键技术及其应用研究[D];浙江大学;2007年
2 何善君;自动小车存取系统的建模及其若干关键技术研究[D];厦门大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡阿平;江铃车桥厂生产物流体系的研究[D];南昌大学;2010年
2 徐鑫;面向制造企业的移动物流平台设计与开发[D];山东大学;2011年
3 万宏伟;基于网络的生产物流控制系统研究[D];广东工业大学;2008年
4 孔令君;基于PROFIBUS的生产物流系统设计与实现[D];北京工业大学;2008年
5 刘超;自动化立体仓库通信网络和监控系统的研究与设计[D];太原理工大学;2008年
6 陈火国;自动小车存取系统的双重着色动态赋时Petri网建模与实现[D];厦门大学;2008年
7 葛阳;自动化立体仓库建模及堆垛机运动控制研究[D];东北大学;2008年
8 赵建光;云计算环境下数据库系统的分层排队网络模型[D];太原理工大学;2012年
9 薛涯艳;数据库系统缓冲池分层排除网络模型的研究[D];太原理工大学;2012年
10 郭方营;并行运算在电力系统实时仿真中的应用研究[D];昆明理工大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张敏敏;蒋熙;;区间列车运行分布式仿真方法研究[J];铁路计算机应用;2006年01期
2 刘成国;祁飞;;卫星工具包在分布式仿真中的实时控制研究[J];计算机应用;2006年06期
3 郭翠珍;郭剑;谭方勇;;反射内存网在分布式飞行仿真中的应用[J];电脑与电信;2010年11期
4 孙知信,王汝传,王绍棣;基于通用组件的分布式仿真系统的研究(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2004年01期
5 刘键,陈磊;海基中段弹道导弹防御系统的仿真分析[J];计算机仿真;2004年08期
6 陈文杰,马国红,陈善本,唐逸,黎文航;基于RTOS和CORBA的焊接动态过程分布式仿真[J];系统仿真学报;2005年05期
7 陈青华,谢晓方,高波,李德栋;虚拟座舱显控系统的分步式仿真[J];计算机应用与软件;2005年10期
8 唐红奇;龙勇;杜文正;;基于ADAM-5000的RS-485总线分布式系统仿真[J];兵工自动化;2005年05期
9 赵斌;;分布式仿真中通用态势可视化系统的开发研究[J];微电子学与计算机;2006年09期
10 朱恒晔;李光耀;;基于HLA的分布式仿真负载平衡研究[J];系统仿真学报;2007年13期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘云生;张传富;张童;查亚兵;;基于网格的分布式仿真研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
2 万红霞;巩应奎;袁洪;;基于转发体制的卫星导航系统分布式仿真框架研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S06北斗/GNSS测试评估技术[C];2012年
3 陈青林;程芳真;;SE2000的分布式仿真研究与实现[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
4 刘巧珍;裘丽华;王占林;;分布式实时仿真平台设计[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
5 邸晶荔;赵红云;杨萃;;动态战场电磁环境分布式仿真测试系统[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
6 彭鑫;李英华;李勇;;火星探测任务HLA仿真联邦设计[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
7 刘帅;朱英浩;李军;;HLA联邦成员的移植[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
8 李建;王磊;;基于HLA的分布式交互仿真的技术研究[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
9 何宝林;毛征;杨俊强;张志;;分布式雷达航迹融合仿真系统设计[A];2009系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2009年
10 陈青华;谢晓方;高波;李德栋;;虚拟座舱显控系统的分步式仿真[A];2005年全国开放式分布与并行计算学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 译自Javaworld.com;简化XML处理[N];计算机世界;2006年
2 胡芳;IMF:亚洲经济须改变对农业的依赖[N];经济参考报;2006年
3 郝齐建;许哲铭:解析性格密码[N];经济视点报;2007年
4 本报记者 张军胜;未来,时光穿越成为可能?[N];中国国防报;2010年
5 记者 郭洪敏;500千伏集控站仿真系统通过验收[N];国家电网报;2009年
6 本版编辑中国科学院软件研究所副总工程师 王青 李超;CMMI5不是终点 而是开始[N];中国计算机报;2007年
7 王学彬;河北南网新系统实战培训两级调度员[N];华北电力报;2008年
8 鲁卫平 刘银中;西工大航天学院群星璀璨耀苍穹[N];光明日报;2003年
9 刘秀罗 刘宝宏;数字化真实世界[N];计算机世界;2001年
10 陈再红 朱茂华;江苏东台:老干部思想政治工作经常化[N];中国老年报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡四泉;并行和分布式仿真的建模和性能分析研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2004年
2 刘民岷;基于网格计算的分布式仿真关键问题研究[D];电子科技大学;2011年
3 张卫;面向并行分布式仿真的服务网格关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 郭晓峰;基于SOA和HLA的分布式仿真关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
5 徐冰;几类迭代函数方程解的连续性、凹凸性、解析性与稳定性[D];四川大学;2003年
6 龚建兴;基于BOM的可扩展仿真系统框架研究[D];国防科学技术大学;2007年
7 李蔚清;分布式仿真系统中的虚拟环境生成技术研究[D];南京理工大学;2007年
8 宋庭新;基于网格计算的雷电电磁环境仿真[D];华中科技大学;2005年
9 吴泽彬;基于Web服务的分布式仿真关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
10 邹俊;粗轧液压宽度控制系统与精轧张力控制系统仿真及优化研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李霞;供应链信息共享的分布式仿真方法研究[D];大连海事大学;2010年
2 栾磊;KD-JMASE在分布式仿真中的应用研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 吴金艳;面向分布式仿真的省级森林承载力评价系统的研究[D];北京林业大学;2005年
4 周文婷;基于HLA的集装箱码头分布式仿真平台研究[D];清华大学;2010年
5 高磊;机械系统运动学分布式仿真[D];青岛大学;2002年
6 邓玲丽;基于HLA的分布式仿真优化方法及应用研究[D];大连理工大学;2010年
7 杨炳恒;带有QoS的某型飞机仿真训练系统的研究与实现[D];东北大学;2008年
8 鲁云;基于仿真网格的多联邦仿真场景自动部署研究[D];华中科技大学;2007年
9 唐佶;消息中间件在半实物仿真中的应用研究[D];吉林大学;2005年
10 王红梅;异构网并行分布式仿真研究[D];西北工业大学;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026