Имитационное моделирование

В одном выполнении федерации каждый отдельный федерат может использовать различные сервисы упорядочивания сообщений для различных типов информации.Рассмотрим каждый из этих сервисов подробнее.Наиболее простым механизмом с наименьшей латентностью является упорядочивание сообщений в порядке их получения.В этом случае логически поступающие сообщения помещаются в конец очереди с дисциплиной first-in-first-out (FIFO), а затем передаютсяфедерату из начала очереди с одновременным их удалением из этой очереди.Использование данного способа упорядочивания сообщений возможно в приложениях, для которых минимизация латентности взаимодействия является более важным параметром, чем следование порядкусообщений, который обеспечивает причинность. Использование данного сервисацелесообразно в системах моделирования с жесткими ограничениями реального времениСервис, в котором поступающие сообщения располагаются в очереди с приоритетами называется сервисом с приоритетным порядком.Временная метка сообщения используется при определении его приоритета. Сообщения с наименьшими временными метками передаются федерату первыми, то есть RTI старается передать сообщения в порядке временных меток, который основан на локальной доступной RTI во время передачи сообщения информации. Однако, так как сообщения с меньшей меткой могут приходить позже сообщений с большей меткой, то данный сервис не может предотвратить передачу федерату сообщений с временной меткой меньше текущего времени федерата), что является недостатком данного сервиса.К преимуществам данного сервиса (относительно сервисов, обеспечивающих точное соблюдение порядка) относятся:меньшая латентность,меньшие затраты на синхронизацию. Использование приоритетного порядок является нецелесообразным в случаях, когда для правильной работы федерата существенным параметром является передача сообщений впорядке временных меток.При использовании рассмотренных выше сервисов упорядочивания сообщений сообщения сразу же после их получениямогут быть переданы федератам. Однако, для гарантии желаемого упорядочивания RTI может буферизоватьсообщения. Такой механизм используется в сервисах упорядочивания сообщений с каузальным порядком или порядком временных меток. Сервис упорядочивания сообщений, при использовании которого сообщения передаются федератам в порядкеих временных меток, называется сервисом упорядочивания сообщений по временным меткам.Для достижения правильного упорядочивания по временным меткампока не будет гарантировано, что не может быть получено сообщение с меньшей временной меткой, поступающие сообщения хранятся во внутреннейочереди.Необходимо учитывать, что системы моделирования не обязаны генерировать сообщения с соблюдением порядка их временных меток, поэтому консервативный протокол синхронизации для систем параллельного дискретно-событийного моделирования используется для реализации этого сервиса.При использовании данного сервиса RTI гарантирует, что федерату не может быть передано никакое сообщение с временной меткой меньшей, чем текущее время федерата, что достигается путем явного запроса федерата на продвижение в логическом времени сиспользованием сервисов RTI продвижения времени. До тех пор, пока RTI не может гарантировать, что никакоесообщение с временной меткой меньше, чем время разрешения, не будет передано позже, RTI не даетразрешения на продвижение времени.Использование данного сервиса целесообразно вклассических системах дискретно-событийным моделированием, для которыхнормой является обработка событий в порядке ихвременных меток.Важной особенностью данного сервиса также является то,что все получающие сообщения для общего набора событий федераты получат этисообщения в одном и том же порядке. Таким образом, обеспечивается общее упорядочивание событий, что позволяет устранить «парадоксы времени» при разном упорядочивании событий в различных моделях.В связи с тем, что RTI обеспечивает механизмпоследовательного разрыва связи, различным системам события с одинаковыми временными меткамибудут переданы в одном и том же порядке.У сервиса упорядочивания сообщений с казуальным порядком много общего с предыдущим рассмотренным сервисом.Сервис каузальногоупорядочивания также как и сервис упорядочивания по временным меткам обеспечивает отправку сообщений федератам в согласованном с предшествующими и последующими событиями порядке, то есть, например, банку должны быть доступны все сведения о совершённых клиентом сделкахранее, чем клиент попытается в банке получить крупную сумму денег.В отличие от двух первых рассмотренных сервисов (упорядочивания в порядке получения и упорядочивания по приоритету), при использовании которых изменяющаяся латентностьвзаимодействия может инициировать событие уничтожения, сервисы упорядочивания по временным меткам и каузальногоупорядочивания гарантируют, что в случае, если однособытие «произошло раньше» второго события, то все отдельные федераты получат сообщения для первогособытия раньше, чем для второго.Главным различием между сервисами упорядочивания по временным меткам и каузального упорядочения является определение отношения «произошлоперед». В сервисе упорядочивания по временным меткам, считается, что одно событие произошло перед вторым в том случае, есливременная метка первого события меньше временной метки второго события. В сервисе с использованием каузального упорядочивания определение отношения «произошло перед»берется по Лампорту [21]. ЗаключениеВ процессе выполнения работы были рассмотрены основные предпосылки для создания технологии HLA, а также основные понятии, используемые при разработке имитационных систем с использованием данной технологии, к которым относятся такие понятии как:федераты,федерация,инфраструктура выполнения.Выявлены основные компоненты имитационных систем на основе технологии HLA, а также представлено схематическое представление взаимодействия между данными компонентами.Приведено подробное описание наиболее важных компонент, требований, предъявляемых к каждому из них, а также накладываемых на них ограничений.Описаны основы взаимодействия между различными компонентами имитационных систем.Таким образом, в процессе выполнения работы решены следующие задачи:проведен обзор литературы по технологии HLA,определены основные понятия, которые используются при разработке систем имитационного моделирования на основе данной технологии,определены цели и задачи, которые являются главными для имитационных систем, разработанных с использованием технологии HLA,рассмотрены основные компоненты архитектуры имитационных систем, разработанных с использованием технологии HLA,рассмотрены основы взаимодействия между компонентами архитектуры имитационных систем, разработанных с использованием технологии HLA.В результате выполнения работы достигнута её основная цель – проведено подробное рассмотрение технологии HLA (High Level Architecture), которая относится ко второму направлению развития распределенных имитационных систем.Список литературыRichard M. Fujimoto. Distributed Simulation Systems. In Proceedings of the 2003 Winter Simulation Conference S. Chick, P. J. Sánchez, D. Ferrin, and D. J. Morrice, eds. pp. 124-134Вознесенская Т.В. Математическая модель алгоритмов синхронизации времени дляраспределённого имитационного моделирования.//В кн. Программные системы иинструменты. Тематический сборник факультета ВМиК МГУ им. Ломоносова №1.,стр.56-66Э. Таненбаум. Распределенные системы: принципы и парадигмы. – СПб: Питер, 2003.– 877 с.Корнеев В.В. Вычислительные системы. М.:Гелиос АРВ, 2004-512с.Л.Н.Лядова. Имитационное моделирование. Методические указания по курсу«Системное и прикладное программное обеспечение» /Перм.ун-т; Сост. Л.Н.Лядова.-Пермь, 2003.-60 с.Миков А.И., Замятина Е.Б., Фатыхов А.Х. Система оперирования распределённымиимитационными моделями сетей телекоммуникаций. Труды Второй Всероссийскойнаучной конференции «Методы и средства обработки информации». М.: Изд-во МГУ,2003 г., сс. 437-443.Т.А.Гаврилова, В.Ф.Хорошевский. Базы знаний интеллектуальных систем.СПб.:Питер, 2001,-384 с.КельтонВ. Д., ЛоуА. М. Имитационноемоделирование. Классика CS. 3-е изд..- СПб.:БХВ-Питер, 2004.-887 с.Миков А.И. Моделирование вычислительных систем. Учебное пособие поспецкурсу.-Пермь, Перм. ун-т.,1982, 96 с.Брейер М. Автоматизация проектирования вычислительных систем. Языки,моделирование и базы данных.-М.:Мир, 1979.-464с.Б.В.Соколов, Р.М.Юсупов. Концептуальные и методические основы квалиметрии моделей и полимодельных комплексов. Труды СПИИРАН./ Институт информатики и автоматизации, стр.10-35.- СПб.: Наука, 2004,-348 с.Прицкер. А. Введение в имитационное моделирование и язык СЛАМ II.-М.Мир,-1987г., 646с.Якимов И. М., Девятков В. В. Развитие методов и систем имитации в СССР и России.(Казань, ноябрь 2001 год). Доступно на сайте: www.gpss.ruБусленко Н.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1978. – 395 с.В.В.Окольнишников. Распределённая система имитационного моделирования. Труды Всероссийской науно-практической конференции «Методы и средства обработки информации», МСО-2003, М.: Издательский отдел факультета ВМиК МГУ, М.:МГУ,2005,-стр. 468-474 .В. А. Пепеляев, Ю. М. Чёрный (Киев). О современных подходах к оценкедостоверности имитационных моделей. Доступно на сайте: www.gpss.ruД. Хефлин, Т. Ней. Разработка Web-скриптов. Библиотекапрограммиста. – СПб.:Питер, 2001.Distributed Simulation via a Sequence of Parallel Computations.”Communications of theACM 24(4): 198-205.Zeigler B. P. Theory of Modeling and Simulation: Integrating Discrete Event andContinuous Complex Dynamic Systems / Zeigler B. P., H. Praehofer, T. G. Kim // 20002nd. Academic Press.Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование сAnyLogic 5 (+CD) ..-СПб.:БХВ-Питер, 2005.-400 с.Рыжиков Ю.И. Имитационное моделирование. Теория и технологии.-М.:Альтекс,2004, 384 с.