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并行仿真系统管理平台关键技术研究与初步实现

作　者: 钟自鸣
导　师: 黄柯棣
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 并行仿真 组件建模 仿真管理 基本对象模型
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


仿真技术由于其在成本、能力和适用范围等方面表现出来的优越性,已经被越来越多的领域和研究人员作为重要研究手段而加以应用。随之而来的问题是仿真对象的范围扩大,仿真系统的规模和复杂度不断提高,传统的分布交互式仿真已经不能满足仿真推演巨大的计算需求,为此,基于高性能计算环境的并行仿真技术正成为当前计算机仿真领域的研究热点。本文首先研究了以组件建模思想为基础,基于BOM仿真模型组件和通用仿真运行框架软件支撑环境的层次化并行仿真系统,对BOM仿真模型组件的定义、组成元素、执行过程以及构建技术进行了详细的阐述,随后对通用仿真运行框架的基本原理进行了说明,在此基础上,研究了并行仿真系统管理平台的功能需求以及管理体系结构。接着,论文从并行仿真系统的仿真作业调度、并行仿真系统的资源管理和运行监控以及并行仿真系统的数据管理这三个方面展开对并行仿真系统管理技术的研究。在仿真作业调度研究方面,首先概略阐述了一些经典的作业调度策略的基本思想,接着详细介绍了一些作业调度策略研究方面的最新成果,然后,针对多集群并行仿真环境作业调度的需求,提出了一种结合了空间/时间共享策略和负载重分配策略的动态分层调度策略;在资源管理方面,本文对并行仿真系统的资源进行了合理的分类,研究了基于XML和XSLT技术的资源描述方法,然后对资源的规划部署、仿真节点软硬件信息资源获取等关键技术进行了研究;在运行监控方面,研究了以仿真节点驻留监控进程的方式进行实时监控的仿真环境运行监控技术;在并行仿真系统数据管理方面,本文对传统的实时仿真和分布交互仿真的数据管理策略进行了研究,然后重点论述了并行仿真环境下的数据分发和数据采集存储策略等数据管理技术。最后,本文结合原型系统的具体实现简单介绍了并行仿真系统的管理平台的模块化设计方案以及各模块的关键类结构设计,工程实践应用表明,该管理平台设计结构清晰,运行稳定可靠。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 课题背景及现状  10-11
  1.2 研究内容及组织  11-14
第二章 并行仿真系统及管理平台  14-34
  2.1 并行离散事件仿真  14-18
    2.1.1 离散事件仿真  14-15
    2.1.2 并行离散事件仿真  15-17
    2.1.3 一些相关概念的区别  17-18
  2.2 并行仿真系统支撑环境  18-30
    2.2.1 并行仿真系统硬件支撑环境  18-24
    2.2.2 并行仿真系统软件支撑环境  24-30
  2.3 并行仿真系统管理平台  30-33
    2.3.1 并行仿真系统管理平台功能需求  30-31
    2.3.2 并行仿真系统管理平台管理体系结构  31-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 并行仿真系统仿真作业调度策略研究  34-48
  3.1 作业调度策略概述  34-35
  3.2 作业调度性能评价指标  35-36
    3.2.1 面向仿真系统的评价指标  35-36
    3.2.2 面向仿真用户的评价指标  36
  3.3 传统的作业调度算法研究  36-41
    3.3.1 经典作业调度算法简介  36-38
    3.3.2 Backfilling算法及其改进  38-41
  3.4 多集群并行仿真环境作业调度算法研究  41-47
    3.4.1 问题描述  41
    3.4.2 系统体系结构  41-43
    3.4.3 动态分层调度策略  43-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 并行仿真系统资源管理及运行监控  48-59
  4.1 并行仿真系统资源分类及描述  48-54
    4.1.1 并行仿真系统的资源分类  48-49
    4.1.2 并行仿真系统资源的描述方法  49-53
    4.1.3 并行仿真系统资源管理实现技术  53-54
  4.2 并行仿真系统的运行监控  54-58
    4.2.1 运行监控的功能需求  55-56
    4.2.2 运行监控的功能实现方法  56-58
  4.3 本章小结  58-59
第五章 并行仿真系统仿真数据管理  59-67
  5.1 仿真数据管理概述  59
  5.2 并行仿真系统仿真数据的分发  59-61
    5.2.1 相关研究内容  59-60
    5.2.2 仿真数据分发流程  60-61
    5.2.3 仿真数据分发的特点  61
  5.3 并行仿真系统仿真数据的采集存储  61-66
    5.3.1 数据采集策略概述  62-63
    5.3.2 仿真数据的采集与存储  63-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章 原型系统的设计与实现  67-74
  6.1 系统设计原则  67-68
  6.2 原型系统模块化设计与实现  68-73
    6.2.1 原型系统模块化功能设计  68-70
    6.2.2 原型系统各模块相关实现  70-73
  6.3 本章小结  73-74
第七章 总结与展望  74-75
  7.1 总结  74
  7.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79
作者在学期间取得的学术成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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