并行离散事件仿真数据采集系统的研究与实现

论文摘要

并行离散事件仿真只关注对仿真结果有影响的事件,因而具有较高的运行效率,在分析仿真领域正受到越来越多的关注。为了对仿真结果进行有效的分析评估,必须对仿真过程中的相关数据进行采集。由于并行离散事件仿真采用基于事件的建模方法、支持乐观时间管理机制,在运行机理上与传统的实时仿真和分布式交互仿真等存在较大的差异,使得现有的仿真数据采集策略难以有效支持并行离散事件仿真系统的数据采集。论文针对并行离散事件仿真系统的特点,在分析总结现有仿真数据采集系统相关技术的基础上,对并行离散事件仿真数据采集的关键技术进行了深入研究,主要工作和创新包括:1.针对并行离散事件仿真中对象的状态变化由事件触发,状态变化的时间不确定等特点,论文提出了通过“对象代理”机制获取仿真对象状态数据的方法,“对象代理”机制当且仅当仿真对象状态更新时才将数据发送给数据采集系统,这样既保证了数据采集的完整性,又有效地减少了对冗余数据的采集,提高了系统的效率。2.由于并行离散事件仿真采用尽可能快的方式运行,仿真对象的状态更新速度有时可能会超出数据采集系统的实时处理能力,为确保数据采集系统不丢失数据,论文提出了“多线程事件缓冲池”处理策略,该策略由一个线程将收到的数据更新消息放入待处理事件队列,另一个线程负责从事件队列中获取事件进行处理。采用该策略可有效提高数据采集系统的数据处理能力,实现数据的完整采集。3.针对并行离散事件仿真既包括简单数据类型,又包括位置、对象等复杂数据类型的实际情况,论文提出了“并行仿真元数据”六元组表示方法,该方法既有利于文件和数据库的统一存储,又有利于对已保存数据的识别和重构,提高了采集数据的通用性和可读性。4.为有效实现对仿真结果的分析评估,在仿真结束后,分析人员往往需要对仿真运行过程或其中的某个环节进行反复研究。论文针对并行离散事件仿真事件驱动的特点,提出了基于数据记录文件和基于消息文件的回放机制设计方案,第一种方式只需解析数据记录文件,依次读取数据记录,有利于实现对回放过程的控制,第二种方式将消息文件中消息转化为事件,然后利用数据采集系统的事件调度机制进行回放,有利于仿真应用系统的接收处理。在上述基础上,设计实现了一个并行离散事件仿真数据采集系统,该系统既支持用户在界面上可视化选择要记录的数据,也支持通过文件清单的方式配置数据采集内容:同时还提供了实时数据转发的功能,支持将数据记录到文件或数据库中,并提供了对两种回放机制的支持。测试应用表明该系统使用方便、功能齐备、性能良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.1.3 课题研究面临的主要技术问题
• 1.2 课题研究意义及目标
• 1.3 本文的主要工作及创新
• 1.4 论文结构
• 第二章 并行离散事件仿真概述
• 2.1 并行离散事件仿真简介
• 2.1.1 事件与事件驱动
• 2.1.2 并行离散事件仿真中的时间同步策略
• 2.2 YH-SUPE简介
• 2.2.1 YH-SUPE的体系结构
• 2.2.2 YH-SUPE的建模框架
• 2.2.3 YH-SUPE的运行模式
• 2.3 YH-SUPE对数据采集的需求
• 2.4 本章小结
• 第三章 并行离散事件仿真数据采集关键技术研究
• 3.1 并行离散事件仿真的数据获取技术研究
• 3.1.1 数据采集方式研究
• 3.1.2 消息传送机制研究
• 3.1.3 对象代理技术
• 3.1.4 多线程事件缓冲池技术
• 3.2 并行离散事件仿真的数据存储
• 3.2.1 分布式仿真系统的数据存储表示
• 3.2.2 基于并行离散事件仿真的通用数据表示
• 3.2.3 基于消息文件的存储
• 3.3 并行离散事件仿真数据回放技术研究
• 3.3.1 回放的基本原理
• 3.3.2 基于数据记录文件的回放
• 3.3.3 基于消息文件的回放
• 3.4 本章小结
• 第四章 并行离散事件仿真数据采集系统的设计与实现
• 4.1 设计思想和主要功能
• 4.1.1 设计思想
• 4.1.2 主要功能
• 4.2 系统体系结构及模块构成
• 4.3 系统功能模块的设计与实现
• 4.3.1 消息通信服务模块
• 4.3.2 数据订购服务模块
• 4.3.3 事件响应服务模块
• 4.3.4 状态管理服务模块
• 4.3.5 可视化数据订购模块
• 4.3.6 数据清单导入模块
• 4.3.7 文件记录模块
• 4.3.8 数据库记录模块
• 4.3.9 消息记录模块
• 4.3.10 实时转发模块
• 4.3.11 仿真回放模块
• 4.4 系统运行原理
• 4.5 本章小结
• 第五章 并行离散事件仿真数据采集系统的测试
• 5.1 系统功能测试
• 5.2 系统性能测试
• 5.3 采集系统对仿真应用的性能影响测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 攻读硕士期间参加的科研工作