HLA中数据分发管理的探究.doc

文档介绍：HLA中数据分发管理的探究
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摘要 HLA已成为了现代分布式仿真应用的通用技术框架的核心,而作为其六大服务之一的数据分发管理则提供了有效的信息交互和传送机制以满足系统可扩缩性的要求。文章介绍了HLA中数据分发管理DDM的过滤原理;研究并分析了目前几种实现DDM过滤机制的方法。
关键词高层体系结构HLA;数据分发管理DDM ;数据过滤;适应性算法
引言
现代仿真应用已经从集中式仿真发展到分布式交互仿真,高层体系结构HLA(High Level Architecture)也已成为了其通用技术框架的核心。而随着分布交互仿真系统规模和复杂度的增加,数据分发管理DDM(Data Distribution Management)有效地减少了系统中的数据通信量,节省了网络带宽和处理机资源,同时也提高了系统的可扩缩性。
文章介绍了目前常用的DDM匹配算法和一些启发式规则;重点分析了基于排序的DDM算法并用一些新的标准来衡量和比较它们,利用这些标准有效地选取最适应的算法;最后总结了全文。
1 HLA中的DDM数据过滤原理
HLA是1995 年美国国防部建模与仿真主计划MSLD中开发建模和仿真通用技术框架中的首要内容, 其主要目的是促进仿真应用的互操作性和仿真资源的可重用性,并于2000年通过IEEE标准。HLA主要包括规则定义(Rules)、对象模型模板(Object Model Template ),接口规范说明( Interface Specification)三部分内容[1]。数据分发管理DDM是HLA/RTI最重要的功能之一,是根据仿真实体之间的数据供求关系实现的基于组播通信的数据过滤技术,为系统的可扩缩性提供了可能。实现DDM主要考虑的问题有:区域匹配问题,组播分配和组播实现问题,区域动态变化问题和降低区域匹配的损耗问题等,HLA引进了路径空间RS(Routing Space)的概念[1] 来描述这种限制条件。一个路径空间是一个多维的坐标系统, 是联邦中属性值构成的数据空间。RS 包括以下几个概念:维(dimension)、范围( range)、限域(extent)、区域(Region)。其中区域是路径空间的子集可分为两种区域:更新区域(Update Region)和订购区域(Subscribe Region)。区域是数据分发管理的核心概念。
2 实现DDM的几种方法
(Region-based)
在基于区域的数据分发管理中发布-订购对是以一种随机的顺序建立起来的,计算每对的交互情况直到非空交互被找到。这是一种最基本的方法,优点是应用直观且匹配精确,缺点是其性能随着非空交互出现的几率大小有着极其明显的变化。当所有的更新区域与所有的订购区域都有交互时,此方法是最有效的。但当根本没有交互时则其复杂度将变为平方级。算法本身存在着实现上的可扩展(Scalability)问题,即当系统中仿真对象类数为N时,DDM中的更新区域和订购区域的匹配比较次数将与N平方成正比,即匹配次数的增长规模为O(N2)。该方法不适合大规模复杂系统中更新区域和订购区域数量都很大的情况。
表格划分法(Grid-based)
基于网格的方