基于FEDEP的仿真应用自动生成及重用技术研究与实现

论文摘要

高层体系结构（HLA）的出现是分布式交互仿真发展过程中的一个重要里程碑,它在分布式仿真领域的广泛应用,促使人们去研究如何方便、高效地使用HLA进行仿真建模,联盟开发和执行过程（FEDEP）就是针对这一问题提出的参考过程。FEDEP过程是“定义-分析-设计-开发-整合-执行-评价”的一体化过程,其中最重要的中间步骤就是模型设计和盟员程序的开发,同时FEDEP过程大力提倡仿真资源的重用和全程自动化,具体到这两个步骤上,体现为仿真模型的重用和盟员程序自动生成。目前对于仿真资源的重用问题,国内外学者大多数还处于理论研究状态,因为在现实的仿真应用开发过程中,仿真资源的重用难度比较大,造成这一困难的最核心的原因就是仿真模型的存储和管理由于模型之间语义上的歧义而难以实现,随之而来的后果就是仿真资源的重用缺乏基础模型库的支撑,仿真资源存储粒度太大而重用可能性降低。仿真全程自动化在国内外有很多研究了,当前主要的热点就是对模型到源程序自动转换过程的研究,并取得了不少成果,论文所关心的StarWizard V1.0系统就是其中的一员,它的代码自动生成功能为程序员开发盟员程序带来了福音,但是和国内外相关生成系统一样,该系统可维性和可扩展性不强,如果需要对系统进行修改,所耗费的工作量是非常大的,这种情况对于挑剔的程序员来说时有发生,另外,系统不支持数据分发管理代码自动生成,这部分繁杂的代码需要用户手动编写,此外,系统还没有对SOM中灵活的数据类型定义进行自动处理,用户还需要费心处理复杂类型的底层传输过程,造成了盟员程序在处理与RTI通讯过程时不够透明的缺陷。论文针对FEDEP过程对重用性和自动化方面的要求,对如何构建可自由扩展的模型库以及如何进行代码自动转换进行了深入分析和研究。主要工作和创新如下:1)针对模型在集中存储时所遇到的语义冲突,在对仿真资源重用粒度以及模型结构语义进行深入研究的基础上,提出并论证了基于继承关系和组合关系的双层体系结构的模型库构造技术,避免了模型和模型之间语义上的歧义性,使得模型重用粒度降低,从而提高了模型重用的可能性,增强了模型库的可扩展性。2)针对StarWizard V1.0系统可扩展性和可维护性不高的缺点,通过对其工作机理进行深入研究,引入了元模板这一概念,并应用元模板技术来简化系统修改任务,采用此技术在极限情况下可以减少修改人员90%以上的劳动量。3)针对StarWizard V1.0系统在自动处理数据分发管理上的不足,通过对数据分发管理机制的深入研究,提出了基于接口划分的数据分发管理框架自动生成技术,采用此技术将进一步减轻盟员程序编写人员的工作量。4)针对StarWizard V1.0系统缺少对SOM中灵活的数据类型定义自动处理机制的问题,提出了基于类型排序和传输透明化的类型处理自动化技术,采用此技术可以屏蔽底

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 课题研究方向面临的主要技术问题
• 1.2 课题研究的内容及目标
• 1.3 本文主要工作及创新
• 1.4 论文结构
• 第二章 FEDEP 过程概述
• 2.1 FEDEP 内容、各主要步骤介绍
• 2.1.1 FEDEP 体系结构
• 2.1.2 FEDEP 各主要步骤以及相关活动
• 2.2 模型库在FEDEP 中的地位
• 2.2.1 模型库对于设计联盟步骤的重要作用
• 2.2.2 模型库对于开发联盟步骤的重要作用
• 2.3 FEDEP 对象模型处理自动化
• 2.3.1 模型处理自动化研究成果
• 2.3.2 实现模型处理自动化的意义
• 2.4 本章小结
• 第三章 可自由扩展的模型库的研究和实现
• 3.1 对象模型语义分析
• 3.1.1 对象模型的体系结构
• 3.1.2 对象模型和面向对象思想关于对象概念的比较
• 3.1.3 对象模型间语义冲突分析
• 3.1.4 模型间语义冲突的解决
• 3.2 模型库体系结构分析
• 3.2.1 双层体系结构的确立
• 3.2.2 模型库采用双层结构的意义
• 3.3 可扩展模型库原型MODELLIBRARY 的设计和实现
• 3.3.1 系统总体解决方案
• 3.3.2 系统体系结构
• 3.3.3 系统详细设计
• 3.4 系统测试
• 3.5 本章小结
• 第四章 元模板的研究和实现
• 4.1 模板生成机制概述
• 4.1.1 系统模板基本框架
• 4.1.2 系统模板内容分析
• 4.2 元模板技术分析
• 4.2.1 元模板机制的引入
• 4.2.2 元模板语法规则定义
• 4.3 元模板子系统设计和实现
• 4.3.1 循环描述语法分析
• 4.3.2 编译器设计和实现
• 4.4 元模板子系统测试
• 4.5 本章小结
• 第五章 数据分发管理自动化的研究和实现
• 5.1 数据分发管理机制分析
• 5.1.1 数据分发管理概述
• 5.1.2 StarWizard 系统中数据分发管理框架结构
• 5.2 数据分发管理自动化分析
• 5.2.1 自动处理范围分析
• 5.2.2 自动处理过程分析
• 5.3 数据分发管理子系统的设计和实现
• 5.3.1 子系统体系结构
• 5.3.2 界面方案
• 5.3.3 基本处理流程
• 5.4 子系统的测试
• 5.5 本章小结
• 第六章 数据类型自动处理的研究和实现
• 6.1 SOM 文件中数据类型定义分析
• 6.1.1 SOM 中类型定义概述
• 6.1.2 SOM 中数据类型定义与C++语言类型对比
• 6.2 类型自动转换过程研究
• 6.2.1 类型排序
• 6.2.2 底层传输透明化
• 6.3 数据类型自动处理子系统的实现
• 6.3.1 子系统体系结构
• 6.3.2 文法生成规则的实现
• 6.4 子系统测试
• 6.5 本章小结
• 第七章 系统间协作与进化
• 7.1 联合应用体系结构
• 7.2 系统发展构想
• 第八章 结束语
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文
• 参考文献