先進(jìn)分布仿真

內(nèi)容概要

《先進(jìn)分布仿真(第2版)》力圖比較全面、系統(tǒng)地介紹先進(jìn)分布仿真技術(shù)，首先簡(jiǎn)要介紹先進(jìn)分布仿真的產(chǎn)生、發(fā)展、分類、應(yīng)用、面臨的挑戰(zhàn)；接著詳細(xì)介紹先進(jìn)分布仿真的主要技術(shù)，包括體系結(jié)構(gòu)、信息交換標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)空一致性、仿真管理、VV&A與仿真可信度；爾后詳細(xì)介紹先進(jìn)分布仿真系統(tǒng)的構(gòu)建，重點(diǎn)是開發(fā)時(shí)支撐工具和運(yùn)行時(shí)支撐工具；最后簡(jiǎn)要介紹典型的先進(jìn)分布仿真系統(tǒng)以及先進(jìn)分布仿真的新進(jìn)展，包括基礎(chǔ)對(duì)象模型、基于web服務(wù)的仿真、基于網(wǎng)格的仿真、云仿真。

作者簡(jiǎn)介

徐享忠，1974.11出生，江西玉山人，裝甲兵工程學(xué)院副教授。1997年和2000年，先后獲國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)工學(xué)學(xué)士和工學(xué)碩士學(xué)位；2003年，獲裝甲兵工程學(xué)院工學(xué)博士學(xué)位。2008年以來，擔(dān)任中國(guó)系統(tǒng)仿真學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)委員、全軍軍事運(yùn)籌學(xué)學(xué)會(huì)建模與仿真專業(yè)委員會(huì)副主任委員，被選拔為總裝備部”1153人才工程”第三層次培養(yǎng)對(duì)象，獲軍隊(duì)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才三類崗位津貼。從事作戰(zhàn)仿真的教學(xué)與科研工作。出版教材6部、參編2部，獲院級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)；以第一作者發(fā)表論文40多篇，其中，EI／ISTP檢索9篇，核心期刊13篇，教學(xué)論文3篇； 以第二作者發(fā)表EI／ISTP檢索論文5篇；參與完成軍隊(duì)重點(diǎn)課題十余項(xiàng)，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。 郭齊勝，男，1962年8月生，湖北浠水人，工學(xué)博士，專業(yè)技術(shù)少將，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，裝甲兵工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，軍隊(duì)學(xué)科拔尖人才培養(yǎng)對(duì)象，總裝備部科技領(lǐng)軍人才培養(yǎng)對(duì)象。曾學(xué)習(xí)于華中工學(xué)院（本科）、上海機(jī)械學(xué)院（碩士）、清華大學(xué)（博士）、國(guó)防大學(xué)（進(jìn)修）和國(guó)防科技大學(xué)（研修），任教于甘肅工業(yè)大學(xué)。被評(píng)為國(guó)家機(jī)械電子工業(yè)部?jī)?yōu)秀科技青年、全軍優(yōu)秀教師（2次）、全軍優(yōu)秀學(xué)位論文指導(dǎo)教師（3次）；獲國(guó)家機(jī)械電子工業(yè)部青年教師教書育人工作優(yōu)秀獎(jiǎng)、軍隊(duì)院校育才獎(jiǎng)金獎(jiǎng)（2次）、總裝備部?jī)?yōu)秀人才獎(jiǎng)、總裝備部科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。獲教學(xué)科研獎(jiǎng)近40項(xiàng)，其中，國(guó)家教學(xué)成果一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、軍隊(duì)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，中國(guó)高?？萍歼M(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)5項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文280余篇；出版譯著1部、著作10部、教材8部；培養(yǎng)高層次人才70余名，其中，博士后1人、博士28人、碩士42人?，F(xiàn)任中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)常務(wù)理事、軍事運(yùn)籌學(xué)會(huì)理事、軍隊(duì)學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組專家、總裝國(guó)防系統(tǒng)分析與體系技術(shù)專業(yè)組專家、中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)軍事系統(tǒng)工程專業(yè)委員會(huì)委員、軍用建模與仿真標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員、全軍武器裝備科技獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)裝備論證評(píng)審組專家、《裝備學(xué)院學(xué)報(bào)》特約編委、《計(jì)算機(jī)仿真》編委、《裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報(bào)》編委等。

書籍目錄

第1章緒論 1.1先進(jìn)分布仿真的產(chǎn)生和發(fā)展 1.2先進(jìn)分布仿真的分類 1.3先進(jìn)分布仿真的共性問題 1.3.1模型和數(shù)據(jù) 1.3.2數(shù)據(jù)管理和時(shí)間管理 1.3.3運(yùn)行時(shí)環(huán)境和開發(fā)時(shí)環(huán)境 1.3.4計(jì)算機(jī)生成技術(shù) 1.3.5可視化技術(shù) 1.3.6綜合自然環(huán)境的建模與仿真 1.3.7C4ISR與M&S 1.4先進(jìn)分布仿真的應(yīng)用 1.4.1軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 1.4.2非軍事領(lǐng)域的應(yīng)用 第2章體系結(jié)構(gòu) 2.1仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)理論 2.1.1仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵 2.1.2仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的類別 2.1.3仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的視圖 2.1.4仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的性能要求 2.2DIS體系結(jié)構(gòu) 2.2.1DIS中的基本概念 2.2.2DIS邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2.3ALSP體系結(jié)構(gòu) 2.4HLA體系結(jié)構(gòu) 2.4.1HLA中的基本概念 2.4.2HLA邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 2.5兩種體系結(jié)構(gòu)的互連 第3章信息交換標(biāo)準(zhǔn) 3.1引言 3.2DIS協(xié)議 3.3HLA規(guī)范 3.3.1HLA規(guī)則 3.3.2HLA對(duì)象模型模板 3.3.3HLA接口規(guī)范 3.3.4MOM 第4章時(shí)空一致性 4.1引言 4.1.1時(shí)空一致性的概念 4.1.2時(shí)空一致性影響因素 4.2通信機(jī)制 4.2.1網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)需求 4.2.2傳輸方式 4.2.3Multicast技術(shù) 4.3時(shí)鐘同步 4.3.1時(shí)鐘同步的概念 4.3.2硬件時(shí)鐘同步方法 4.3.3軟件時(shí)鐘同步方法 4.4空間一致性 4.4.1常用坐標(biāo)系 4.4.2常用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 4.5DR算法 4.5.1基本思想 4.5.2算法描述 4.5.3DR算法的執(zhí)行過程 4.5.4DR算法的應(yīng)用 4.6自然環(huán)境一致性 4.6.1綜合自然環(huán)境 4.6.2綜合自然環(huán)境數(shù)據(jù)表示與交換規(guī)范 4.7電磁環(huán)境一致性 4.7.1基本概念 4.7.2電磁環(huán)境仿真的基本方法 第5章仿真管理 5.1引言 5.2DIS系統(tǒng)的管理 5.2.1分層遞階管理模式 5.2.2“四加三”管理模式 5.3HIJA仿真系統(tǒng)的管理 5.3.1聯(lián)邦全過程全系統(tǒng)管理的體系結(jié)構(gòu) 5.3.2聯(lián)邦全過程全系統(tǒng)管理控制環(huán)境 5.3.3聯(lián)邦全過程全系統(tǒng)管理的關(guān)鍵技術(shù) 第6章仿真可信度 6.1引言 6.2仿真可信度的概念 6.2.1仿真可信度的定義 6.2.2仿真可信度的性質(zhì) 6.2.3仿真可信度研究的歷程 6.2.4仿真可信度研究中的難題與方向 6.3模型與仿真的VV&A 6.3.1VV&A的概念 6.3.2VV&A的工作過程 6.3.3VV&A的基本原則 6.3.4VV&A相關(guān)人員及其職責(zé) 6.3.5VV&A的相關(guān)技術(shù) 6.3.6仿真可信度與VV&A的關(guān)系 6.4數(shù)據(jù)的VV&C 6.4.1VV&C的基本概念 6.4.2建模與仿真中數(shù)據(jù)的分類 6.4.3數(shù)據(jù)VV&C原則 6.4.4仿真數(shù)據(jù)校核與驗(yàn)證的關(guān)鍵過程 6.4.5數(shù)據(jù)工程理論與方法 6.5仿真可信度評(píng)估方法 6.5.1基于相似理論的可信度分析 6.5.2基于模糊綜合評(píng)判法的可信度評(píng)估 6.5.3基于層次分析法的可信度評(píng)估 6.5.4基于粗糙集理論的仿真的可信度評(píng)估方法 6.5.5基于模糊推理的仿真可信度評(píng)估方法 6.5.6基于粗糙—模糊綜合評(píng)判的仿真可信度評(píng)估方法 6.5.7各種方法的分析對(duì)比 6.6仿真可信度評(píng)估的技術(shù)途徑與支撐環(huán)境 6.6.1技術(shù)途徑 6.6.2支撐環(huán)境 6.7仿真可信度的控制 第7章先進(jìn)分布仿真系統(tǒng)的構(gòu)建 7.1聯(lián)邦開發(fā)與執(zhí)行過程 7.1.1FEDEP的基本步驟 7.1.2FEDEP描述方法比較 7.2開發(fā)時(shí)支撐工具 7.2.1仿真對(duì)象模型開發(fā)工具 7.2.2仿真成員框架自動(dòng)生成工具 7.2.3仿真系統(tǒng)調(diào)試工具 7.2.4仿真系統(tǒng)集成工具 7.2.5仿真語言 7.3運(yùn)行時(shí)支撐工具 7.3.1仿真引擎 7.3.2仿真管理 7.3.3數(shù)據(jù)記錄與回放 7.3.4仿真可視化 7.4開發(fā)實(shí)例 7.4.1需求分析 7.4.2聯(lián)邦概念模型開發(fā) 7.4.3聯(lián)邦設(shè)計(jì)與開發(fā) 7.4.4系統(tǒng)的集成、測(cè)試與運(yùn)行 7.4.5聯(lián)邦執(zhí)行和結(jié)果準(zhǔn)備 7.5先進(jìn)分布仿真系統(tǒng)構(gòu)建面臨的挑戰(zhàn) 7.5.1仿真對(duì)象的復(fù)雜性 7.5.2軍事需求問題 7.5.3技術(shù)需求問題 第8章典型先進(jìn)分布仿真系統(tǒng) 8.1引言 8.1.1美軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的主要特點(diǎn) 8.1.2美軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 8.2WARSIM2000 8.2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介 8.2.2體系結(jié)構(gòu) 8.2.3應(yīng)用領(lǐng)域 8.3聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng) 8.3.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介 8.3.2體系結(jié)構(gòu) 8.3.3主要功能 8.3.4應(yīng)用領(lǐng)域 8.4聯(lián)合仿真系統(tǒng) 8.4.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介 8.4.2組織結(jié)構(gòu) 8.4.3體系結(jié)構(gòu) 8.4.4主要功能 8.4.5應(yīng)用領(lǐng)域 8.5聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級(jí)仿真系統(tǒng) 8.5.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介 8.5.2體系結(jié)構(gòu) 8.5.3模型構(gòu)成 8.5.4多分辨率聯(lián)邦的體系結(jié)構(gòu) 8.5.5應(yīng)用領(lǐng)域 8.6聯(lián)合建模與仿真環(huán)境（JMASE） 8.6.1JMASE概述 8.6.2調(diào)度服務(wù) 8.6.3日志服務(wù) 8.6.4JMASE的通信機(jī)制 第9章先進(jìn)分布仿真的新進(jìn)展 9.1基礎(chǔ)對(duì)象模型 9.1.1BOM方法的基本內(nèi)容 9.1.2BOM的創(chuàng)建方法 9.1.3封裝BOM的實(shí)現(xiàn) 9.1.4BOM的重用方法 9.2基于Web服務(wù)的仿真 9.2.1Web服務(wù)簡(jiǎn)介 9.2.2可擴(kuò)展建模與仿真框架 9.2.3Web服務(wù)與HLA 9.3基于網(wǎng)格的仿真 9.3.1基于網(wǎng)格仿真的必要性 9.3.2基于網(wǎng)格仿真的研究方向 9.3.3Web服務(wù)與網(wǎng)格計(jì)算 9.3.4仿真網(wǎng)格 9.4云仿真 9.4.1虛擬化技術(shù) 9.4.2基于云仿真平臺(tái)的云仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 9.4.3云仿真平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù) 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.數(shù)據(jù)交換技術(shù) 在聯(lián)邦全過程活動(dòng)中，開發(fā)人員之間、軟件工具之間等都要交換數(shù)據(jù)，典型的如聯(lián)邦對(duì)象模型文件、聯(lián)邦執(zhí)行數(shù)據(jù)文件等。為了交換這些數(shù)據(jù)首先要求有基礎(chǔ)的通信設(shè)施，其次要求數(shù)據(jù)必須按照一定的要求進(jìn)行格式化。所有交換的數(shù)據(jù)都在數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的管理之下，并且按照過程管理中描述的數(shù)據(jù)交換關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的傳遞。由于交換的底層通信伴隨過程管理的工作流動(dòng)進(jìn)行，所以關(guān)鍵就是要研究數(shù)據(jù)的格式化問題。 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)本身是HLA組成內(nèi)容之一，所以對(duì)一些仿真常用的必備的數(shù)據(jù)類型已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)一些沒有標(biāo)準(zhǔn)化而實(shí)際上又有需求的數(shù)據(jù)，就必須建立自己的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)包括兩部分：一是所采用的數(shù)據(jù)描述方法；二是針對(duì)具體數(shù)據(jù)類型確定的具體標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)交換技術(shù)的研究重點(diǎn)是聯(lián)邦全過程中尚未標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，如想定、腳本和仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合適的交換方式，以提高聯(lián)邦全過程管理的自動(dòng)化程度和重用性。 5.負(fù)載平衡技術(shù) 聯(lián)邦在網(wǎng)絡(luò)互連的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，為了充分利用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)資源，使聯(lián)邦運(yùn)行綜合性能最優(yōu)，需要好的資源管理和分配方案，以達(dá)到系統(tǒng)各部分負(fù)載平衡。分布式系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載分配的最終目的是要達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)行效果最優(yōu)，主要指標(biāo)是仿真推進(jìn)速度，而直接的負(fù)載因素是仿真計(jì)算機(jī)的CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。由于難以直接衡量推進(jìn)速度與負(fù)載分配的關(guān)系，所以在實(shí)施的時(shí)候也是以計(jì)算、存儲(chǔ)和通信帶寬三類資源為準(zhǔn)，當(dāng)然這也是非常必要的，至少可以保證每臺(tái)計(jì)算機(jī)都在可接受的負(fù)載范圍內(nèi)運(yùn)行。 負(fù)載分配大致可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類，靜態(tài)負(fù)載分配是在每次聯(lián)邦運(yùn)行前完成，可以稱為確定性調(diào)度，而動(dòng)態(tài)負(fù)載分配是在聯(lián)邦運(yùn)行中進(jìn)行，稱為負(fù)載平衡。靜態(tài)負(fù)載分配與聯(lián)邦運(yùn)行規(guī)劃、仿真腳本和系統(tǒng)總控調(diào)度有密切的關(guān)系，其實(shí)現(xiàn)方法是通過制定合理的運(yùn)行配置，仿真腳本和總控調(diào)度方案，通過總控調(diào)度系統(tǒng)按照該配置部署仿真系統(tǒng)并控制系統(tǒng)的運(yùn)行。動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡也需要節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息，只是需要實(shí)時(shí)地獲取，并且實(shí)時(shí)進(jìn)行處理得到新的負(fù)載分配方案，然后實(shí)時(shí)進(jìn)行分配。由于負(fù)載是在仿真過程中進(jìn)行分配的，因此靜態(tài)負(fù)載分配的方法是不合適的，不能通過修改腳本、運(yùn)行規(guī)劃和總控調(diào)度方案的方式進(jìn)行，而必須采用實(shí)時(shí)可操作的方法。 動(dòng)態(tài)和靜態(tài)負(fù)載分配都需要選擇負(fù)載轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的成員或節(jié)點(diǎn)，其判斷準(zhǔn)則是要求這種負(fù)載轉(zhuǎn)移的收益最大化。另外，還都要求獲取節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息。由于節(jié)點(diǎn)負(fù)載信息的獲取是周期性的，并且信息的獲取、傳輸、處理都需要占用節(jié)點(diǎn)計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬，因此，其獲取策略也是需要根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整的，特別是信息獲取周期的確定——定周期還是自適應(yīng)周期或變周期等。具體負(fù)載信息獲取技術(shù)和節(jié)點(diǎn)類型有關(guān)，也和負(fù)載的定義有關(guān)。

編輯推薦

《先進(jìn)分布仿真(第2版)》可作為相關(guān)專業(yè)本科生和碩土研究生的教材或教學(xué)參考書，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員自學(xué)和參考。

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