并行离散事件仿真系统自动初始化技术研究与实现

作     者：包思芮 

作者单位：国防科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：鄢来斌;朱峰

授予年度：2017年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 071102[理学-系统分析与集成] 

主      题：并行离散事件仿真 嵌套哈希存储 赋值函数 代码自动生成 自动初始化 

摘      要：仿真系统初始化是仿真推演的重要环节,影响着仿真系统能否正确执行。然而随着并行仿真系统复杂程度越来越高,初始化代码的开发难度与工作量越来越大,传统手动编码的开发模式存在着耗时、繁琐、容易引入人工错误等问题,严重影响了仿真系统的开发效率。因此,开展并行离散事件仿真系统自动初始化技术研究,对于减少人工错误、提高仿真系统开发效率等具有重要的意义。论文针对并行离散事件仿真系统初始化程序开发工作量大、效率低的问题,以实现自动初始化为目标,围绕想定数据存储、赋值函数设计以及代码自动生成等关键技术开展研究,以下为论文主要工作和创新点:(1)提出了一种基于嵌套哈希的仿真想定数据存储方法。由于并行仿真想定数据量大、数据结构复杂,传统的数据存储方法难以满足快速高效地查找相匹配的初始化数据的需求。为此,本文提出了基于嵌套哈希的想定数据存储结构NHMS,将解析后的想定数据按照仿真对象类、实例、属性三层嵌套存储,建立起与仿真系统结构相一致的初始化数据对应关系。在自动初始化过程中仿真系统能根据仿真对象类名、实例名以及仿真对象属性名称从NHMS结构中快速搜索到仿真对象属性对应的初始化值,从而为仿真想定数据的存储与查询提供了高效的支撑。(2)提出了一种基于赋值函数的想定数据适配方法。在仿真系统自动初始化过程中存在变量与值域如何匹配的问题。为此,本文提出了基于赋值函数的想定数据适配方法,根据想定数据缓存结构,设计满足各种数据类型需求的赋值函数。该赋值函数能按照仿真对象类名、属性名称等参数信息,在想定数据缓存结构中自动查找到该属性的初始化数据,从而实现仿真对象属性变量与其初始化值之间的对应匹配。(3)提出了一种基于Velocity模板的仿真对象初始化代码自动生成技术。传统“堆砌代码式的开发方法,一旦想定文件中的参数做出修改,就需要编程人员频繁修改代码并重新编译,导致工作量大、人工错误率高等问题。为此,论文提出了基于Velocity模板的仿真对象初始化代码自动生成技术,Velocity模板引擎通过从模型描述文件中获取的初始化信息作为输入参数,结合模板文件匹配替换模板变量后输出生成目标代码。当想定文件内参数改变时,只需再次运行代码生成器即可重新生成仿真初始化代码,减少了人工参与及代码错误率、提高了效率。在上述研究成果的基础上,设计并实现了并行离散事件仿真系统自动初始化软件,经防空反导仿真系统实例测试表明,该软件自动生成的初始化程序能正确为各个初始化变量赋值,验证了论文工作的有效性与实用性。