先進分布仿真

內(nèi)容概要

《先進分布仿真(第2版)》力圖比較全面、系統(tǒng)地介紹先進分布仿真技術，首先簡要介紹先進分布仿真的產(chǎn)生、發(fā)展、分類、應用、面臨的挑戰(zhàn)；接著詳細介紹先進分布仿真的主要技術，包括體系結構、信息交換標準、時空一致性、仿真管理、VV&A與仿真可信度；爾后詳細介紹先進分布仿真系統(tǒng)的構建，重點是開發(fā)時支撐工具和運行時支撐工具；最后簡要介紹典型的先進分布仿真系統(tǒng)以及先進分布仿真的新進展，包括基礎對象模型、基于web服務的仿真、基于網(wǎng)格的仿真、云仿真。

作者簡介

徐享忠，1974.11出生，江西玉山人，裝甲兵工程學院副教授。1997年和2000年，先后獲國防科學技術大學工學學士和工學碩士學位；2003年，獲裝甲兵工程學院工學博士學位。2008年以來，擔任中國系統(tǒng)仿真學會青年工作委員會委員、全軍軍事運籌學學會建模與仿真專業(yè)委員會副主任委員，被選拔為總裝備部”1153人才工程”第三層次培養(yǎng)對象，獲軍隊優(yōu)秀專業(yè)技術人才三類崗位津貼。從事作戰(zhàn)仿真的教學與科研工作。出版教材6部、參編2部，獲院級教學成果一等獎1項、二等獎2項；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；參與完成軍隊重點課題十余項，獲軍隊科技進步二等獎2項、三等獎3項。 郭齊勝，男，1962年8月生，湖北浠水人，工學博士，專業(yè)技術少將，享受國務院政府特殊津貼專家，裝甲兵工程學院教授、博士生導師，軍隊學科拔尖人才培養(yǎng)對象，總裝備部科技領軍人才培養(yǎng)對象。曾學習于華中工學院（本科）、上海機械學院（碩士）、清華大學（博士）、國防大學（進修）和國防科技大學（研修），任教于甘肅工業(yè)大學。被評為國家機械電子工業(yè)部優(yōu)秀科技青年、全軍優(yōu)秀教師（2次）、全軍優(yōu)秀學位論文指導教師（3次）；獲國家機械電子工業(yè)部青年教師教書育人工作優(yōu)秀獎、軍隊院校育才獎金獎（2次）、總裝備部優(yōu)秀人才獎、總裝備部科技創(chuàng)新貢獻獎。獲教學科研獎近40項，其中，國家教學成果一等獎1項、軍隊教學成果二等獎1項，中國高?？萍歼M步一等獎1項、軍隊科技進步二等獎5項；發(fā)表學術論文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)任中國運籌學會常務理事、軍事運籌學會理事、軍隊學位委員會學科評議組專家、總裝國防系統(tǒng)分析與體系技術專業(yè)組專家、中國系統(tǒng)工程學會軍事系統(tǒng)工程專業(yè)委員會委員、軍用建模與仿真標準化技術委員會委員、全軍武器裝備科技獎評審委員會裝備論證評審組專家、《裝備學院學報》特約編委、《計算機仿真》編委、《裝甲兵工程學院學報》編委等。

書籍目錄

第1章緒論 1.1先進分布仿真的產(chǎn)生和發(fā)展 1.2先進分布仿真的分類 1.3先進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)管理和時間管理 1.3.3運行時環(huán)境和開發(fā)時環(huán)境 1.3.4計算機生成技術 1.3.5可視化技術 1.3.6綜合自然環(huán)境的建模與仿真 1.3.7C4ISR與M&S 1.4先進分布仿真的應用 1.4.1軍事領域的應用 1.4.2非軍事領域的應用 第2章體系結構 2.1仿真系統(tǒng)體系結構理論 2.1.1仿真系統(tǒng)體系結構的內(nèi)涵 2.1.2仿真系統(tǒng)體系結構的類別 2.1.3仿真系統(tǒng)體系結構的視圖 2.1.4仿真系統(tǒng)體系結構的性能要求 2.2DIS體系結構 2.2.1DIS中的基本概念 2.2.2DIS邏輯拓撲結構 2.3ALSP體系結構 2.4HLA體系結構 2.4.1HLA中的基本概念 2.4.2HLA邏輯拓撲結構 2.5兩種體系結構的互連 第3章信息交換標準 3.1引言 3.2DIS協(xié)議 3.3HLA規(guī)范 3.3.1HLA規(guī)則 3.3.2HLA對象模型模板 3.3.3HLA接口規(guī)范 3.3.4MOM 第4章時空一致性 4.1引言 4.1.1時空一致性的概念 4.1.2時空一致性影響因素 4.2通信機制 4.2.1網(wǎng)絡通信服務需求 4.2.2傳輸方式 4.2.3Multicast技術 4.3時鐘同步 4.3.1時鐘同步的概念 4.3.2硬件時鐘同步方法 4.3.3軟件時鐘同步方法 4.4空間一致性 4.4.1常用坐標系 4.4.2常用坐標轉換 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)管理的體系結構 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)管理的關鍵技術 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相關人員及其職責 6.3.5VV&A的相關技術 6.3.6仿真可信度與VV&A的關系 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)校核與驗證的關鍵過程 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基于模糊綜合評判法的可信度評估 6.5.3基于層次分析法的可信度評估 6.5.4基于粗糙集理論的仿真的可信度評估方法 6.5.5基于模糊推理的仿真可信度評估方法 6.5.6基于粗糙—模糊綜合評判的仿真可信度評估方法 6.5.7各種方法的分析對比 6.6仿真可信度評估的技術途徑與支撐環(huán)境 6.6.1技術途徑 6.6.2支撐環(huán)境 6.7仿真可信度的控制 第7章先進分布仿真系統(tǒng)的構建 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)時支撐工具 7.2.1仿真對象模型開發(fā)工具 7.2.2仿真成員框架自動生成工具 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運行時支撐工具 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)邦設計與開發(fā) 7.4.4系統(tǒng)的集成、測試與運行 7.4.5聯(lián)邦執(zhí)行和結果準備 7.5先進分布仿真系統(tǒng)構建面臨的挑戰(zhàn) 7.5.1仿真對象的復雜性 7.5.2軍事需求問題 7.5.3技術需求問題 第8章典型先進分布仿真系統(tǒng) 8.1引言 8.1.1美軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的主要特點 8.1.2美軍作戰(zhàn)仿真系統(tǒng)的應用領域 8.2WARSIM2000 8.2.1系統(tǒng)簡介 8.2.2體系結構 8.2.3應用領域 8.3聯(lián)合作戰(zhàn)系統(tǒng) 8.3.1系統(tǒng)簡介 8.3.2體系結構 8.3.3主要功能 8.3.4應用領域 8.4聯(lián)合仿真系統(tǒng) 8.4.1系統(tǒng)簡介 8.4.2組織結構 8.4.3體系結構 8.4.4主要功能 8.4.5應用領域 8.5聯(lián)合戰(zhàn)區(qū)級仿真系統(tǒng) 8.5.1系統(tǒng)簡介 8.5.2體系結構 8.5.3模型構成 8.5.4多分辨率聯(lián)邦的體系結構 8.5.5應用領域 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 8.6.3日志服務 8.6.4JMASE的通信機制 第9章先進分布仿真的新進展 9.1基礎對象模型 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的實現(xiàn) 9.1.4BOM的重用方法 9.2基于Web服務的仿真 9.2.1Web服務簡介 9.2.2可擴展建模與仿真框架 9.2.3Web服務與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服務與網(wǎng)格計算 9.3.4仿真網(wǎng)格 9.4云仿真 9.4.1虛擬化技術 9.4.2基于云仿真平臺的云仿真系統(tǒng)體系結構 9.4.3云仿真平臺關鍵技術 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   4.數(shù)據(jù)交換技術 在聯(lián)邦全過程活動中，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)首先要求有基礎的通信設施，其次要求數(shù)據(jù)必須按照一定的要求進行格式化。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)交換關系進行自動或手動的傳遞。由于交換的底層通信伴隨過程管理的工作流動進行，所以關鍵就是要研究數(shù)據(jù)的格式化問題。 數(shù)據(jù)標準本身是HLA組成內(nèi)容之一，所以對一些仿真常用的必備的數(shù)據(jù)類型已經(jīng)建立了標準，但對一些沒有標準化而實際上又有需求的數(shù)據(jù)，就必須建立自己的標準。標準包括兩部分：一是所采用的數(shù)據(jù)描述方法；二是針對具體數(shù)據(jù)類型確定的具體標準。數(shù)據(jù)交換技術的研究重點是聯(lián)邦全過程中尚未標準化的數(shù)據(jù)，如想定、腳本和仿真結果數(shù)據(jù)，設計合適的交換方式，以提高聯(lián)邦全過程管理的自動化程度和重用性。 5.負載平衡技術 聯(lián)邦在網(wǎng)絡互連的計算機上運行，為了充分利用網(wǎng)絡和計算機資源，使聯(lián)邦運行綜合性能最優(yōu)，需要好的資源管理和分配方案，以達到系統(tǒng)各部分負載平衡。分布式系統(tǒng)進行負載分配的最終目的是要達到系統(tǒng)運行效果最優(yōu)，主要指標是仿真推進速度，而直接的負載因素是仿真計算機的CPU、內(nèi)存和網(wǎng)絡帶寬資源。由于難以直接衡量推進速度與負載分配的關系，所以在實施的時候也是以計算、存儲和通信帶寬三類資源為準，當然這也是非常必要的，至少可以保證每臺計算機都在可接受的負載范圍內(nèi)運行。 負載分配大致可分為靜態(tài)和動態(tài)兩類，靜態(tài)負載分配是在每次聯(lián)邦運行前完成，可以稱為確定性調(diào)度，而動態(tài)負載分配是在聯(lián)邦運行中進行，稱為負載平衡。靜態(tài)負載分配與聯(lián)邦運行規(guī)劃、仿真腳本和系統(tǒng)總控調(diào)度有密切的關系，其實現(xiàn)方法是通過制定合理的運行配置，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)的運行。動態(tài)負載平衡也需要節(jié)點的負載信息，只是需要實時地獲取，并且實時進行處理得到新的負載分配方案，然后實時進行分配。由于負載是在仿真過程中進行分配的，因此靜態(tài)負載分配的方法是不合適的，不能通過修改腳本、運行規(guī)劃和總控調(diào)度方案的方式進行，而必須采用實時可操作的方法。 動態(tài)和靜態(tài)負載分配都需要選擇負載轉入、轉出的成員或節(jié)點，其判斷準則是要求這種負載轉移的收益最大化。另外，還都要求獲取節(jié)點的負載信息。由于節(jié)點負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)點計算資源、網(wǎng)絡帶寬，因此，其獲取策略也是需要根據(jù)系統(tǒng)進行調(diào)整的，特別是信息獲取周期的確定——定周期還是自適應周期或變周期等。具體負載信息獲取技術和節(jié)點類型有關，也和負載的定義有關。

編輯推薦

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

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