Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Собственно виртуальный прототип - набор иструкций на Verilog/VHDL, исполняемые на эмуляторе схем. Дополнительно его можно загрузить на FPGA и проверить работу на физическом устройстве.

5.3. Основные понятия стандарта HLA взаимодействия имитационных моделей

(лекция 10)

HLA (High Level Architecture) – высокоуровневая архитектура для распределенного моделирования.

Архитектура и стандарты HLA ориентированы на создания распределенных динамических моделей, для которых характерно взаимодействие групп однотипных объектов, обменивающихся информацией о своем текущем состоянии. Большое внимание при этом уделяется фактору времени.

Основная идея HLA состоит в том, чтобы отделить специфические функциональные возможности моделирования от общих. Для поддержки последних разработана универсальная инфраструктура RTI (Run-Time Infrastructure). RTI, подобно распределенной операционной системе, обеспечивает функциональность, необходимую для взаимодействия объектов внутри распределенной модели.

Модель в HLA рассматривается как набор моделей разного уровня агрегирования. На нижнем уровне расположены модели компонентов системы - объектов. Объекты в HLA - совокупности, моделирующие реальный мир. Их взаимодействия отражают взаимодействия между реальными объектами.

В отдельные модели выделено управление объектами или группами объектов. Это могут быть математические или иные описания, имитируемые программными средствами. В HLA эти имитационные модели (симуляторы) имеют специальное название - федераты. Кроме симуляторов к федератам относятся также некоторые служебные программные компоненты, например, занятые сбором информации, а также пассивные наблюдатели.

Совокупность всех участвующих в моделировании федератов, сотрудничающих в интересах решения некоторой конкретной задачи, называется федерацией.

Основная цель HLA – поддержка информационных обменов в рамках федерации между сотрудничающими федератами.

В HLA информация, которой обмениваются федераты, бывает двух видов: состояние объекта и интеракция.

Каждый объект в любой момент времени характеризуется своим состоянием, которое определяется набором текущих значений его атрибутов. Федерат, управляющий данным объектом (точнее, атрибутом объекта), может изменить его состояние, изменив значение атрибута. Через сервис RTI этот федерат передает затем новое значение атрибута другим федератам. В этом случае говорят, что федерат обновляет атрибут. Про федерата, получающего новое значение атрибута, говорят, что он отображает атрибут.

Интеракции, в отличие от состояний объектов, не поддерживаются в системе постоянно, а имеют мгновенную природу. Интеракция представляет собой действие, производимое объектом данного федерата и влекущее за собой возможное изменение состояния другого объекта, управляемого другим федератом. Характерный пример – выстрел (действие) из орудия (объект, производящий действие) по цели (объект, на состоянии которого может отражаться действие). В HLA принято говорить, что федераты посылают и принимают интеракции.

Интеракции описываются специальными данными – параметрами. Они используются принимающими федератами для вычисления изменений значений атрибутов зависящего объекта.

Все обмены данными между федератами происходят через RTI. Механизм обмена реализован в виде подписки. Федерат, заинтересованный в получении определенных атрибутов и взаимодействий, должен подписаться на них через RTI. При этом, в целях снижения загрузки каналов связи, RTI отслеживает только изменения данных.

В результате, интеракции передаются всегда, а атрибуты – только, когда меняются их значения. Если атрибут, на который произведена подписка, не меняет значение, то подписавшийся объект использует старое его значение. Когда изменение произошло, оно передается как событие через RTI

Кроме механизма подписки, RTI предоставляет федератам и другие сервисы, например, подключения и выхода из состава федерации, изменения атрибутов, передачи прав владения атрибутами и т.д. Каждый из этих сервисов имеет четко прописанный интерфейс, в результате чего языковые и платформенные особенности реализации федератов становятся несущественными, то есть в рамках HLA обеспечивается интероперабельность федератов и RTI.

Еще одной особенностью HLA является наличие стандартной модели описания объектов, называемой эталонной объектной моделью OMT (Object Model Template), которая вводит шаблон описания объектов, федератов и федераций.

Эталонная объектная модель - существенный компонент HLA, поскольку она:

• предоставляет механизм для определения обмена данными и общей координации среди членов федерации;

• обеспечивает общий, стандартизированный механизм для описания возможностей потенциальных участников федерации;

• облегчает разработку и применение общих инструментальных средств для HLA моделей объектов.

Основные понятия HLA

Федерат – участник моделирования.

Федерация – совокупность федератов.

Объект – любой параметр, видимый сразу нескольким федератам в составе федерации.

Издатель – федерат владеющий атрибутом объекта.

Отражение – вызов федерата инфраструктурой RTI при изменении значения атрибута.

Подписчик – федерат, желающий получать отражения.

Взаимодействие (interaction) – сообщение

Компоненты HLA

• Правила [определяет принципы стандарта HLA]

• Object Model Template (OMT) [определяет формат описания FOM]

• Run-Time Infrastructure (RTI) [набор служб, доступных участникам]

Архитектура HLA

Правила (для федерации)

1. Федерации должны документировать Federation Object Model (FOM) в соответствии с OMT

2. Все представления объектов должны храниться в федератах [RTI не хранит состояния ИМ]

1. Обмен данными между федератами происходит через RTI [правильность семантики - ответственность федерата]

1. Федераты взаимодействуют с RTI только через стандартные интерфейсы

2. У атрибута может быть только один владелец в конкретный момент времени

Правила (для федератов)

1. Федераты должны документировать Simulation Object Model (SOM) в соответствии с OMT;

2. Федераты управляют продвижением локального времени;

В соответствии с SOM федераты могут:

1. Модифицировать и/или отражать любые атрибуты объектов, и посылать и/или принимать взаимодействия;

2. Передавать и/или принимать права на использование атрибутов динамически;

3. Изменять условия, при которых необходимо обновить значения атрибутов объектов.

Объекты:

• Объект – хранилище для атрибутов [не содержит методов]

• Атрибуты объекта распределены [атрибуты могут храниться не локально]

• Наследование [одиночное наследование]

• Флаги [publish/subscribe]

Свойства атрибутов:

• Класс объекта

• Имя

• Тип

• Мощность(массивы)

• Единицы измерения

• Разрешение

• Точность

• Условия точности

• Тип обновления

• Условие обновления

• Допускает прием и передачу владения

• Допускает изменение и отражение

Таблицы HLA OMT

1. Таблица идентификации объектной модели [информация о FOM/SOM]

2. Таблица структуры классов объектов [иерархии классов]

3. Таблица структуры классов взаимодействия [иерархии классов]

4. Таблица атрибутов объектов [типы и характеристики]

5. Таблица параметров взаимодействия [типы и характеристики]

6. Таблица пространственной маршрутизации [области распределения данных]

7. Словарь FOM/SOM [определяет термины, используемые в других таблицах]

Службы RTI

1. Управление федерацией [запуск, остановка, приостановка, возобновление…]

2. Управление декларациями [объявление и подписка на классы разделяемых объектов]

3. Управление объектами [создание и удаление объектов и взаимодействий]

4. Управление правами доступа (владением) [передача владения атрибутом между федератами]

5. Управление временем [продвижение модельного времени и синхронизация]

6. Управление распределением данных [фильтрация обновлений и взаимодействий по пространству маршрутизации и регионам]

Управление декларациями:

• Object Publication

• Interaction Publication

• Object Subscription

• Interaction Subscription

Управление объектами:

• 8.1 REGISTERING, DISCOVERING, AND DELETING OBJECT INSTANCES

• 8.2 UPDATING AND REFLECTING OBJECT ATTRIBUTES

• 8.5 EXCHANGING INTERACTIONS

Можно явно запросить обновление атрибута

Управление временем:

• У каждого федерата – свои локальные часы;

• Сообщению присваивается временная метка отправителя (сообщение == update || interaction)

• (один из вариантов настройки): сообщения доставляются в порядке возрастания временных меток

Управление временем (2):

Запроcы:

• queryFederateTime()

• timeAdvanceRequest( t )

• nextEventRequest( t )

• Ответ (callback)

• timeAdvanceGrant() – либо до t, либо до времени следующего события

6. Элементы статистических методов для моделирования и анализа производительности

6.1. Понятие системы массового обслуживания, её основные элементы, характеристики производительности.

(лекция 6)

Система массового обслуживания (СМО) — система, которая производит обслуживание поступающих в неё требований. Обслуживание требований в СМО производится обслуживающими приборами. Классическая СМО содержит от одного до бесконечного числа приборов. В зависимости от наличия возможности ожидания поступающими требованиями начала обслуживания СМО подразделяются на

1. системы с потерями, в которых требования, не нашедшие в момент поступления ни одного свободного прибора, теряются;

2. системы с ожиданием, в которых имеется накопитель бесконечной ёмкости для буферизации поступивших требований, при этом ожидающие требования образуют очередь;

3. системы с накопителем конечной ёмкости (ожиданием и ограничениями), в которых длина очереди не может превышать ёмкости накопителя; при этом требование, поступающее в переполненную СМО (отсутствуют свободные места для ожидания), теряется.

Основные понятия СМО:

Требование (заявка) — запрос на обслуживание.

Входящий поток требований — совокупность требований, поступающих в СМО.

Время обслуживания — период времени, в течение которого обслуживается требование.

Математическая модель СМО — это совокупность математических выражений, описывающих входящий поток требований, процесс обслуживания и их взаимосвязь.

Системы массового обсуживания:

(или системы с очередями – queuing systems)

• Часто применяемые на практике модели

• Аналитическое и имитационное моделирование

Системы с очередями: основные элементы

• Входящий поток заявок

• Прибор(ы) обслуживания; время обслуживания

• Очередь заявок; длина; дисциплина обслуживания

A|B|s|q (пример: M|M|1|∞) ([1], с.30) [2], c. 14

• A – закон распределения вх. заявок

• B – закон распред. времени обслуживания

• s – число обслуживающих приборов

• q – максимальная длина очереди

A|B|s|q — это Kendall’s notation (http://en.wikipedia.org/wiki/Kendall%27s_notation) . Буква “M” означает пуассоновский процесс (поток), в котором время между заявками распределено экспоненциально.

Пример: веб-сервер

Характеристики производительности:

• Средняя длина очереди

• Среднее время пребывания заявки в системе (или в очереди)

• Характеристики выходного потока (обслуженных заявок или отказов в обслуживании)

6.2. Система М/М/1. Пуассоновский поток. Средняя длина очереди. Формула Литтла.

(лекция 6)

Входящий поток:

• Z_k – интервал между событиями (заявками)

• λ(t) – количество событий к моменту t

Формула Литтла (связь между хар-ками производительности):

L = aV

L – среднее число заявок в системе

a – интенсивность поступления заявок

V – среднее время пребывания заявки в системе

N = aW

N – средняя длина очереди

W – среднее время пребывания в очереди

Пуассоновский поток:

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)