簡介
HLA(高級體系結(jié)構(gòu),High Level Architecture)
在美國國防建模與仿真辦公室(DMSO)1995年10月制定的建模與仿真主計劃(MSMP)中,提出了未來建模/仿真的共同技術(shù)框架。它包括三個方 面:高層體系結(jié)構(gòu)(HLA)、任務空間概念模型(CMMS)和數(shù)據(jù)標準(DS)。它們的共同目標是實現(xiàn)仿真間的互操作,并促進仿真資源的重用,具體地說, 就是通過計算機網(wǎng)絡使得分散分布的各仿真部件能夠在一個統(tǒng)一的仿真時間和仿真環(huán)境下協(xié)調(diào)運行,且可以重復使用。HLA的基本思想就是使用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ?設(shè)計、開發(fā)及實現(xiàn)系統(tǒng)不同層次和粒度的對象模型,來獲得仿真部件和仿真系統(tǒng)高層次上的互操作性與可重用性。
1996年8月DMSO正式公布了HLA的定義和規(guī)范。經(jīng)過改進完善,HLA的規(guī)則、接口規(guī)范、對象模型模板三項內(nèi)容已在2000年9月22日由美國 IEEE標準化委員會正式定為IEEE1516, IEEE1516.1,IEEE1516.2 HLA標準。OMG,北約M&S組織也采納HLA作為標準。
組成
(1)對象模型模板(OMT):是對仿真中的對象、對象屬性和對象間信息交互的格式和內(nèi)容進行定義的標準化描述。(2)框架與規(guī)則集: HLA共定義了10條規(guī)則,描述仿真和聯(lián)邦成員的職責,以確保一個聯(lián)邦內(nèi)仿真的正確交互。其中前5條規(guī)則規(guī)定一個聯(lián)邦必須滿足的要求,而后5條規(guī)則則是一 個聯(lián)邦成員必須滿足的條件。(3)聯(lián)邦成員訪問RTI的接口規(guī)范:描述在操作過程中的仿真交互方式,提供了盟員與RTI之間功能接口,描述了六類服務,共 101個操作。
模型模板(OMT)
HLA中的對象模型主要用來描述兩類系統(tǒng),一類是用來描述聯(lián)邦中的各個聯(lián)邦成員,即創(chuàng)建各單個的HLA仿真的對象模型(SOM)。另一類是用來描述一 個聯(lián)邦中相互之間存在信息交換特性的那些聯(lián)邦成員,即創(chuàng)建HLA的聯(lián)邦對象模型(FOM)。無論是描述SOM還是描述FOM,OMT的主要目的都是為了便于仿真系統(tǒng)的互操作和仿真部件的重用。
OMT作為對象模型的模板規(guī)定了記錄這些對象模型內(nèi)容的標準格式和語法。但對于對象模型如何建立,OMT必須記錄哪些內(nèi)容,OMT本身并沒有說明。OMT是HLA實現(xiàn)互操作和重用的重要機制之一,由以下幾個表格組成:
·對象模型鑒別表:用來記錄鑒別HLA對象模型的重要信息;
·對象類結(jié)構(gòu)表:用來記錄聯(lián)邦/仿真中的對象類及其父類一子類關(guān)系;
·交互類結(jié)構(gòu)表:用來記錄聯(lián)邦/仿真中的交互類及其父類一子類關(guān)系;
·屬性表:用來說明聯(lián)邦/仿真中對象屬性的特性;
·參數(shù)表:用來說明聯(lián)邦/仿真中交互參數(shù)的特性;
·枚舉數(shù)據(jù)類型表:用來對出現(xiàn)在屬性表/參數(shù)表中的枚舉數(shù)據(jù)類型進行說明;
·復合數(shù)據(jù)類型表:用來對出現(xiàn)在屬性表/參數(shù)表中的復合數(shù)據(jù)類型進行說明;
· 路徑空間表:用來說明一個聯(lián)邦中對象屬性和交互的路徑空間;
·FOM/SOM詞典:用來定義各表中使用的所有術(shù)語。
當描述一個聯(lián)邦或單個仿真系統(tǒng)(聯(lián)邦成員)的HLA對象模型時,它們都必須使用上述幾個表。即OMT對聯(lián)邦對象模型(FOM)和仿真對象模型 (SOM)都適用。一個HLA對象模型至少要包含一個對象類或交互類,但在某些情況下,描述對象模型的一些表可能是空表。
框架和規(guī)則集
(1) 聯(lián)邦應該有一個聯(lián)邦對象模型FOM,該FOM應與HLA的OMT相容。FOM是說明HLA聯(lián)邦數(shù)據(jù)交換的手段,它記錄了聯(lián)邦成員對于在聯(lián)邦運行期間需相互交換的數(shù)據(jù)的內(nèi)容、格式及數(shù)據(jù)交換的條件所達成的協(xié)議。
(2) 在一個聯(lián)邦中,F(xiàn)OM中的所有對象應屬于各個成員而不應在RTI中。HLA中,將凡是與仿真有關(guān)的對象實體的表達放在聯(lián)邦成員中而不是放在RTI中, 但是RTI可以擁有管理對象模型(MOM)中對象實例。
(3) 在執(zhí)行聯(lián)邦時,各成員中間所有FOM規(guī)定的數(shù)據(jù)交換必須通過RTI進行。HLA中, FOM中描述的對象或交互類的數(shù)據(jù),都是聯(lián)邦成員之間可能需交換的數(shù)據(jù),而成員之間要想實現(xiàn)交換數(shù)據(jù),只有借助于RTI提供的服務。
(4) 在聯(lián)邦執(zhí)行中,成員應按HLA接口規(guī)范與RTI交互,即訪問RTI應遵循接口規(guī)范。
(5) 在聯(lián)邦執(zhí)行中,在任一給定時間,一個對象屬性只能為一個成員所擁有。HLA中,不同成員可以擁有同一個對象實例的不同屬性。為了保證整個聯(lián)邦中數(shù)據(jù)的一致 性,在任意給定時間最多只能讓一個聯(lián)邦成員擁有(從而有權(quán)改變其值)任意給定的對象實例的屬性。
(6) 聯(lián)邦成員應有一個符合OMT規(guī)范的成員對象模型(SOM)。聯(lián)邦成員通常由實現(xiàn)仿真功能的仿真系統(tǒng)組成,SOM描述了它們?yōu)閷崿F(xiàn)自己的仿真功能,需向外獲取(定購)及本身能向外提供(公布)的信息。
(7) 成員應能更新和(或)使用其SOM中記錄的對象的屬性,能接收與發(fā)送SOM中記錄的交互。聯(lián)邦成員在聯(lián)邦運行中向其它成員公布自己所負責建模的對象的屬性 的數(shù)值,及借助于RTI提供的服務接收自己想要的來自其它成員的屬性數(shù)據(jù)是各個聯(lián)邦成員的責任。
(8) 成員應按SOM中的規(guī)定,在聯(lián)邦執(zhí)行中動態(tài)地轉(zhuǎn)移與接收屬性的所有權(quán)。對HLA聯(lián)邦來說,實際仿真劇情的實現(xiàn),常常要在具體的聯(lián)邦成員之間進行對象屬性所 有權(quán)動態(tài)轉(zhuǎn)換,RTI通過"所有權(quán)管理"提供相應的服務,而具體的實現(xiàn)是聯(lián)邦成員之間的責任與合作。
(9) 成員應按SOM中的規(guī)定,更新對象屬性的條件(如改變閥值)。HLA讓擁有某些對象屬性所有權(quán)的成員有權(quán)產(chǎn)生這些屬性的不斷變化的值(往往通過模型的解算得到),并由它負責通過RTI將不斷公布這些屬性值,從而使定購這些屬性的其它成員能得到這些屬性的值。
(10) 成員應能管理局部時間,從而保證它能協(xié)調(diào)地與聯(lián)邦中的其它成員交換數(shù)據(jù)。HLA通過時間管理服務給聯(lián)邦成員提供了靈活的仿真時間推進的方法,從而使HLA 可以適用于連續(xù)、離散或混和類型的仿真。但它需要聯(lián)邦成員自己管理自己的邏輯仿真時間(本地時間)。
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