基于网络的并行仿真和分布式仿真

随着网络高速化及低成本的群系统的出现，使并行和分布式仿真的广泛应用成为可能。本文首先系统概括了各种并行计算机的特点，辨析了并 行仿真和分布式仿真的概念，然后总结了已有的并行连续系统和离散事件仿真策略，分析了它们的优缺点，并提出了针对集群系统的特点对这些策略进行优化的方法。最后比较了分布式仿真系统的集成工具，得出了CORBA适合于中小规模应用的结论。     

PDES策略在冷连轧动态系统仿真中的应用研究

并行离散事件仿真(PDES)策略是当今仿真界研究的热点，它是解决复杂系统问题以及分布式仿真交互管理的有效工具之一。冷连轧动态仿真是由多台计算机组成的分布式协同仿真系统，该论文在处理其中的离散事件管理以及系统运行的逻辑管理上不仅使用到并行离散事件仿真策略，而且在某些应用上改进或调整了PDES仿真算法，取得了预期的控制效果。     

基于多核平台的乐观并行离散事件仿真

计算机处理器的发展已进入多核时代,为并行离散事件仿真的推广提供了良好的契机。分析了离散事件仿真多核并行化的并行编程模型及时间同步问题,采用乐观同步协议设计实现了一个基于多核平台的并行离散事件仿真引擎。在具有8个执行核的惠普多核服务器上,使用Phold模型系统地测试了并行仿真引擎的各项开销以及事件粒度、进程数目、前瞻量、事件的本地性对仿真性能的影响。实验结果表明,对于事件粒度较大的仿真应用,基于多核平台的乐观并行离散事件仿真能获得良好的加速比。     

并行离散事件仿真中的事件及事件队列建模

并行离散事件仿真软件系统中的事件对象及事件队列的结构、功能、及行为模型要能够支持并行环境中的包括保守、乐观及混合的各种事件处理模式。首先分析并行离散事件仿真系统的运行特点及其特殊技术要求,然后结合已研制开发的并行离散事件仿真系统软件KD-PARSE(KD-Parallel Simulation Environment),给出一种支持事件回退操作的SXO(State Exchange Object)回退框架及双队列事件队列数据结构设计,并通过在多机、乐观事件处理模式下实际运行仿真试验验证了设计的正确性。     

基于LP范型的反应-扩散系统随机仿真平台研究

随机仿真是描述反应-扩散系统随机特征的一种重要研究方法,但这种仿真的计算量很大,非常耗时,需要并行离散事件仿真PDES技术的支持。针对反应-扩散系统的特点,基于JAMES II离散事件仿真实验框架,设计实现了基于逻辑进程LP范型的并行分布式反应-扩散系统随机仿真平台。主要设计实现了LP范型模型接口、PDES仿真器以及分布式通信方法。利用该平台建立了经典反应-扩散Lotka-Volterra系统LP范型仿真模型,实验结果复现了Lotka-Volterra系统的震荡特性,验证了平台的有效性。     

组件化仿真模型交互模式的并行化改造

微处理器的多核化及众核化发展趋势为推广并行仿真提供了机遇。依照仿真模型可移植性标准开发的组件化仿真模型之间通过接口、事件和数据流三种模式进行交互,但其立即响应的特点无法满足并行仿真的需求。研究了三种交互模式的并行化改造方法,在组件交互的对外表现层作适当调整,但基本保持原有风格;在组件交互的实现层,三种交互模式都被转化为并行离散事件仿真的经典事件交互范式,通过时间同步协议保证仿真逻辑的正确性及并行仿真的运行效率。组件化并行仿真模型的三种交互模式各有适用场合,丰富了并行仿真的模型交互方法。     

基于PDES系统的Time Warp性能研究

随着分布式仿真规模的日益扩大,高性能并行计算技术的不断发展,并行与分布式仿真正逐渐成为新的研究热点.时间管理技术是决定并行与分布式仿真正确性和可重复性的关键技术,直接影响着仿真系统的整体性能.而TW乐观时间管理机制的许多思想和概念一直为现在各种算法所借鉴和沿用.文章建立了一个TW的性能分析模型,利用该模型对事件数量、平均回退长度、回退概率及其上限等进行了分析,分析结果对并行离散事件仿真系统的研发与改进具有一定的指导意义和参考价值.     

插件式多核并行仿真引擎

并行离散事件仿真经过多年的研究,在时间同步、模型划分、状态保存等方面涌现了大量的协议和算法。在开发运行于多核计算机上的并行离散事件仿真引擎时,为了有效支持各种协议和算法,提出了插件式仿真引擎体系结构。介绍了插件的开发、组合、使用方法及仿真引擎的运行时结构,开发了命名为P-SMP2的多核并行仿真引擎,并对其性能进行了分析。插件机制具有灵活性高、耦合性低、开发效率高、可维护性好的优势。     

并行Agent仿真研究综述

作为一种研究复杂系统的有效途径,基于Agent的建模仿真方法得到了广泛应用,但随着应用规模和复杂度的增加,仿真运行速度成为制约其应用的一个重要因素。并行Agent仿真通过将Agent模型分配到多个处理单元上同时运行来减少仿真运行时间,是提高仿真运行速度的一个直接手段。根据基于Agent的建模仿真的基本思想,分析了并行Agent仿真区别于传统的并行离散事件仿真的新特点,着重从时间同步协议、负载均衡、通信优化三方面阐述了并行Agent仿真的研究现状,并对基于通用目的图形处理器的并行Agent仿真进行了讨论。最后对并行Agent仿真未来的研究方向进行了展望。     

Markov控制过程基于性能势仿真的并行优化

Markov控制过程是研究随机离散事件动态系统性能优化问题的一个重要模型，并在许多实际工程问题中有着广泛的应用。在Markov性能势理论的基础上，我们讨论了一类连续时间Markov控制过程在紧致行动集上的性能优化仿真问题。由于实际系统的状态空间往往非常巨大，通常的串行仿真算法，可能耗时过长，也可能由于硬件限制而无法实现，故我们提出了一种基于性能势的并行仿真优化算法，来寻找系统的最优平稳策略。一个仿真实例表明该算法有较好的运行效率。该算法可应用于大规模实际系统的性能优化。     

基于模板的并行离散事件仿真持久框架

在仿真中持久框架不但用于系统的负载平衡而且用于检查点及恢复操作，是并行离散事件仿真（PDES）引擎中至关重要的一层支撑结构。首先提出PDES引擎的层次结构并分析各层的功能，在此基础上提出持久框架的结构，重点研究持久框架的支撑模块——持久库对持久框架性能的影响。通过对基于数据库的持久框架和基于C＋＋模板的持久框架的性能差异进行分析，得出后者更具优越性的结论。     

并行离散事件仿真PDES 策略比较研究

并行离散事件仿真ＰＤＥＳ策略是当前国际离散系统仿真界最主要的研究领域之一。ＰＤＥＳ策略可分为四类：保守策略、乐观策略、混合策略和自适应策略。本文首先介绍了作为主要策略的保守策略与乐观策略,并对它们进行分析比较,而后介绍了以前两类策略为基础而形成的混合策略和自适应策略,接着分析了这四类策略存在的问题,最后提出应研究新的ＰＤＥＳ策略,以满足广泛的实际应用的需要。     

并行离散事件仿真中模型互操作技术及优化

模型互操作技术允许单独开发的仿真模型在一个集成的仿真环境中互操作,是基于HLA标准的分布式仿真系统中的一项关键技术.并行离散事件仿真(PDES)技术也使用对象模型来表示真实世界中的实体,这些实体模型也有互操作和重用的需要.我们在PDES环境KD-PADSE中开发了-种基于对象和事件的模型互操作机制,它使用对象代理技术为PDES系统提供了与HLA中类似的对象模型的"公布"和"定购"操作.并且,我们对该机制进行了优化以支持类集群环境的PDES运行.初步性能实验显示,在集群环境中,优化后的DDM性能比未优化前最高可以提高12倍.     

面向并行Agent仿真的合成基准测试模型

为了评估并行仿真算法的性能,需要建立一个基准测试模型。针对并行Agent仿真研究领域中缺乏一种与应用无关的基准测试模型这一问题,在借鉴并行离散事件仿真中经典的合成测试模型PHOLD设计思想的基础上,根据基于Agent仿真的特点,提出面向并行Agent仿真的合成基准测试模型,利用该模型可以方便地合成符合不同应用特点的计算负载,去除与应用相关的因素对性能分析的影响,能够为不同的并行Agent仿真研究者提供一个公共的测试基准。最后,采用该模型从实验层次上分析了Agent计算粒度、所采用的处理器数目等因素对并行Agent仿真加速比的影响。     

并行离散事件仿真中的回退和持续机制研究

介绍了并行仿真驱动及支持软件KD-PARSE基于状态变换对象（SXO），采用增量式状态保存法，实现透明、可扩展自动回退机制以支持并行离散事件仿真中的乐观时间管理算法的方法，并给出了诸回退框架的整体结构设计。介绍了该软件实现的一种持续机制以支持仿真运行中的检查点功能。该持续机制利用持续数据库不仅实现了持续化内存管理，主持程序运行中的可回退动态内存分配和删除操作。     

多智能体并行仿真框架

多智能体仿真具有广泛的应用前景。但是,现有的多智能体仿真和并行仿真无法解决数量庞大且具有复杂动力学特性的智能体仿真,因此研究这类多智能体的有效仿真具有重要的意义。为了能够有效仿真这类系统,设计了一个两层的多智能体并行仿真框架,指出了该框架中面临的挑战。除此之外,针对仿真中提高仿真效率的挑战,作者提出了一种加快仿真速度的方法。实验结果表明该方法可以明显提高仿真效率。