HLA高层体系结构+RTI(2)

您所在的位置:网站首页 联邦仿真 HLA高层体系结构+RTI(2)

HLA高层体系结构+RTI(2)

2023-11-21 18:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

HLA按照面向对象的思想和方法来构建仿真系统,在面向对象分析与设计的基础上划分仿真成员,构建仿真联邦的技术。 在这里插入图片描述 联邦federation:用于达到某一特定仿真目的的分布仿真系统,由若干个相互作用的联邦成员构成。最典型的联邦成员是仿真应用Simulation。

仿真应用:使用实体的模型来产生联邦中某一实体的动态行为。

联邦成员:由若干相互作用的对象构成,对象是联邦的基本元素。

HLA定义了联邦和联邦成员构建、描述和交互的基本准则和方法。 在这里插入图片描述 六大标准服务 1、联邦管理服务:主要包括创建联邦执行以及执行过程中对联邦的动态控制相关的服务。如创建联邦执行、加入联邦执行、请求暂停、请求恢复运行等。 2、声明管理服务:主要用于成员向RTI生命它提供的信息与能发出的交互,以及希望从其他联邦成员接收的信息和交互。 3、对象管理服务:主要包括对象的动态管理、成员间对象互操作。 4、所有权管理服务:主要用于管理对象的所有权在成员间的接收和转移。 5、时间管理服务:主要用于仿真过程中的时间管理。 6、数据分发管理服务:主要包括针对联邦成员间进行数据分发的路径空间进行管理的服务接口。

六大服务实际上反映了为有效解决联邦成员之间的互操作性所必须实现的功能。

HLA不考虑如何由对象构建成员,而是假设已有成员的情况下如何构建联邦。在联邦成员的基础上如何进行联邦集成,即如何设计联邦成员之间的交互以达到仿真的目的。

HLA基本思想: 采用面向对象的方法来设计、开发和实现仿真系统的对象模型OM,已获得仿真联邦的高层次的互操作和重用。

HLA本身并不能完全实现互操作,但是定义了联邦成员互操作的体系结构和机制。

HLA规则

IEEE1516一共10条,5条针对联邦,5条针对联邦成员

联邦: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 接口标准规范

联邦管理

在仿真环境中动态的创建、修改和删除一个联邦执行。还包括联邦成员间的同步,保存和恢复功能。

联邦执行:在联邦(仿真系统)的运行过程中,RTI根据看联邦成员的请求用一个指定的FOM及相关的联邦细节数据,为实现联邦成员之间的互操作而创建的一个虚拟世界。

联邦执行的创建与撤销,RTI支持下:

初始状态-》创建联邦执行-》联邦执行存在-》第一个联邦成员加入-》联邦执行支撑成员集-》加入/退出-》最后一个联邦成员退出-》撤销联邦执行-》初始状态。

声明管理(DM): HLA采用过滤机制,数据生产者和消费者各自声明自己的数据,RTI负责在他们之间进行匹配。 DM:为联邦成员提供了类层次上的表达(声明或订购)机制,数据分发管理DDM则提供了实例层次上的表达机制,联邦成员既可以单独使用声明管理,也可以将声明管理和数据分发管理结合使用。

HLA关注的重点是采用面向对象的方法对复杂的大系统进行分析、建模的基础上,如何更好地解决系统间的互操作性和重用问题。对系统的建模应该使用面向对象的方法。 在面向对象方法中,类封装了属性和方法,而在HLA中,对象仅由类属性构成,HLA中的类属性往往也叫对象类属性。

HLA中,公布,是联邦成员向联邦表明自己能力的一种方法。 HLA中,订购,是联邦成员向联邦表达自己感兴趣的信息的一种方法。

在公布和订购的过程中,可以公布或者订购整个对象类,也可以公布或订购对象类的部分属性,但对于交互类,则不能公布或者订购某个交互参数,公布或者订购一个交互类表名公布或订购了整个交互类,而不是交互类的部分参数。

声明管理的作用:建立公布和订购关系,减少网络中的数据量。

对象管理 包括实体产生方的实例注册和实例更新,实例消费方的实例发现和反映。对象管理还包括与发送和接收交互相关的方法,根据消费者需求来控制实例的更新,以及其他的零碎的支持函数。

联邦成员的对象类公布后,联邦中并不存在还对象类的对象实例,只有注册之后,该对象类的实例才开始存在。每个对象类可以注册多个对象实例,RTI为每个对象实例分配一个唯一的ID值。

所有权管理 在任一给定时间,只有一个联邦成员可以对实体实例的一个属性有更新责任。在任一时刻,只有一个联邦成员有权力删除一个对象实例。

实例属性和联邦成员之间的一种关系。仿真运行过程中,一个对象实例可以被一个联邦成员完全拥有(即该联邦成员拥有该对象实例的所有属性),也可以由几个联邦成员完全拥有。后一种情况下,拥有该对象的实例属性的联邦成员负责更新其拥有的实例属性值。但在任一时刻,一个实例属性只能被一个联邦成员所拥有,当然他也可以不被任何联邦成员所拥有,称为孤儿,不能被任何联邦成员更新。

时间管理/时间推进机制 如何实现时间管理策略和采用不同时间策略的成员之间如何协商时间的前进。

目标是减少仿真结果的不可靠性和不一致性,使仿真世界中发生顺序和真实世界中事件的顺序一致,保证各个成员能以同样的顺序观察到事件的发生。

HLA的时间管理建立在如下原则之上: 1、在HLA联邦中不存在通用和全局的时钟。在联邦执行生命周期内的任何时刻,不同的联邦成员可具有不同的仿真时间。 2、联邦中可产生“时戳”是未来的事件。 3、使用逻辑时间的联邦成员不能产生过去(事件时戳小于成员当前的逻辑时间)的事件。 4、不要求成员以时戳顺序产生事件。一个联邦成员可以先产生时戳为10的事件在产生时戳为8的事件,但是即发生的顺序一定是先8后10。

HLA的时间管理机制包括两方面的内容: 消息传递和时间推进。

数据分布管理 数据分布管理(DDM)为进一步划分发布和订阅的兴趣提供了一个灵活而详尽的机制,它有效地拓展了RTI的信息发送功能。 目的是减少仿真运行过程中无用数据的传输和接收,从而减少网络中的数据量,增强构建大型虚拟世界的 能力,同时数据分发管理也提高了仿真运行的效率。

RTI根据生产者和消费者的数据特性,在他们之间按照一定的规则进行匹配,将生产者“生产”的数据发送给合适的“消费者”,这种匹配是在实例层次上而不是类层次上进行。

时间管理 HLA支持多种时间管理策略。时间管理的目标就是控制各个联邦成员沿时间轴前进的方式,通常时间前进必须与对象管理相协调,这样信息才能以正确、有序的方式发送各个联邦成员。 在分布仿真中,可以将物理时间看做力学时间,总是自然均匀的向前流逝。而从物理时间的角度来观察仿真时间,后者可以停顿和返回到过去的某一点。

对象模型模板OMT HLA要求采用对象模型来描述联邦以及联邦中每一个人联邦成员,该对象模型描述了联邦在运行过程中需要交换的各种数据及相关信息。使用一种统一的表格OMT来规范对象模型 的描述,OMT是 HLA实现互操作和重用的重要机制之一。 所有联邦成员的管理以及对联邦成员外部可见的实体和动作都根据标准OMT描述的。OMT提供了HLA对象模型信息表示的通用方法。

OMT标准的结构框架,描述HLA对象模型的关键部件,之所以采用标准化的结构框架,是因为: 1、提供通用的、易于理解的机制,说明联邦成员之间的数据交换和运行期间的协作。 2、提供标准的机制,用来描述一个潜在的、联邦成员所具备的与外界进行数据交换及协作的能力。 3、有助于促进通用的对象模型开发工具的设计与应用。

FOM联邦对象模型、SOM仿真/成员对象模型、MOM管理对象模型三者区别:

FOM: 1、一个联邦对象只有一个 2、引入所有共享信息 3、考虑跨联邦问题(数据编码机制),公用的、标准化的格式进行数据交换 SOM: 1、一个联邦成员一个 2、描述联邦成员的静态特征 3、呈现可外部使用的对象和交互 4、专注于联邦成员内部操作 MOM: 1、通用定义 2、标识用于管理联邦的对象和交互

FOM和MOM对象模型的主要目的就是租金仿真系统之间的互操作新和仿真部件的重用。

联邦成员和RTI可以利用管理对象模型监视各联邦成员和RTI的运行,获取相应的状态信息,同时还可以利用管理对象模型来控制RTI、联邦乃至单个联邦成员的执行。

HLA和OOAD(面向对象分析与设计) 对象在HLA中由标识其特征的属性完全定义,对象通常是代表真实世界的一个实体;在OOAD中对象被定义为数据和方法的封装体,可以使具体的和抽象的。

联邦运行支撑环境 RTI - Run-Time Infrastructure: 运行时基础结构

RTI RTI即是按照HLA接口规范开发的服务程序,实现了HLA接口规范中的所有功能,并按照HLA接口规范提供一系列支持联邦成员互操作的服务函数。

联邦的运行和仿真成员之间的交互和协调都是通过RTI来实现的。犹如软总线,支持仿真系统的互联和互操作,支持联邦成员级的重用。

它还是促进可移植性和互操作性的架构基础。

RTI服务一览: 1、分离仿真和通信 2、对旧的标准的提升 3、便于对联邦的建立和销毁 4、支持在联邦成员之间的对象声明和管理 5、协助联邦时间管理 6、为联邦成员的逻辑组提供有效的通信

RTI软件可以运行在一台单独的工作站也可以运行在一个非常复杂的网络上。

RTI是HLA接口规范的具体实现,软件系统。 1、能为仿真应用提供通用的、相对独立的支撑服务,功能类似于分布式操作系统。 2、为仿真应用提供了仿真运行管理功能。 3、提供了底层的通信传输服务,屏蔽了网络通信程序实现的复杂性。 4、他是仿真功能与仿真运行管理,底层通信传输三者分离的基础,使仿真系统具有良好的扩充性,便于实现仿真系统中各个组成部分的即插即用,适合团队开发。

体系结构模型: 1、集中式结构模型 2、分布式结构模型 3、层次式结构模型,结合分布式和集中式。中心服务器用于执行一些全局操作,时间管理。中心服务器下设置一组子RTI服务器,每个服务器负责一组联邦成员的服务请求。减少全局操作的延迟

提高仿真运行的效率,降低计算耦合度。RTI的实现一般有两种技术路线,CORBA和SOCKET网络通信接口编程。

在RTI中用点对点的通信方式,或组播方式、将信息从数据的发送者,直接传送给数据的订购者,从而提高系统的性能。

RTI组件一览: 1、FedExec:管理联邦成员的加入和退出联邦,每个FedExec管理一个联邦。 2、RtiExec:全局进程。管理在同一个网络中的多个具有不同名字的联邦执行(FedExec),生成和销毁 3、libRTI:库将RTI服务提供给了联邦成员开发者

联邦执行数据文件 (Fed)文件是联邦对象模型FOM的开发结果。所有联邦成员间为交互目的而达成的协议。记录了在联邦运行期间所有参与联邦交互的对象类、交互类及其属性参数和相关路径空间信息,还记录了 HLA预定义的管理对象模型和其他数据。

可以利用工具软件对FED进行编辑修改,如国内的KD-OMDT FED文件语法规定,在一行中双分号后面的内容是注释,RTI解释器将忽略注释。

objects节包括联邦中所有对象类和管理对象模型中的对象类的声明。 基类objectRoot,只有一个属性privilegeToDelete 对象类由对象名称和一系列属性来定义,属性通过属性名称、消息传递机制、路径空间来定义。 消息传递机制用两个参数: 1、参数消息传递方式reliable或best_effort。 2、消息传递顺序timestamp或receive

RTI初始化文件.rid 用来设置RTI运行的初始化参数。描述了每一个参数的用途、参数的有效范围和参数 的默认值。

未完



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3