并行仿真计算的任务划分问题研究

本文首先分析总结了并行仿真计算任务的三类任务划分方法：算术运算级划分、程序方程级划分和状态变量级划分，然后重点讨论状态变量级的最优划分问题。文中针对同构型的多处理机系统和多计算机系统，分别建立了仿真计算的性能模型，并求出了系统的最优划分粒度。     

并行梯度算法的分散仿真

本文对并行梯度算法进行了分散仿真.并行梯度算法具有在结构上的分散性和通讯上的异步性的特点.由于并行仿真机具有并行地运行多个程序的功能;因此,用并行仿真机对并行梯度算法进行分散仿真,具有很大的方便性.     

基于多节点多核的样本级并行仿真技术研究

针对蒙特卡罗仿真的特点,开展了基于多节点多核环境的样本级并行仿真技术研究,设计实现了基于客户端/服务器架构的系统原型,给出了并行仿真实验流程。案例简析表明,该技术能够很好的利用局域网环境下普通PC计算节点以及集群计算服务器各计算刀片上多核处理器的计算能力,大为减少多样本闭环仿真运行时间,提高装备论证效率。

Abstract：

For the characters of Monte Carlo simulation, the research on sample-level parallel simulation based upon multi-node multi-core environment was carried out. The C/S based system prototype was designed and implemented. The experimental process was also given. Case analysis shows that this technology can make use of the multi-core CPUs’ computing power of both normal PC nodes and blades of the cluster server and greatly reduce the simulation time, thus improve the efficiency of equipment demonstration.     

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。     

基于决策点控制的作战方案并行仿真

传统的作战方案仿真通常采用串行、静态的仿真方法,不适应现代复杂多变战场环境下的快速仿真推演、即时辅助决策的军事需求。作战方案高度复杂且随战场情况动态决策等特点给作战方案推演带来了新的挑战。基于决策点控制的作战方案并行仿真(DPCP2S)通过对决策点作战行动元的控制,实现在并行仿真过程中对多分支作战方案的动态调整和剪枝,从而大幅提高作战方案评估的效率,克服了传统作战方案评估在考虑多因素情况下,分支组合爆炸而导致的仿真难度大、效率低的问题,为指挥员基于计算机辅助进行的高效决策提供了条件。     

基于HLA/RTI的分布式交互仿真中数据分发管理的研究

在基于HLA/RTI的分布式交互仿真系统中,一个关键的研究问题就是如何建立仿真成员间有效的信息交互和传递机制以满足系统的可扩缩性要求。本文首先讨论了RTI1.3中的两种基本数据过滤机制,在对基于网格法的数据过滤机制深入研究的基础上,提出了一种新的数据分发策略:首先利用网格法进行区域匹配计算,然后基于公布方动态地分配组播地址。仿真结果表明,本文所提出的方法能有效地降低区域匹配的复杂度和充分利用组播地址资源。     

面向复杂连续系统仿真程序的自动并行化模型及其实现

有效的自动并行化能够帮助用户充分利用并行计算机的资源。本文介绍了我们自行设计的面向复杂连续系统仿真程序的自动并行化模型ＡＳＰＭ,并着重讨论了基于该模型的自动并行化系统、其特点及所解决的几项关键技术     

并行分布仿真中负载平衡的调度算法研究

并行分布式仿真对复杂大规模动态系统的研究，以及探索其长远的应用空间提供了便利，近年来日益成为研究的热点。在并行分布式仿真中，资源的负载平衡对于维护长时间运行的分布仿真演练的高逼真性是十分必要的。首先分析了分布式仿真中存在的一些负载平衡问题，进而提出了两种负载平衡的方法，以及集中与分布两种实现方式；然后提出了一种具有启发式的征募算法，最后分析了负载监测及迁移策略的实现方法。     

面向连续系统并行仿真的任务调度算法

任务调度是并行分布计算中最具有挑战性的问题之一。如何合理、有效地地进行任务调度,将直接影响到系统的并行效率。本文通过对连续系统仿真程序特点的分析,折衷考虑了负载平衡与通讯延时两方面因素对并计算的不同影响,提出了一种以系统总的开锁最小为目标的启发式调度算法。该算法在我们研制的长缨三号（ＣＨＹ－Ⅲ）并行机上经验证,具有良好的并行效率。     

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。     

基于使命模式的仿真想定动态提炼研究

作战体系对抗仿真想定涉及内容多、结构复杂,在想定构建过程中需要不断对想定内容进行调整优化。为提高作战体系探索性仿真效率,提炼出更优、更符合指挥员意图的武器装备体系配置方案和部署方案的想定,提出了一种基于使命模式的想定动态提炼方法,定义了想定动态提炼所采用的特殊的仿真模式——使命模式,分析了该模式的特点,给出基于使命模式的想定动态提炼的流程和算法,最后结合航空兵对地面目标突防筹划分析,实现了想定动态提炼的过程。实验表明,基于使命模式的想定提炼方法可以对多种想定局部效果的动态分析比较,通过单次仿真即可实现传统蒙特卡洛模式下需要多次仿真才能完成的探索过程,大大提高了探索效率。     

基于蚁群算法的并行测试任务调度

并行测试的任务优化调度是并行测试技术的核心问题.提出了一种用于解决并行测试任务调度问题的改进蚁群算法,通过该算法可以获得测试时间最短的任务调度序列.给出了并行测试任务调度问题的数学模型,设计了启发式函数和状态转移概率的计算公式.采用动态标注方法在搜索过程中加大可行解间的信息素差别,避免算法早熟.给出了应用实例,实际应用表明该算法是有效的,能很好地解决此类多维动态组合优化问题.     

并行分布式仿真中最小时间窗MTW算法研究

并行分布仿真对复杂大规模动态系统的研究以及探索其长远的应用提供了便利,近年来目益成为研究的热点.然而时间管理是关注并确保并行分布仿真正确执行的核心机制,也是影响并行分布仿真系统高效运行的重要因素之一.首先分析了乐观机制存在的弊端;然后提出了一种不依赖反消息就能乐观推进的MTW混合推进算法,详细阐述了算法的思想、步骤及其实现,最后对算法进行了分析,证明它在一定程度上能够有效避免极端乐观和过分保守.     

基于PDES的最小时间桶算法研究

混合策略在一定程度上避免了过分保守或极端乐观的缺点。首先分析了现有同步机制存在的不足,然后论述了视界概念及最小时间桶算法的设计与实现,接着对最小时间桶算法的性能进行了定性定量的深入探讨,最后采用PHOLD仿真应用模型在MTB算法、保守算法和TW乐观算法之间进行了性能对比实验,实验结果表明：MTB算法在某些条件下具有更小的回退开销和更快的事件处理效率。

Abstract：

Hybrid strategy to some certain extent avoids the shortcomings of the excessive conservation and extremely optimism. The shortcoming of the existing time synchronization algorithms was analyzed; then the very important conception of the event horizon,furthermore was proposed,and the design and the realization of the Minimum Time Buckets Algorithm were put forward. The remainder provided the farther research for the performance of this algorithm by qualitative analysis and quantitative analysis. Finally,the PHOLD simulation model was used to compare the performance of conservative algorithm,TW algorithm and MTB algorithm. The experiment results indicate that under some conditions MTB algorithm has lower rollback costs and faster event process speed,which lead to better performance than TW and conservative algorithms.     

高超声速飞行器并行仿真方法研究

高超声速飞行器的系统仿真是一个多物理场高度耦合的过程,仿真过程中,需要完成大规模数据的迭代计算.目前大多采用分布式仿真的方法,但这种方法对于计算效率的提高不明显.为了有效提高计算效率,基于高性能计算机集群系统,分别对网格并行方法和模型并行算法进行了研究,提出了气动流场高效并行仿真解算方法、分区边界数据交换方法以及并行负载均衡技术,并在高超飞行器的系统仿真中进行了验证,验证结果表明,计算精度满足要求,求解方程的速度较快,工程应用效果较好.     

任务/资源图模型任务调度与资源访问仿真分析(Ⅰ)

任务／资源图仿真建模方法由于包含丰富的时间属性而非常有利于分析复杂离散实时系统。首先简单回顾了任务／资源图建模方法，然后重点探讨了任务实时调度算法和资源访问控制协议。优先级驱动可抢占式算法是任务实时调度的关键，详细分析了RM算法的可调度条件。任务调度时往往会发生资源冲突，从而对任务调度有着决定性的影响，针对对资源访问控制协议对任务可调度性的影响进行了分析。     

并行任务自动划分及调度算法SMPS

随着ＶＬＳＩ技术的发展，多处理机并行处理技术有了新的进展。本文基于ＩＣＳＬⅡ连续系统仿真语言［１］，提出了一个高效的并行任务自动划分及调度算法（ＳＭＰＳ）。它首先采用启发式算法对任务进行预调度，得到一个次优结果。然后采用改进的分枝定界算法对该调度进行优化，从而得到最优调度。该算法既具有简单易行性的特点，又不失调度结果的最优性，它为并行仿真语言的实现提供了技术基础。