收藏本站
《国防科学技术大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

通用并行离散事件仿真环境及相关技术研究

张耀程  
【摘要】: 仿真技术作为推动科学发展和社会进步的三大科学研究手段之一,其发展一直与计算技术的发展紧密结合。许多具有挑战性的研究与应用,如复杂战场环境的作战仿真,大规模通信网络与大规模集成电路的设计与验证,空中及道路交通管理,决策支持系统等,对模型精度、计算速度及计算资源的需求远远超过了普通串行计算机所能提供的计算能力,这些问题的解决有赖于并行计算机及并行离散事件仿真(PDES)技术的应用。在PDES技术研究领域中,并行仿真支撑环境的研究具有至关重要的地位,论文围绕建立通用高性能并行离散事件仿真环境的关键技术展开研究,结合并行离散事件仿真支撑环境KD-PARSE (KD-PARallel Simulation Environment),重点讨论了能够适应多种并行计算硬件平台的PDES系统模型、PDES中的时间同步算法、事件管理机制与事件回退算法、及PDES中的模型互操作机制等问题。 论文首先从并行仿真所使用的并行计算平台入手,分析了各种并行硬件环境所适用的计算模型,并据此将PDES系统分为同步、异步、共享内存、及消息传递四种模型。在此基础之上,提出了一种适用于MIMD并行计算平台、基于消息传递模式的异步PDES系统模型,该模型可以运行在分布、共享、及混合内存体系结构的并行计算环境中,仿真模型之间统一以消息传递方式进行事件调度,由底层通信软件负责消息在共享内存和分布内存环境中的路由。基于该模型,论文介绍了并行离散事件仿真环境KD-PARSE,包括它的模型表示方法,以及基于该环境建立的并行离散事件仿真系统的体系结构,并重点介绍了KD-PARSE如何实现在共享、分布及混合内存环境中的消息传递操作和同步操作。 接下来,论文对PDES中的时间同步算法进行了研究,在介绍时间同步算法相关概念的基础上对文献中已经大量报道的各类同步算法进行了归纳,按照同步算法中若干关键参量的取值将其分为保守同步、乐观同步、容错同步及有限乐观同步四大类算法。论文重点介绍和分析了将乐观同步和积极同步相结合的Breathing Time Warp同步算法,并在集群环境中通过PHOLD实验验证了该算法相对于单独的保守、乐观或积极同步算法的优越性。针对BTW算法静态控制事件处理乐观程度的缺陷,论文提出了一种BTW改进算法SafeBTW,该算法将事件之间的调度关系分为安全因果关系和不安全因果关系,并据此限制事件处理过程中乐观风险的传播范围,经PHOLD实验证明SafeBTW算法在整体仿真计算乐观性增加的情况下可以有效减少因二次回退而引入的计算开销,提高整体仿真计算效率,同时随节点数的增长显示出较强的可扩展性。 结合KD-PARSE中的事件管理服务模块的具体实现,论文介绍了PDES中能够支持乐观处理方式的事件模型和事件队列结构。论文分析了KD-PARSE中事件与仿真对象之间的关系,并重点介绍了KD-PARSE中基于增量式状态保存法、反消息法、及懒惰回退法的事件回退算法以及KD-PARSE自动回退框架的设计与实现。接下来,论文介绍了KD-PARSE中的事件队列设计以及节点的事件管理服务框架,最后介绍了PDES中的事件状态管理过程并给出了KD-PARSE中的事件管理服务开销实验结果。 最后,论文介绍了KD-PARSE中基于实体模型和事件处理机制的互操作框架。该互操作框架包括数据分发框架和交互处理框架两部分,允许仿真实体按照HLA中定义的模型互操作方法进行实体状态数据的公布定购操作和交互操作,并提供基于实体属性和定购兴趣表达式的数据分发管理(DDM)服务。针对类似集群计算机这样的分布内存计算环境,KD-PARSE对其数据分发框架进行了优化,优化后的DDM服务性能与未优化的设计方案相比,可以显著提高在这类计算环境中的计算性能及可扩展性。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【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6条
1 周云;面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 张颖星;面向复杂系统应用的并行离散事件仿真性能优化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 王兵;逻辑进程范型的形式语义、算法评估及其在空间随机仿真中的应用[D];国防科学技术大学;2011年
4 刘刚;并行离散事件仿真可视化组件建模技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 陈莉丽;基于多核集群的并行离散事件仿真性能优化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 苏年乐;仿真模型可移植性规范的多核并行化研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈志柏;基于可重用性的KD-PARSE建模框架研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 蔡志伟;并行仿真与HLA仿真系统的互连研究[D];国防科学技术大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 刘卫东,王勇;基于MPI方法实现牵引供电计算的并行仿真[J];电气化铁道;2004年03期
2 黄瀛,姜恺,何奔腾;基于Linux集群的电力系统并行仿真系统[J];电网技术;2004年20期
3 金怡濂,黄永勤,陈左宁,桂亚东,漆锋滨;高性能计算机的关键技术和发展趋势[J];中国工程科学;2001年06期
4 高帆,马捷,孟丹;BCL/IP:机群系统域网中TCP/IP协议的实现[J];计算机工程与应用;2003年34期
5 张耀鸿,沙基昌,罗雪山;分布离散事件仿真的集中同步算法[J];计算机仿真;2001年01期
6 李根国;桂亚东;刘欣;;浅谈高性能计算的地位及应用[J];计算机应用与软件;2006年09期
7 戴忠健,侯朝桢,苏利敏;DDM的实现策略及网格尺寸的优化[J];南京航空航天大学学报;2002年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁泉,邵立,石昭祥;基于COM的通信对抗仿真软件设计[J];兵工自动化;2003年03期
2 杨华冰,程红熙,何清华,许寿;小口径高炮光电火控系统模拟训练软件设计[J];兵工自动化;2005年03期
3 冯磊;姚新宇;吴重祥;黄柯棣;;利用C-API的基于RTW实时仿真系统在线调参[J];兵工自动化;2006年01期
4 闫宇壮;杨祚堂;;RTX在半实物仿真中的软件开发方法[J];兵工自动化;2006年09期
5 宋尚磊;李舰;卢国玉;姚远;;防空兵作战中空情生成的仿真技术[J];兵工自动化;2007年07期
6 李鹏;;舰艇鱼雷初期弹道仿真可信度的相似评估[J];兵工自动化;2008年07期
7 张蓉,石建军,任福田,刘小明;数理统计知识在交通仿真中的部分应用[J];北京工业大学学报;2003年04期
8 李运泽,魏传锋,袁领双,王浚;卫星热控系统的动态特性建模与仿真[J];北京航空航天大学学报;2005年03期
9 周渝斌,赵跃进;综合光电对抗系统的使用可用性评估[J];北京理工大学学报;2002年05期
10 袁怀文;崔赛华;李昀;;森林立木蓄积资源系统的计算机仿真实验研究[J];北京林业大学学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘颖;刘全利;王伟;;基于SystemC的离散事件系统仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 陈宗海;董道毅;张陈斌;;量子控制研究综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
3 张涛;吴京;周一宇;安玮;;基于HLA的综合电子战仿真系统设计[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
4 黄凯;吴汉松;陈少昌;;基于Runge-Kutta法的连续变结构系统计算机仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
5 朱少卫;张志虎;徐彦明;;某型地空导弹指挥系统作战软件的仿真设计[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 庄锦山;韩乐;;HLA在空间对抗模拟系统中的应用研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7 葛宝珊;刘锋;李旭杰;;积木式多DSP并行处理系统路由算法研究[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
8 肖永浩;黄清南;;基于分块数据结构的冲击问题并行计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 张亚林;吴锦龙;李于锋;赵晓平;;PANDA软件框架的应用模板研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
10 梁捷;谢晓方;曹建;;箔条质心干扰数学模型仿真[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琦;多核系统中的程序性能优化研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 芮锡;旋转结构体电磁问题的高效分析与应用[D];电子科技大学;2010年
3 周云;面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真理论和方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 陈彬;面向DEVS的多范式建模与仿真关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2010年
5 彭春光;基于语义交互和动态重构的兵棋推演系统概念框架及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 高鹏;港口物流网络系统的建模及作业优化研究[D];大连理工大学;2011年
7 夏文俊;面向概念设计的定性建模技术研究[D];华中科技大学;2011年
8 龙柏;并行计算平台上的数据索引技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 吴超;信息检索中top-k问题的并行算法及优化研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 程刚;高射频自动机及供输弹机构动态特性研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 夏启明;航空相机动态分辨率检测系统研究[D];长春理工大学;2010年
2 艾广燚;基于DSP的航空相机地面景物模拟系统的研究[D];长春理工大学;2010年
3 赵俊波;取料系统起动特性及速度稳定性的理论分析和试验研究[D];郑州大学;2010年
4 景涛;多核环境下基于L2 Cache的目录一致性协议的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 董广宇;基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 武晶;舰船补给物资调运仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 唐鸿羽;COGAG装置动态特性与机桨匹配仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 曹和平;增压锅炉过热器动态性能仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 杨沛霖;沿海集装箱港区泊位装卸效率对航道服务水平评价指标的影响研究[D];大连理工大学;2010年
10 巴延廷;基于PERT的工程进度风险分析研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴泽彬;吴慧中;李蔚清;魏洁;;面向分布式仿真资源库的统一检索研究[J];兵工学报;2008年01期
2 黄瀛,姜恺,何奔腾;基于Linux集群的电力系统并行仿真系统[J];电网技术;2004年20期
3 王飞跃,汤淑明;人工交通系统的基本思想与框架体系[J];复杂系统与复杂性科学;2004年02期
4 戴汝为;开展“系统复杂性”研究任重而道远[J];复杂系统与复杂性科学;2004年03期
5 王飞跃;;关于复杂系统的建模、分析、控制和管理[J];复杂系统与复杂性科学;2006年02期
6 金士尧,李宏亮,党岗,王召福,刘晓建;复杂系统计算机仿真的研究与设计[J];中国工程科学;2002年04期
7 张文华;韩党生;;基于复杂适应系统理论的作战理论研究进展[J];国防科技;2006年06期
8 龚建兴;张新宇;黄健;李革;黄柯棣;;利用XMI实现基于BOM的仿真模型组件的交换[J];国防科技大学学报;2006年06期
9 张耀程;李革;黄柯棣;;并行离散事件仿真中的DDM机制实现[J];国防科技大学学报;2008年02期
10 周云;韩守鹏;刘焱;黄柯棣;胡德文;;支持多剧情并发执行的仿真克隆中间件机制研究[J];国防科技大学学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 黄红兵;叶超群;金士尧;;分布仿真中兴趣管理的关键技术[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张颖星;面向复杂系统应用的并行离散事件仿真性能优化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 李宏亮;基于Agent的复杂系统分布仿真[D];国防科学技术大学;2001年
3 车永刚;科学计算程序性能分析与优化关键技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 鲁建壮;单芯片多处理器关键技术的研究与实现[D];国防科学技术大学;2005年
5 尹全军;基于多Agent的计算机生成兵力建模与仿真[D];国防科学技术大学;2005年
6 石峰;基于扩展事件图的复杂仿真系统因果追溯分析方法[D];国防科学技术大学;2006年
7 张卫华;工程级与交战级联合建模与仿真关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 王学慧;并行与分布式仿真系统中的时间管理技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 乔海泉;并行仿真引擎及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 钮俊清;面向生化网络的计算技术研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘奥;基于HPC的并行仿真支撑环境原型系统研究与实现[D];国防科学技术大学;2005年
2 黄红兵;复杂系统分布仿真平台中时空非耦合兴趣管理的研究与实现[D];国防科学技术大学;2005年
3 彭勇;基于BOM的仿真模型组件测试方法研究[D];国防科学技术大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 梁洪波;柳林;姚益平;刘步权;慕晓冬;李猛;;高性能RTI自适应通信机制研究[J];国防科技大学学报;2012年03期
2 陈莉丽;姚益平;蔡潞;;多核环境下负载均衡的并行离散事件全局调度机制[J];国防科技大学学报;2012年04期
3 梁洪波;朱卫国;姚益平;刘步权;慕晓冬;杨勇;;一种面向大规模HLA仿真的并行区域匹配算法[J];国防科技大学学报;2013年03期
4 杨妹;杨山亮;赵鑫业;杨政军;周云;;基于分层Agent的军事分析仿真在线辅助决策系统研究[J];计算机科学;2013年S1期
5 杨兆建;王学文;;矿山机械装备云仿真CAE服务系统研究与应用[J];机械工程学报;2013年19期
6 朱卫国;梁洪波;姚益平;;面向装备体系对抗仿真的RTI关键技术研究[J];计算机仿真;2014年02期
7 汤再江;薛青;徐豪华;闫守柱;;嵌入式辅助决策作战仿真系统研究[J];计算机仿真;2014年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 周明;邹自力;许弼;钟国致;;基于组件的指挥信息系统模型的分析与建模研究[A];2014第二届中国指挥控制大会论文集(上)[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王兵;逻辑进程范型的形式语义、算法评估及其在空间随机仿真中的应用[D];国防科学技术大学;2011年
2 刘刚;并行离散事件仿真可视化组件建模技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 陈莉丽;基于多核集群的并行离散事件仿真性能优化技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 唐俊杰;基于方程的信息物理融合系统建模与仿真技术研究[D];华中科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 陈慧龙;军用并行仿真想定编辑与生成技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2011年
2 林忠伟;基于单调指标空间法的需求空间探索加速技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 李猛;高性能RTI自适应通信机制研究与实现[D];国防科学技术大学;2011年
4 李劲澎;集群环境下无人机影像快速拼接及点云生成技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李亚楼,周孝信,吴中习;基于PC机群的电力系统机电暂态仿真并行算法[J];电网技术;2003年11期
2 束洪春,司大军,陈学允;复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究[J];电网技术;2003年12期
3 史扬,凌云翔,金士尧,张晨曦;数据分发管理机制中层次化组播地址分配策略[J];软件学报;2001年03期
4 邓彬,王宏力,邓方林;基于复杂连续系统并行仿真的自动任务划分[J];计算机工程与设计;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱岭,周政,于景元;离散事件系统状态反馈控制的几何理论[J];控制与决策;1991年01期
2 郑蓓蓉,周宏明,薛伟;敏捷制造环境下调度理论初探[J];浙江水利水电专科学校学报;2002年02期
3 胡奇英;离散事件动态系统中的控制综合问题[J];控制理论与应用;1994年05期
4 疏松桂,谭民;串行离散事件动态系统的建模、分析及设计[J];控制与决策;1994年01期
5 吴哲辉;DEDS控制理论模型──受控Petri网的网论语义[J];山东矿业学院学报;1995年04期
6 马继东,李淑红,葛安华;离散事件系统仿真软件综述[J];森林工程;2003年04期
7 古天龙;考虑事件并发下离散事件系统的状态反馈控制研究[J];桂林电子工业学院学报;1996年04期
8 赵崙;计算机模拟仿真及其应用[J];中国科技信息;2005年15期
9 王龙,郑大钟;线性离散事件动态系统的鲁棒性[J];控制理论与应用;1990年02期
10 姜胜兵,黄志同;离散事件动态系统的混合状态模型[J];控制理论与应用;1993年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王缓缓;胡斌;石永;;离散事件与基于智能体的集成模拟研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
2 万家;王澜;;列车在随机和离散事件激励下的仿真振动研究[A];土木工程与高新技术——中国土木工程学会第十届年会论文集[C];2002年
3 罗海鹏;;复杂生产过程中的离散事件问题研究通过鉴定[A];广西计算机学会2004年学术年会论文集[C];2004年
4 杨小军;郑应平;;基于有限自动机模型的DEDS稳定性研究[A];第三届全国控制与决策系统学术会议论文集[C];1991年
5 卢强;胡伟;;混成电力控制系统及其应用[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
6 刘文秀;罗抟翼;程桂芬;;用VB实现单片机系统的仿真[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
7 陆源;;SAFF系统的虚拟设计[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
8 王旭;卢红星;叶阳东;贾利民;;基于混合Petri网的列车速度调整的分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 吴兆春;徐心和;柏立军;王梅生;;离散事件过程监控的代数方法[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
10 戴学丰;王艳春;;柔性臂自组织滑模控制及其稳定性[A];04'中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 乔非 李莉;加速半导体制造业变革[N];中国计算机报;2005年
2 李磊;让电子政务更聪明[N];计算机世界;2001年
3 本报记者 芬子;百万年薪聘教授的背后[N];华夏时报;2002年
4 崔林 吴鹤龄;2001年图灵奖“面向对象”[N];计算机世界;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李卫东;混杂动态系统的分析与控制[D];浙江大学;2003年
2 周卫东;一类混合动态系统建模与优化调度问题的研究[D];山东大学;2005年
3 赵洪山;电力系统混杂建模与分析[D];华北电力大学(河北);2004年
4 许少云;混合动态Petri网理论与混合型企业CIMS的建模、分析问题研究[D];华南理工大学;1997年
5 李丹美;模糊离散事件自动机组合的控制与切换[D];东华大学;2009年
6 石峰;基于扩展事件图的复杂仿真系统因果追溯分析方法[D];国防科学技术大学;2006年
7 叶阳东;智能混杂系统建模、分析理论及应用的研究[D];铁道部科学研究院;2002年
8 翟海峰;混杂系统分析与控制设计研究[D];浙江大学;2001年
9 郭天天;嵌入式系统软硬件划分技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 章德宾;企业组织行为演化的定性模拟研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡露;基于Petri网的顺序离散事件机电系统故障诊断方法的研究[D];上海交通大学;2011年
2 赵莉;基于离散事件触发的NCS鲁棒容错控制研究[D];兰州理工大学;2014年
3 米小亮;基于离散事件系统建模与仿真的锚地容量研究[D];武汉理工大学;2012年
4 陶晓峰;基于高级扩展Petri网的控制系统设计[D];西安电子科技大学;2002年
5 刘勇;离散事件动态系统的状态反馈控制[D];西安电子科技大学;1999年
6 马继东;离散事件系统仿真中加工问题的程序设计[D];东北林业大学;2003年
7 秘慧杰;可视化离散事件仿真系统设计[D];上海交通大学;2010年
8 张新;基于SMP的离散事件执行驱动性能模拟器设计与实现[D];国防科学技术大学;2012年
9 胡明明;基于离散事件的钢卷加工中心混合流水生产线仿真平台设计与开发[D];上海交通大学;2012年
10 沈建飞;火警控制器辅助测试系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2013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