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并行离散事件仿真概念建模技术研究

侯波南  
【摘要】: 概念模型是领域专家、建模人员、开发人员以及测试人员的桥梁和纽带,有利于明确仿真需求,实现对需求的明确表达和一致理解。概念建模是仿真开发过程中的首要环节。由于并行离散事件仿真采用事件驱动机制,在建模方法、运行机理上与传统的分布式交互仿真存在较大差异,使得现有针对分布式交互仿真的概念建模方法难以满足并行离散事件仿真对概念模型的需求。为此,研究适合并行离散事件仿真的概念建模,探索有效的概念模型表示手段和建模方法,对辅助用户及开发人员明确仿真应用需求,提高仿真系统的开发和测试效率,促进并行离散事件仿真的推广普及等具有十分重要的意义。 论文针对并行离散事件仿真建模特点,在综合分析现有概念建模技术的基础上,对并行离散事件仿真概念建模关键技术进行了深入分析和研究。主要工作和创新包括: 1.概念模型有利于明确仿真需求,实现各类人员对需求的一致理解。基本对象模型(BOM)采用本体知识工程思想,从静态和动态两方面刻画概念元素及其关系。论文针对并行离散事件仿真建模的特点,提出了基于BOM标准的并行离散事件仿真概念模型表示方法。该方法使用BOM的模板定义来表示概念模型元素,并且在概念模型与并行仿真模型之间构建相应的映射关系,能够完整明确地表示并行仿真概念模型并有利于指导并行仿真模型的开发。 2.为适合并行离散事件仿真对概念模型的需求,对BOM的概念模型定义进行了扩展:针对并行离散事件仿真建模对复杂数据类型的需求,在BOM标准的基础上增加了对动态数据类型、可扩展复杂数据类型的支持;针对并行离散事件仿真实体属性初始化等需求,在BOM标准的基础上增加了属性初始化标志、输入输出标志以及公布/订购标志,从而使得基于扩展BOM的概念模型能够更好地满足并行离散事件建模的需求。 3.对Pace等人提出的概念建模框架进行了改进,提出了针对并行离散事件仿真的概念建模流程,确定了概念模型开发遵循权威数据收集、确定仿真元素、开发概念实体和概念事件、设计状态机和相互作用模式四个阶段的迭代过程,通过示例详细分析了概念实体、概念事件、状态机、相互作用模式的概念模型开发方法和具体流程,为概念建模提供指导,并对其中的经验和误区进行了总结。 在上述基础上,设计实现了概念模型开发工具SUPE-CMD和概念模型库。作为YH-SUPE并行仿真开发及运行支撑环境中的重要组成部分,SUPE-CMD支持基于BOM的概念建模,提供表格和图形化的建模界面,支持用户快速高效地构建概念模型。同时概念模型库的实现为模型重用提供了有效支持。经测试及试用表明:基于BOM的并行离散事件仿真概念模型表示和概念建模方法切实可行;概念模型开发工具和概念模型库使用方便,运行稳定可靠,可有效支持并行离散事件仿真的概念建模。


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