Полная версия

Главная arrow Информатика arrow ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Вариант построения распределенной имитационной модели

Целью использования распределенного имитационного моделирования для военных приложений является интеграция отдельных моделей в единое модельное окружение. Примером могут быть тренажеры для обучения и имитации сценариев военных действий.

При распределенном моделировании в отличие от последовательного моделирования первичной единицей является не объект, а так называемый логический процесс (ЛП).

Логический процесс — это последовательная имитационная модель, поддерживающая дискретно-событийное моделирование (с продвижением времени по событиям). Типовая схема такой модели рассмотрена нами ранее, в параграфе 3.14. Каждый логический процесс имеет собственный набор объектов, данные о состоянии объектов, собственную управляющую программу, собственный локальный список событий и собственные часы локального времени (модельного времени — МВ). Логические процессы взаимодействуют исключительно с помощью передачи сообщений.

Распределенную модель, состоящую из N логических процессов, можно определить следующим образом:

где DM — распределенная модель; 1р — логический процесс; sm — подмодель ЛП; Т — значение локальных часов МВ логического процесса; S — локальный список событий ЛП; Q — событие в списке событий; t — МВ наступления события Q (временная метка события Q).

Глобальных (общих для всей распределенной модели) часов МВ и глобального списка событий явно не существует, так как наличие общей управляющей программы, работающей с этими глобальными структурами, было бы узким местом для параллельного исполнения имитационной модели.

Текущее модельное время всей модели в каждый момент равно времени наступления очередного события:

Каждый ЛП выполняется в собственном модельном времени как автономная последовательная модель. Для этого он снабжен экземпляром управляющей программы.

Схема распределенной модели представлена на рис. 6.1.

Схема распределенной ИМ

Рис. 6.1. Схема распределенной ИМ:

ЛП — логический процесс; ПМ — подмодель;

УП — управляющая программа; КИ — коммуникационный интерфейс

Логический процесс общается с другими процессами, передавая им сообщения. Сообщения могут быть разных видов. Рассмотрим простейший вид сообщения — асинхронное сообщение, никак не влияющее на выполнение логического процесса — отправителя.

Сообщение Мц, передаваемое от логического процесса /р1 логическому процессу Ipi, в простейшем случае имеет следующую структуру:

Логический процесс Ipi, получив сообщение, которое имеет форму события, вставляет это событие в упорядоченный список своих локальных событий в соответствии со значением времени V. Управляющая программа начинает выполнять модифицированный список локальных событий. Таким образом, полученное сообщение может изменить логику выполнения ЛП — получателя.

Передача сообщений может осуществляться логическими процессами непосредственно с помощью средств операционной системы. Но более перспективна схема, приведенная на рис. 6.1. Она включает коммуникационную подсистему в качестве отдельного компонента. Логические процессы взаимодействуют с коммуникационной подсистемой с помощью определенного интерфейса.

Критерий правильной работы распределенной имитационной модели можно сформулировать так: результат исполнения распределенной модели должен совпадать с результатом исполнения этой модели на однопроцессорном компьютере.

При распределенной реализации модельное время в разных логических процессах «движется» с разными скоростями. Процессорное (машинное) время не связано с модельным временем явно. Точнее, процессорное время является неубывающей функцией от модельного времени. Но для разных логических процессов эти функции разные. Поэтому через некоторый интервал естественного времени от начала выполнения модели модельные времена разных логических процессов могут оказаться разными.

Парадокс времени в распределенной модели возникает при получении логическим процессом Ipi от логического процесса ' сообщения следующего типа:

Для борьбы с парадоксами времени в системе распределенного моделирования должна быть реализована программа синхронизации. Эта программа входит в состав коммуникационной подсистемы. Программа синхронизации реализует некоторые абстрактные алгоритмы, которые получили название «алгоритмы синхронизации МВ».

Целью механизма синхронизации МВ является выполнение каждым ЛП событий в порядке неубывания их временных меток. Это требование известно как локальное ограничение причинной связи, так как оно обеспечивает имитацию естественного порядка «от причины — к следствию».

Если не учитывать порядок событий, имеющих одинаковые временные метки (одновременные события), то выполнение этого требования гарантирует, что выполнение программы модели на параллельном компьютере приведет точно к таким же результатам, что и выполнение модели на последовательном компьютере, где все события выполняются строго в порядке возрастания временных меток. Это также гарантирует, что повторное выполнение модели приведет к тем же результатам, если все входные данные совпадают и повторные вычисления, связанные с каждым событием, дают одинаковые результаты.

Таким образом, управление временем в распределенном моделировании не является тривиальным. Оно должно обеспечивать выполнение событий в правильном естественном хронологическом порядке. Более того, на алгоритмы синхронизации возлагается обязанность корректно выполнять повторные имитационные прогоны. При повторном моделировании пользователь должен быть уверен в том, что он получит те же результаты, что и в первый раз, если входные данные останутся неизменными. Это требование относится только к дискретно-событийному моделированию, но не к тренажерам.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>