Розподілена система імітаційного моделювання - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИНауковий керівник доктор технічних наук, професор Литвинов Віталій Васильович, Інститут проблем математичних машин і систем НАН України, завідувач відділу Захист відбудеться “26 ”квітня 2006 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.204.01 в Інституті проблем математичних машин і систем НАН України за адресою: 03187, Київ - 187, проспект Академіка Глушкова, 42. З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту проблем математичних машин і систем НАН України за адресою: 03187, Київ - 187, проспект Академіка Глушкова, 42. На базі запропонованого теоретичного методу та з урахуванням існуючих стандартів High Level Architecture, Common Object Request Broker Architecture, Message Passing Interface (MPI), Petri Net Markup Language розроблена розподілена система імітаційного моделювання, орієнтована на багатопроцесорні компютери, мережі персональних компютерів, MPI-кластери. Дана система включає механізми підтримки напівнатурного моделювання, технологію зберігання Е-мережевих моделей і графічний інтерфейс користувача.Сучасні тенденції в області інформаційних технологій виносять на порядок денний питання створення розподілених систем імітаційного моделювання (РСІМ), здатних на новій технологічній базі реалізувати додаткові переваги моделювання як методу дослідження складних систем. Застосування РСІМ дозволить: · по-перше, вирішити задачу дослідження моделей великої розмірності, використовуючи для їхнього виконання сукупні ресурси багатопроцесорних компютерів, обчислювальної мережі, спеціалізованих кластерів; · по-третє, до рішення задачі побудови імітаційної моделі складної системи зможуть бути залучені територіально розподілені групи розробників, що створюють і використовують віддалені модельні компоненти (підмоделі) із специфічними особливостями поведінки. Основні дослідження за темою дисертації проводилися в межах виконання науково-дослідних робіт Інституту проблем математичних машин і систем НАН України: · “Розробка методів та інструментальних засобів програмної інженерії для систем прийняття рішень у задачах з просторово-часовою інформацією” (НДР шифр “ИНЖПРОГ”, 2000-2002, № ДР 0100U000810); Розроблений у дисертації метод синхронізації паралельного виконання Е-мережевих переходів дозволив на практиці реалізувати розподілену систему імітаційного моделювання, яка дає можливість розробляти та досліджувати напівнатурні моделі складних систем у розподіленому обчислювальному середовищі.Досліджуються проблеми розподіленого імітаційного моделювання; визначається клас розвязуваних прикладних задач; робляться огляди можливих апаратно-програмних платформ; проводиться вибір математичної основи опису структури та процесу функціонування моделей; розглядається консервативна й оптимістична схеми; обговорюються засоби реалізації РСІМ; приводяться дані існуючих систем імітаційного моделювання (СІМ): Georgia Tech Time Warp (GTW), General Purpose Simulation System (GPSS), СІМ часових мереж Петрі; формулюються задачі дослідження. На основі консервативної схеми розробляється метод синхронізації паралельного виконання Е-мережевих переходів; показується, що запропоновані зміни не порушують функціонування Е-мережевого переходу й забезпечують коректність розподіленої системи імітаційного моделювання. · - вхідна функція; - означає, що існує дуга, яка веде з позиції до переходу ; - означає, що такої дуги не існує. · - вихідна функція; - означає, що існує дуга, яка веде від переходу у позицію ; - означає, що такої дуги не існує. Функція визначає, чи виконані умови спрацьовування переходу ; - означає, що умови спрацьовування виконані й перехід готовий до спрацьовування; - означає, що умови спрацьовування не виконані.Основним результатом дисертації є розробка системи імітаційного моделювання, яка дозволяє проводити побудову та дослідження моделей складних систем у розподіленому обчислювальному середовищі. На основі аналізу проблем, що існують в галузі розподіленого імітаційного моделювання, виділений напрямок, повязаний з використанням формальних методів опису структур і процесів функціонування моделей складних систем. Сформульовано задачу по вдосконаленню апарату Е-мереж для цілей розподіленого імітаційного моделювання, що зводиться до розробки методу синхронізації спрацьовування Е-мережевих переходів з урахуванням модельного часу. Аналіз множини спільних подій процесів переходу і планувальника дозволив теоретично обґрунтувати положення про неефективність використання алгоритму класичного послідовного планування подій у випадку розподіленого моделювання. На базі запропонованого теоретичного методу та з урахуванням існуючих стандартів High Level Architecture, Common Object Request Broker Architecture, Message Passing Interface, Petri Net Markup Language розроблена розподілена система імітаційного моделювання, орієнтована на багатопроцесорні компютери, мережі персональних компютерів, MPI-кластери.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ