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        HLA/RTI大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)采集與過濾方法研究

        2009-05-29 04:32:18王傳喜
        網(wǎng)絡與信息 2009年5期
        關鍵詞:數(shù)據(jù)采集

        周 君 王傳喜

        摘要:數(shù)據(jù)采集是仿真的一項重要內(nèi)容,只有通過數(shù)據(jù)采集和對有效數(shù)據(jù)的過濾,才可以實現(xiàn)回放、分析、評估等目的。HLA的對象模型模板規(guī)定了聯(lián)邦開發(fā)人員開發(fā)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可采用的接口,利用動態(tài)編譯數(shù)據(jù)采集工具與分層對象方法采集聯(lián)邦運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

        關鍵詞:高層體系結構;數(shù)據(jù)采集;過濾方法

        1引言

        隨著分布式仿真(Distributed InteractiveSimulation,DIS)技術框架的廣泛應用,其仿真系統(tǒng)對延展性的要求逐步提高。對于規(guī)模較小的數(shù)學仿真,由于運算量和記錄數(shù)據(jù)較少,可以在單臺微機上運行;對于大規(guī)模的作戰(zhàn)仿真。其運算量非常大,事后分析所需記錄的數(shù)據(jù)量也非常大”數(shù)據(jù)采集是仿真的一項重要內(nèi)容,只有通過數(shù)據(jù)采集和對有效數(shù)據(jù)的過濾,才可以實現(xiàn)回放、分析、評估等目的。

        與DIS相比。高層體系結構(High LevelArohitecture HLA)通過采取聯(lián)邦對象模型(Federation objecet Model,FOM)部分更新交換數(shù)據(jù)、系統(tǒng)延展、數(shù)據(jù)定購、時間與所有權管理等一系列措施,提高了仿真系統(tǒng)問的互操作性和仿真模型的可重用性。同時。這些措施也造成了仿真系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)復雜化,增加了HLA仿真數(shù)據(jù)采集與過濾的難度。目前,數(shù)據(jù)采集與過濾方法集中在網(wǎng)絡節(jié)點負載、數(shù)據(jù)計算和存儲負載的擴縮矛盾之上,并且數(shù)據(jù)處理需要通過RTI來進行具體實現(xiàn),但是RTI只能交換邦員之間必要的公用數(shù)據(jù)。因此通過RTI的數(shù)據(jù)不能滿足數(shù)據(jù)采集與過濾的要求。

        2HLA的結構與基本原理

        HLA主要由規(guī)則、對象模型模板、接口規(guī)范三部分組成。HLA的規(guī)則是指聯(lián)邦執(zhí)行過程中實現(xiàn)聯(lián)邦成員問的交互所必須遵守的原則和協(xié)定;對象模型模板規(guī)定了聯(lián)邦開發(fā)人員開發(fā)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可采用的接口;接口規(guī)范是聯(lián)邦成員和運行時間支撐系統(tǒng)(Run Time Jnfrastructure,RTI)間的接口規(guī)范。HLA聯(lián)邦構成的邏輯表示如圖1所示。

        HLA中數(shù)據(jù)的管理提供基于類和基于值兩種數(shù)據(jù)過濾方法,它們分別是通過聲明管理和數(shù)據(jù)分發(fā)管理服務來實現(xiàn)的。

        3利用動態(tài)編譯實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過濾

        利用動態(tài)編譯數(shù)據(jù)采集工具的主要功能是采集聯(lián)邦運行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù),以一定的格式保存下來,為事后分析和回放提供數(shù)據(jù)源。

        數(shù)據(jù)采集工具實現(xiàn)的原理是其執(zhí)行程序本身是獨立于具體聯(lián)邦的,但是它針對每一個仿真應用都可以生成相應代碼來適應具體的需要。其過程為:首先通過配置向?qū)磉x擇配置信息,培植信息的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)類型和聯(lián)邦運行信息。其次,配置完成后,根據(jù)配置信息動態(tài)生成一系列代碼,將代碼形成動態(tài)編譯,形成成員。此成員就是針對于具體聯(lián)邦動態(tài)生成的數(shù)據(jù)采集成員。最后,用戶可以在形成的對象類樹表中選擇需要定購的信息。在仿真運行過程中,就可以得到用戶所關心的數(shù)據(jù)內(nèi)容。圖2給出了數(shù)據(jù)采集過濾成員主要組成和運行過程。

        4分層對象數(shù)據(jù)采集過濾方法

        借鑒HLA的設計思想,將實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集的操作分為可公用部分和不可公用部分,對不可公用部分(與仿真數(shù)據(jù)定義有關的部分)與可公用部分(與仿真數(shù)據(jù)定義無關的部分)分別實現(xiàn),通過公用部分的重用來最大限度地實現(xiàn)嵌入代碼的重用。

        按照數(shù)據(jù)收集過濾進行的過程,數(shù)據(jù)收集可以分成四層共五個部分,如圖3所示。

        應用層:這一層是仿真系統(tǒng)的應用部分,包括進行仿真、回放和分析等,這些都是仿真系統(tǒng)在實際應用中的具體功能。

        控制層:選擇數(shù)據(jù)收集過濾策略,包括需要收集的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)收集進行的條件。

        實現(xiàn)層:包括收集和獲取兩個部分。收集部分的功能是將各仿真數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)定格式的數(shù)據(jù);獲取部分則將收集的數(shù)據(jù)通過過濾轉(zhuǎn)換為仿真數(shù)據(jù),提供給相關的分析使用。

        數(shù)據(jù)層:包括操作和數(shù)據(jù)兩部分,操作部分實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的讀寫等操作。是數(shù)據(jù)部分與外界的接口;數(shù)據(jù)部分專用于數(shù)據(jù)的存儲。操作部分將仿真數(shù)據(jù)存儲方式的具體實現(xiàn)與仿真系統(tǒng)隔離,可以根據(jù)仿真的需要選擇不同的數(shù)據(jù)存儲方式。

        5結束語

        通過對基于HLA的太數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)采集與過濾的研究,提出了可行方法,實踐證明該方法基本上可以滿足系統(tǒng)的實時性需求。在實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的基礎上提高了代碼的可重用性,為仿真數(shù)據(jù)采集提供了一種新的有效途徑。

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