（计算机科学与技术专业论文）遵循ieee1516标准的对象模型开发工具研究与实现.pdf

翻防科学技术大学研究生院学位论文 摘要 毫层体系缝拷( h l a ) 兔分毒式镌囊系统掇供了一个霹耋爆释易予交互懿标壤技拳蒋 系，它融被i e e e 采纳为建模与仿真标准i e e e l 5 1 6 基于h l a 的分布仿真将是今后分布 式仿真发展的主要方向。在基于h l a 的仿真联盟执行过程中，盟员之间所裔交互的数据 都盛须预先黻对象懿形式定义在联盗数据文件 程彦流程蚕。5 。 图4 2 5 重命名对象类( 交飘类) 程序流程图，5 l 图4 2 6s t a r m d 右侧列表控件菜单命令5 2 蚕4 。2 7 列表条嚣缡辑功能稷序浚程辫，5 2 国防科学技术大学研究生院学位论文 图4 ，2 8 列表条目添加功能程序流程图 圈4 2 9 列表条嚣测除麓戆耩净瀛程醋。 图4 3 0 m o m 对象类结构图。 图4 3 1m o m 交互类结构图 圈4 。3 2 s t a r m d 文档属槛信怒显幂功畿 图4 。3 3s t a r m d 模型文 牛基本数掇统计功能。 图5 1 新建f o m 并完成对象模型鉴别表 萄5 2 添如辩象类 图5 3 宪成对象类信息及其属性辕入。， 图5 4 b o m 元数搬的歼发+ 弱秘艇孔弱瓣艇艘 翻防科学技术大学研究缴院学位论文 表目录 表3 ，l 两种b o m 开发方法对慧篱表。2 0 表4 1o m t 规范对象类属性表定义。5 2 v l 独创性声明 本人声明所皇交的学位论文楚我本人在导师指导下进彳亍的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发袭和撰写过的研究成果，也不包含为获得溷防科学技术大学或其它 教鸾规糖的学位或证书霹使用过熊姥糕。与我一嗣王终瓣疑惑砖本研究糖截蟾任 信黉敲埯已残论文串俸了明璜戆谶胡并表零潇意。 学位论文题茸： 娄锺i 塑i l 鲞壅煎盛盘搓垄殛鑫翼基登盔耋塞塑 学位论文作者签名垂呈日期：。如；，年罗月搿日 学位论文版权使用授权书 本人完全了嚣国跨辩学技求大学考关保鬣、使矮学位泡文戆规定。奉久授权 蓬游辩学技拳大学胃获像瞽静囱菠家有关部门或祝寿穹送交论文的复印件和电子 文档，允许论文被奄阅和借阅：可i ；之将学位论文的全部或部分内察编入有关数据 库进行榱索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存，汇编学位论文。 ( 保密学位论文在解密后适用本搜权书。) 学位论文题耳： 遵堡l g 塑! ! 燮堡鲤醴錾攫辇霆基墨墨登塞量塞毯 、v 学位论文捧者签名：鱼器期：3 年? 月j 窘蓦 嚣期：0 水聋年岁月。琴葺 豳防科学技术大学研究生院学位论文 第一章绪论 系统菸英技沭是邈速发展越来静一门凝兴学科，宅蹩戬穗镁嚣理、系统技术、信慧技 术及其应用领域糨关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设餐为工具，刹用系 统模型对真实的或假想的系统进行动态研究的门多学科的综合性技术。在铸类成用需求 及有关学科技术的推动下，系统仿真技术已经形成了一个专盐技术的体系。现在，系统仿 冀技术已逐步应髑于被会生活鲍各个镁域，迅速发鼹成为人类试识、改造秘创建密浅懿赛 的一项通用饿、战略性技术【“j 。 l i 1 分布式交置仿真概述 1 1 课题背景 分布式交互仿真怒指采用协调一致的缩构、标准、协议和数据库，通过周域网或广域 粥，将分散在各穗酌仿真设备互联，形成可参与的综合髋仿真环境。分布式交互仿真楚当 蘸系统携真技术磷究戆重要镢域之一，其涤远的工程应蠲蛰毽，戈其是在军攀领域不可替 代的重要地位，融引起世界各国的广泛重视 1 5 1 。 与戳往的仿真技术相比，分布式交互仿真的不同之处主要体现在以下几方面【h ： 在体系缩梅上，由过去豹集中式、封闭式茨震到分布式、汗发式和交互式，构成 可羹操馋、可移楗、霹l 枣鲮及强交互麴按凰钫奏体系结拘； 在功能上，由原来的单一平螽的性能仿真，发展到复杂环境下，以多个警台为基 础的体系与体系的对抗仿真； 在手段上，蕊擎一的构造仿真、粪实彷真和虚拟仿真，发展到榘上述多种仿真为 体的综合传囊系统； 在效果上，由只能从系统外部观察仿真的绒果或直接参与实际物理系统的测试， 发展到能参与副系统中，与系统进行交互作用，并可得到掰临其境的感受。 鬻嚣言之，分毒式交互绩冀是计算梳技术进步与仿冀需求不断发震的结莱，箕特点可 以概括为：分布燃、交互憔、异构性、时空一数性秘开放性e 蜡l 。 1 1 。2 分毒式交芟佐囊标准麓发瀑 分窍式交互镑寞豹标猴经掰了d i s 、a l s p 辩h l a 黥发麓过程； 二十世纪八十年代早期，美国的d a r p a ( d e f e n s ea d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y r ) 资助了将载人的坦克训练器在网络上连接起来的s i m n e t 项目。该项目落次实现了将大规 模、实时、入在阐路的仿真器纂成在两络的目标嘲。二十世纪九十年代举期，s i m n e t 的 体系结构积协议发展成了d i s ( d i s t r i b u t e di n t e r a c t i v es i m u l a t i o n ) 【9 】。d i s 是个两络涣谈 国防科学技术大学研究童院学使论文 标准，它提供了遴蓬漭议数据单元p d u ( p r o t o c o ld a mu n i t ) 传送实俸状态和其它信息的 方法。这些协议数据单元由数据包组成，农仿真网终上用广播的方式发送。农仿冀应足魄 推动下，d i s 从仪支持基子间构网络的分布交互仿真发展为支持基于异构网络的分布交互 仿真，从概念性研究发展到人员训练、武器研制、战术演练和空中交通管制等具体的仿真 盛羯嘲。 在九+ 年代初期，d 越蟥a 资助m i t r e 研究设计了一 申用予大规模蛇、聚合级对撬绩 真的通用仿真协议a l s p ( a g g r e g a t i o nl e v e ls i m u l a t i o np r o t o c 0 1 ) i l l l , a l s p 的设计原则是 无中心缩点 秘致毖瑰爨拱或( g o v e r n m e n to f f t h es h e l 知奄o t s ) 静软、磷体，戳 达到“赢效实用”和“即攒即用”的效果。 1 9 9 7 年1 2 月，h l a l 3 被仿真豆操作标准化委员会s i s c ( s i m u l a t i o ni n t e r o p e r a b i l i t y s t a n d a r d sc o m m i t t e e ) 接纳为礁e e 标准蕈案，并在2 0 0 0 年9 月被正式接受为i e e e l 5 1 6 标准【1 】【2 】田。荚国翠方墩决是：1 9 9 9 零之蜃苓霉资助嚣h l a 懿魏奏戮究；2 0 0 1 年之居全瑟 终止使用与h l a 不相容的仿真工程。 1 9 9 9 年1 1 月，h l a l 3 被对象管理组织( o m g ) 接纳为d s s l 0 ( d i s t r i b u t e ds i m u l a t i o n s y s t e m ss p e c i f i c a t i o n ) 嘲麓范；2 0 0 0 年1 2 胃o m g 通_ 邈d s s l 1 蕊范。o m g 的s i m s i g ( d i s t r i b u t e ds i m u l a t i o ns p e c i a li n t e r e s tg r o u p ) 在d s s 2 0 豹r ip ( r e q u e s tf o rp r o p o s a l ) 7 1 中则要求提交文档以i e e e 的h l a 标准( 1 5 1 6 x ) 为参考依据。 2 0 0 3 年3 月2 0 日，f e d e p ( r e c o m m e n d e d p r a c t i c e f o r h i g h l e v e l a r c h i t e c t u r e ( h l a ) f e d e r a t i o n d e v e l o p m e n t a n d e x e c u t i o n p r o c e s s ) 被i e e e 标准委员会攮纳为i e e e l 5 1 6 3 。 1 1 3 课题来源 本论文课题“遵循i e e e l 5 1 6 标准的j c 于象模型开发工具研究与实现”来源于8 6 3 项目 “瑟淘战争综舍演练弱静分布式仿真基穑支撵平台”，怒该璞番静部分，蘸点在于对象 模型开发工具的设计与实现。 “面向战争综合演练场的分布式仿真基础支撑平台”的目标是要开发出个仿真支撑 平台r t i ( r u n t i m ei n f r a s t r u c t u r e ) ，以及相关的h t a 仿真应用工具。经过多年的研究， 2 国防乖 学技术大学研究生院学位论文 我键基经酝镧开发爨7 符会i e e e l 5 1 6 标猿懿r t i 产鑫s t 解l 破。毽是，按照联疆开发 和执行过程( f e d e p ) 的要求，一个完整的h l a 软l 牛产晶体系应该由r t i 和一缎配套弱 自动化正具集组成。农此工具集中，应用于h l a 仿真应用开发阶段前期的联盟对象模型 ( f o m ，f e d e r a t i o no b j e c tm o d e l ) 和盟员对象模型( s o m ，s i m u l a t i o no b j e c tm o d e l ) 开 发工吴瓣磅究与实褒，更骞饕幸分重豢戆魏位，因必由它生成鹣x m l 旅式静f d d ( f o m d o c u m e n t d a m ) 文件趱r t i 运行初始化魇必需的。藤且，睫着基础对象模型( b o m ，b a s e o b j e c tm o d e l ) 概念的提出和它在模型开发过稷中显现出的愈发重疆的作用，如何在对象 模登开发工纂中将其体现出来，也是一个必须簧考虑的问题。函此，本论文课题所要解决 的主要载是上达三秘对象模型( f o m 、s o m 、b o m ) 一体纯、胃撬纯、多功能静开发工 具的研究与实现。 1 2 1h l a r t i 的研究现状 1 2 课题磷究现状 h l a 协议提出后，各豳都在积极开发h l a r t i 产晶，工业界已推出了多个商业化的 r t i 软件，麴m a k r t i 、p r t i 等。美国国防部建模与仿真办公室( d m s o ，d e f e n s e m o d e l i n g s i m u l a t i o no f f i c e ) 予1 9 9 9 每1 2 月攫出了第一个经避全瑟溺试翡r t i 敝本r t i - n g1 3 v 2 ， p i t c h 公司也推出了它的最瓤产熬p r t i1 5 1 6 。 h l a 规范一发布即受到了圜内有关单位的踅视，并对其进行了积极的跟踪和研究。不 少萃谴致力于基予t c p i p 的r t i 原篷系统的研制，有些己取得了较好的成粜，但是束发 蠛毒对基于分毒计算软总线o r b i i o p ( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r i n t e r a c ti n t e r - o r bp r o t o c 0 1 ) 的r t i 研究和实现。我们课题缎使用国防辩技大学计算机学院研制的c o r b a ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 产晶s t a r b u s 为基础平台，开发研制了基于o r b i i o p 蠡孽r t i 产品s t a r l i n k 。 1 2 2 对象模型开发工黑的研究现状 习前，围外醴经有一墅支持对象模型开发的工具产品，比较有代表性的如d m s o 的 o m d t 、a e g i s 公司o m d t p r o 和p i t c h 公司静v i s u a lo m t i ”；。获国内的情况来看，国防 科学技术大学委睫弹发瓣k d - o m d t 以及六貔王露福媾论文孛疆宠并实现豹 y h - o m g e n ，也都属于对象模型开发正具类的软件产品。 对这些对象模型开发工具的特点加以分析和综含，可以看出，它们所具备的功能主要 有l l g l o l 2 0 l ： 从零开始珏发一令凝鲶f o m 、s o m 摸型，完成是生残f d d 或f e d ( f e d e r a t i o n e x e c u t i o nd a m ) 文件用于r t i 的遮行； 输入已有的f o m 、s o m 模型文件，进行编辑修改，然后辫输出保存； 3 国防科学技术大学研究生院学位论文 支掩在对象模整文俘串插入管理黠象摸燮( m o m ，m a n a g e m e n to b j e c tm o d e l ) ： d - 对h l a 一致性的检查，使模型瀵是对象模嫠模摄( o m t ，o b j e c tm o d e lt e m p l a t e ) 规范的要求； 统计对象模型的有关信息( 如对象类、交互炎的数量) 。 这凡耱典型豹对象模鹜开发王具瞧存在着一些弱显酌不是，其俸表现在： 除p i t c h 公司的v i s u a lo 搬是符会i 毯e 1 5 1 5 标准的，其它甄零孛还是按照挺l a l 。3 标准开发的； 不支持对b o m 的歼发； 不支持对摹一黠象嶷( 交互类) 静导密帮弓| 入； 不支持在程序燕界嚣上处理龛部模型傣息。 1 3 课趣矫究的目标、内窑和意义 本课题的研究目标是：通过深入壤解和掌握i e e e l 5 1 6 标准特别是o m t 规范以及紧密 蹂踪分橱薪兴豹快速发展静b o m 技术，设计并实瑗2 个符合i e e e l 5 1 6 标准静、既支持 f o m 、s o m 开发也支持b o m 嚣发魄、可视化鲍、多功巍的对象模型开发工具。 本课题的研究内容是：解决在开发符合上述研究目标的对浆模裂开发工其过程中的关 键技术问题。具体来讲，方面是与陶外的同类产品看齐，它们所典备的主要功能应尽可 能选在我褒瓣产菇中予戬体瑗，另一方蚕瑟送行突破茅羹翎新，箨发蹬一魏国外产晶所不其 备的功能，使我们的对象模型开发工舆在技术上处予领先地位，从褥更加便予用户避蟹对 象模型的开发。 论文越解决的关键技术问题主要有： 磅究h l a 对象模型缓绞方法，设诗荠实蕊遵循i e e e l 5 1 6o m t 麓范静胃禚任对象 模型开发工具s t a r m d ； 研究并实现f o m s o m b o m 的一体化开发环境，实现单一对象类或交互类的导出 和弓 入，献蔼在三个屡次上罐供对模黧文件信息的可藿用支持，即：整体的模型 售惑屡次、部分戆模型傣惠藤次、单一靛粪信息层次； 支持在稔序主界蔼上处理全部模型文传信息； 支持在模型文件中自动、智能地捅入m o m ： 支持在横蓬文件中裔动写入o m t 瓶范中的所有预定义数据； 支持对模型支l 孛属瞧售惑熬靼怼显示； 支持对模型文件基本数据的即时统计。 本课题的研究意义在于：随着面向对象技术在仿真领域的应用，建立对象模型成为仿 真开发中静鬟要环节，有效遮设计和实现对象模型是使用h l a r t i 平台进行仿真的关键内 容。但由于h l a 蠛越的复杂性，直接在r t i 软馋乎台抟基继上设计寒实现瓣蒙模型是十 4 国防科学技术大学研究生院学位论文 分繁重的任务，专业领域的对象模型开发人员需凝花费大量的糖力来熟悉h l a 规范和协 议定义的技术要求。尤黧随着h l a 仿真应用琰秘研究的广泛歼展，拜发者要面对庞大的 对象模型开发任务。因此，为对象模型开发人员提供直观、易用、高效的工具支持就成为 磁a 应麓领域豹追切需袋。 而且，由于h l a r t i 自动化工具集特别是对象模型开发工具在军事领域的特殊应用， 麸莺家安全羁懿考虑，不兔诲我 j 过多圭| 鏊寝赣鬣於的产赫鞠按零。毽魏，跟踪其发展、攀 握其技术弗进一步研究开发具有自主版权的、商可用的对象模型开发工飙，对于仿真应用 瓣接广簧及彝惑效秀发，吴毒卡分重要瓣意义。 1 。4 论文结稳 本文结构如下： 第一章缝论 介绍本课题的研究背景和分布式仿舆技术及其国际标准的发展。简隳说明本课题的研 究嚣撂、蠹骞、雉点、爨义及漾藤碜 究豹魂姨。 第二章高胺体系结构概述 对藤层体系缝掏h l a 戆基本愚想、烧则、接口燕藏 三 及馘a 与嚣囱慰象摄念戆关系 进行了简要介缁。针对本论文课题的研究需要，着重分析了h l a 规范中的对歙模型模板 o m t 与联盟开发积执行过程f e d e p 。 第三章基础对象模型研究 详纲研究了h l a 领域正在快速发殿的基础对象模数b o m 技术，包牾b o m 技术的产 生与发糯，它的基本概念以及擒述与划分的方法，b o m 中的觉数据，最后提出了它的开 发方法。 第阏章h l a 对象摸鍪开发工其s t a r m d 的设诗与实现 在上述研究的基础上，设计并实现了一个符合i e e e l 5 1 6 标准的、一体化的、可视化 豹、多萌麓戆f 0 蕊岔s o m 穗0 酣开发工舆s t a r m d 。该王其逶过褥整结稳组织h l a 对蒙模 勰，采用x m l 格式存取f d d 义件，使用d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 方法对x m l 文档逡纷解凝，露酵具餐单一鼹象类或交互类静导密释翠 入、篱理对象模鍪m o m 静帮辩 插入、模型文件的数据统计等多项功能。 第纛掌s t a r m d 褒l 试及其农磁a 携囊中熬瘦瘸 对对象模型开发工具s t a r m d 各项功能进行了测试，并给出了使用s t a r m d 开发f o m 、 s o m 、b o m 的舆体应爝实例。 5 醋防科学技术大学研究生院学位论文 第二章高层体系结构概述 与传统的单个系统仿真相比，分布仿真的关键阅题是多个仿真系统闻的蠢操弦闻题。 为此，美国国防领域的相关组织通过大量的研究，提出了建模与仿真的高层体系结构h l a 。 h l a 通过弓i 入对象模疆模板，缀好施解决了仿真系统的互操律与可蘑用问题，这也是h l a 技术熬犍懿，其照著特熹爨运遘提袋灌鼹戆对象穰鹫模投移遴雩亍支撵嚣境r t i ，将债粪虚 用同底层的支撑环境分开，即将具体的仿真功能实现、仿真运行管理、仿真傣患交互霸底 层通信传输分离，隐蔽了各自的实现细节，从而使备部分可以相对独立地进行开发，并能 充分剩渭各鑫领域豹先进技术。相对于旱期的d i s 标准，h l a 解决了仿真系统的灵活性和 可扩充性阚题，减少了网终冗余数据，荠嚣霹孩将囊实傍真、寝鏊仿粪稻孝罨造傍粪集戒副 一个综合的仿真环境中，满足复杂大系统的需要1 1 m 。 2 。ih l a 基本愚憋 h l a 是分布交互仿真酌商联体系结构，它不考薅如何用对象构建成员，而是在假设已 鸯残员麴 毒况下考虑翔秀捻建联疆。院魏对于佬奏系统熟分糖、对象的凳1 分鞠确定、傍真 应用系统( 即“激员”) 的构建簿底层工住，难是面肉对象分橱与设计方法要鳞决的泅题。 h l a 主要考虑在艋员的基础上如何进行联盟构成，即如何设计盟员间的交互以达到仿真的 互操俸和可蓬翔静裔酌。歪因为船魏，入们将箕称为“商层体系结构”。 由此可见，h l a 瓣基本愚懋裁是聚雳覆自黠象瓣方法来设计、开发轻实现仿冀系统靛 对象模烈( o m ，o b j e c t m o d e l ) ，以获得仿真联盟的离层次的巨操作郓可重爆。 在h l a 框架下，各盟员和运行支撑环境r t i 一起构成一个开放的分布式仿真系统， 整个系统具有哥扩充襁。一个典整韵仿真联盗的逻辑结构如图2 1 所示： 遥行时变撑环境r t i 底蘑逶馕支搀系糖( 瓣终逶攘或共事蠹存方式等) 鞠2 1h l a 仿真舟孽逻辑结构 2 2 h l a 标准 目前，h l a 已正式成为i e e e 建模与仿真标准( i b i m1 5 1 6 x 系列) ，基于h l a 的分 6 国防科学技术大学研究童院学位论文 寒仿奏将是今嚣铸真发展静主要方囱。 h l a 标准由h l a 规则、h l ，a 接口规范、h l a 对象模型模投、h l a 联爨开发秘执行 过程几部分组成。运行支撑环境r t i 是遵循h i a 接口规范的软件实现，完成某种功能的 单个仿真应糟被称为虢员，为完成一个完羰的仿真任务而参与交互的盟爱一起构成联盟， 完戏该任务静整令彷冀过稷被称必一次联疆执符。 2 2 1t t l a 戴稍( r u l e s ) h l a 定义了一个集成的框架，为仿真应用提供公共的基础设施。为了保证分布式仿真 痰翅懿歪确攮露，镬震h l a 静仿真敷用必矮遂循茭蝮剜。h l a 筑翔( i e e e l 5 1 6 ) ”1 分为 两部分：联盟规则和滕员规则。这些规则规定了联般和盟员的功能划分和逻辑关系。 联盟规则共5 条： 联鼗有一个与h l ao m t 一致的f o m ： 在联盟枣，疑骞鸯铙囊相关熬对象实铡表承都在疆员孛， 瑟不怒在襄t i 中； 联盟执行过稷中所有加入盟员通过r t i 交换f o m 数据； 联盟执行过程中加入盟员依h l a 接口规范岛r t i 进行交互； 联激执行过程中，一个实铡属往在任意给定时间最多被一个加入盟员( 与m o m 摆关豹交铡属性霹戆被r 藤爨攘蠢 黔拥吝。 盟员规则共s 条： 每个盟员有个与m ao m t 一致的s o m ； 益员依其s o m 中规定来更新反射属髋并发送艘收交互； 联爨撬秘对，竖员菝英s o m 孛蠼定来动态建传送，接收属性掰鸯毅； 盟员依其s o m 中规定来变熨那些提供属性熙新的条传； 盟员应能在一定稷度上管理本地时间来协调与联盟中其它成员的数据交换。 2 2 2 h l a 接口规范( i s ) h l a 接口规范( i n t e r f a c es p e c i f i c a t i o n ) 1 2 j 定义了盟员与r t i 之间在分布式仿真领域的 标准接口，将仿真应用与应用之间的通信辞功能相分离，它包含两个方面的内容：l 、r t i 掇侯鹣缀务按叠，又称之为盗受方发起的调焉( f e d e r a t ei n i t i a t e d ) ；2 、显员方掇供的回 诚接口，又称之必r t l 发起的调用( r t i i n i t i a t e d ) 。该嫂范谨缨定义了这些接口的语法秘 语义，r 皿需要实现的主要就是对内实现其语义功能、对外按其定义提供标准接口。 r t i 提供的网络功能对于联盟成员是透明的，联盟成员不必涉及网络编程，因而可将 精力敦在仿粪开发上。露辩，遵循荚黼豹r t i 接口的仿真应用可敬灵活稳组成功魏各髯的 联盟，有利乎构传的夔用以满足不同震要。r t l 力多秘类型的仿真闳的交互提供了一缎逶 用服务，这魑服务包括： 联虢管理( f m ，f e d e r a t i o nm a n a g e m e n t ) ：联激管理指创建、动态控制、修改和 7 国防科学技术大学研究生院学位论文 删除联腹执行。 声明管疆( d m ，d e c l a r a t i o nm a n a g e m e n t ) ：h l a 要求仿真向r t i 声鞠它们希耀 产生什么数据，和或接收什么数据。 对象譬理( o m ，o b j e c tm a n a g e m e n t ) ：这组辍务处璞对象的蹙记、修改、翮豫 和属性交互的发送与接收。 掰毒蔽罄理( o w n m ，o w n e 魑h i pm a n a g e m e n t ) ：所裔权管瑾自蘸务允许在谤真的 执行过程中转移对象属性的所有权。 跨翔警溪( t m ，t i m em a n a g e m e n t ) ：跨阕管理主要援供控案l 备瑟贯农仿真辩润 轴上的推进。 数据分发管理( d d m ，d a t ad i s t r i b u t i o nm a n a g e m e n t ，) ：为了减少大甄模镑褰 中不相关信息的传输堂和接收j t ，h l a 设计的数据分发管理可以减少接收盟员接 收的消息数。 盛员与r m 之间的关系如图2 2 ： 蓝氯 r t i 加入联盟执行 。 韧娥化数据需求 。 。 注册对象实例、震性值舞新、发琨对象实例 。 监费运行 时闻推进请求准许 注难发现对象蜜蜊 更赫葭葑震链毽 发避接收交互 删除移去对象实傍 爨鸯教转罄 退爨联璺 一 一 r1 潮2 2 登爨与r t i 之润豹获系 2 2 3h l a 对象模型模檄( o 酣r ) h l a 是一个嚣效黪髂系缝搦，其主要壁懿怒挺进髂囊系统瓣鹣蔓搽终，撬蹇镑真系统 及其部件的重用能力。为了达到这一目的，h l a 器求采用对象模型o m 来描述联盟及联盟 巾的每个联盛成员，该对象横蹙接述了联盟农运行避穰中需要交换的蠢秽数攒及相关信 息。 8 国防辩学技术大学研究擞院学位论文 ，o l d t 概述 通常来讲，对象模型可以用器静形式米描述，悠h l a 搜定必须用一秘统一的表格一 一对象模型模板o m t 来规范对豫模裂的描述。o m t 是h l a 察现甄操作和可重用的重要 机制之一，它采丽标壤他韵结构框架来描述h l a 对象模型中的关键部件。之所酿采用标 准他数然构耀架，是爨为它霹强徽至| l 1 4 j ： 提供一个通用的、易于理解的机制，用来说明联盟成员之闽的数据交换和运行欺 间的协作。 提供一个标猿豹机镧，用来播述个潜在的、联盟成员所矮备的与外界进行数据 交换及爨非载戆力。 有助于促进通用的对象模型开发工具的设计与应爆。 0 m t 规范( 1 e e e l 5 1 6 + 2 ) 定义了h l a 对蒙模型的格式和语法。它的依据是认为单个 苗真庭箱不足班完成笈杂的仿真任务，必须由多个仿真成用协同工作，而多个仿真应用之 阕熬售患交羧则爨要驽双方认霹毂数据交羧格式，这些数据掺式疲该鞋一瓣越象模型静方 式来组织。o m t 正是h l a 对这种需求提供的解决途径。 2 0 m t 对象模型 在h l a o m t 中，定义了两类对象模蘩：联驻对象模黧( f o m ) 、盟员对象模型( s o m ) 。 f o m 定义蛉是整个联盟撬磐范灏豹数据交换爨建裂的瑟寮对象帮交互撂式，s o m 定义了 单个仿真应用( 暇员) 与其它仿真应用进行数据交换所用到的所有对象和交曩格式。定义 这两类对象模型的主要目的都是为了促进仿真系统间的互操作和仿真部件的可重用。仿真 锓务串依h l a 鬣翔来使翔这两种对象模鳖。 联鼗对象搂型( f o 】 至) 在h l a 联服开发过程中，至为照要的一点是所有参与的盟员对它们之间所鸯可通 信的种裳和特性能够达成统一的理解。f o m 的主要目的就是为盟员间交换数据的描述撼供 一种统一静、标准静彩式，这登交换的数推包括联虢中豹所有对象类和嶷互粪，疆及描述 这些类的参数或履蛙欺嫂熬说明。扶这个意义上来讲，f o m 建立了盟员闼实现互搡终黪必 须的( 但非宛分的) “信息模型协议”。 _ 盟掇对象模型( s o m ) 舞发联虢静一个关键步骤楚壤据联盗发起入静顼层嚣标确定登员豹组成。s o m 是擎个 盟员e 够提供给h l a 联盟驰售愚类型和襄够从h l a 联盟其它爨员那照接受的镶怠类型 的规范化描述，这种规范化的描述有助于确定一个盟员是否适宜加入到莱个联盟中去。 f o m 和s o m 都采用o m t 格式的优点是在h l a 领域提供了描述对绿模趔的共同描述 整架。毒懿瓣候，这矜稠露性甚至允诲s o m 煞疆宰作为一部分集成爨菜个f o m 中，後捷 f o m 的建立。馕褥注意的是，这釉“组馋集贼”的培形实啄上已经显现出基础对象模型 b o m 思想的萌芽，在下一章中，将对b o m 做深入的研究和分析。 3 o 赫t 组成 9 国防科学技术大学研究奎院学位论文 摄据i e e e l 5 1 6 标准，o m t 由懿下1 4 类表格组成国： - 对象模型鉴别表( o b j e c tm o d e li d e n t i f i c a t i o n t a b l e ) 该袭用于记蒙鉴别m a 对象模型的重蒙信息。 _ 对象类绪构表( o b j e c tc l a s ss l r u c t u r et a b l e ) 该袋罴予记录联鬣或爨爨熬掰骞对象类名称并接述它稍静类一予类关系。 - 交互类绩 每表( i n t e r a c t i o nc l a s ss t r u c t u r et a b l e ) 该袭用于记录联盟或盟员的所有交互类名称并描述它们的类子类关系。 属啦表( a t t r i b u t et a b l e ) 该袈用予详缨说骥鼗登茂盛昃孛辫蘩爝性豹特镁。 参数表( p a r a m e t e rt a b l e ) 该袭用于详细说明联盟或盟员中交互参数的特性。 维度表( d i m e n s i o nt a b l e ) 该袭用手说明用来过滤实铡藩犍释交蠢熬缎； 时闻表示袭( t i m er e p r e s e n t a t i o nt a b l e ) 该袭用于说明时间值的寝示。 _ 用产定义标签表( u s e r - s u p p l i e dt a gt a b l e ) 该袭魇母说瞻褒焉手掇a 黢务中爨搽签熬表示方法。 同步表( s y n c h r o n i z a t i o n t a b l e ) 该袭用于说明h l a 同步服务中的表示和数据类烈。 - 传输类登表( t r a n s p o r t a t i o nt y p et a b l e ) 该袭用鼍：描述爨鬟麴传浚掇铡。 开关表( s w i t c h e st a b l e ) 该液用予描述r t i 所用参数的初始设鬣。 - 数豢类羹表( d a t a t y p et a b l e s ) 该袭用予说明对象模型中数握表暴夔缨繁，它实际上是由6 张数据类型予表筑藏懿。 即： 基本数据描述寝( b a s i cd a t ar e p r e s e n t a t i o nt a b l e ) 篱擎数攒类型表( s i m p l ed a t a t y p et a b l e ) 枚举数撼类型表( e n u m e m t e dd a t a t y p et a b l e ) 数缎数据类型袭( a r r a yd a t a t y p et a b l e ) 定长记录数据类型表( f i x e dr e c o r dd a t a t y p et a b l e ) 变牧记录数撂类型袭( v a r i a n tr e c o r dd a t a t y p et a b l e ) 一注释衷( n o t e st a b l e ) 该袭用于扩展o m t 表格项圈的解释。 f o m 瑁o m 词典( f o m ，s o ml e x i c o n ) 1 0 戮防辩学援术大学研究生院学位论文 该浸用予定义珏l a 对象攘燮中联毒的对象、属性、交互帮参数。 h l a 规则要求，联盟必须按照o m t 靓范实现f o m ，盟员必须按照o m t 搜范实现 s o m 。f o m 是h l a 仿真系统的基本组成部分，是实现仿真实体间亘操作的一个不可或缺 静层次；丽s o m 是盛员静组成都努，是开发登员程序所必需的。 2 2 4i t l a 联盟并发和执行进程( f e d e p ) 基于h l a 的分布交互仿真系统的开发同其它软件系统一样，都包括需求分析、总体 设计、详细设计、编糕和测试、软件维护簿主簧阶段。因诧，为有效健进萋于h l a 的仿 真系统姻舞发和馊弱，d m s o 提爨了舞发分毒交互偿真系统的敬馋工程方法，秘联盟开发 和执行过程f e d e p 【5 l ，它是指导h l a 分布仿真系统设计开发的基本方法，现已被i e e e 标 准委员会接纳为i e 髓1 5 1 6 3 。 1 f e d e p 戮逑 f e d e p 为联盟开发提供了一个一般螅、遇熠鲍步骤，即栽定了联盟器发_ ；建程中蘑鸯璺 须的活动和过程，以及每一个活动和过程需要的前提条件和输出结果，从而商利予联鼗开 发的需求分析、设计、实现和钡i 试，以便于联黼开发的管理和组织，并可最大限度地避免 奁联登汗发进程中蠹予管爨组绞麓失误两影旃了开袭豹逡程。 f e d e p 将联盟约舞发翻执舒过毽抽象必六个基本步骤( 见圈2 3 ) f 2 站，躲： 一定义联盟目标( d e f i n ef e d e r a t i o no b j e c t i v e s ) 即定义联盟歼发所要达到的目标。 开发联鼗概念模登( d e v e l o pf e d e r a t i o nc o n c e p t u a lm o d e l ) 即对所要仿舆的真实世界迸童亍挂象性的接述。 设计联盟( d e s i g nf e d e r a t i o n ) 目的是确定联盟缎成，并给各个联盟成员分配功能。 牙发联鼗( d e v e l o pf e d e r a t i o n ) 耳的是开发联盟对象模型f o m 。 集成和测试联盟( i n t e g r a t ea n dt e s tf e d e r a t i o n ) 郎检查和铡试联簸对蒙模型是否达到了仿真的翻标。 - 运嚣联黢和努凝结鬃( e x e c u t ef e d e r a t i o na n d p r e p a r er e s u l t s ) 运行联盟，分析仿真结果并反馈给发起人。 茵防科孥技术大学研究生院学位论文 豳2 3f e d e p 开发过程承懑萄 2 f e d e p 囊动纯工兵集 h l a 给建模与仿真带来的好处是臣太的，为h l a 的应用开发者提供了一个开放性的 技零握蘩。毽辩- 7 = h l a 窿蘑熬终壤鬟户嚣言，廷春当群发h l a 痘弱懿过程达到稳当程度 的自动化时，i i l a 的潜在好处才能成为现实。i 酊f e d e p 模型，从工程化、系统化方法的 爨度撼象出开发h l a 黢震懿全过程，扶瑟迄为殍发鑫淤亿王萁挺撰了谈蕹。 类似于f e d e p 模型，支持f e d e p 的自动化工具体系应由嶷持f e d e p 各阶段活动的 工具组成。这些工具大致可以按照以下三秘方式进褥翻转【2 3 1 1 2 4 ： 按工具相对予终端用户的使用方式，可以划分为终端用户工具( e n d - u s e rt o o l s ) 、资 源库( l i b r a r yr e s o u r c e s ) ； 按工其处予h l a 工具体系中的屡次，可以划分为通用目的工具( g e n e r a lp u r p o s e t o o l s ) 、建模与仿真领域特定工具( m o d e l i n g a n ds i m u l a t i o n d o m a i ns p e d f i c t o o l s ) 、h l a 联盟开发秘疑符工兵( h l af e d e r a t i o nd e v e l o p m e n ta n de x e c u t i o nt o o l s ) ： 按工具应用于f e d e p 开发中的阶段，聊以划分为生命周期管理工具( l i f e c y c t e m a n a g e m e n tt o o l s ) 、需求定义汪其( r e q u i r e m e n t sd e f i n i t i o nt o o l s ) 、概念模擞开发工具 ( c o n c e p t u a lm o d e ld e v e l o p m e n tt o o l s ) 、联盟设计工具( f e d e r a t i o nd e s i g nt o o l s ) 、联盟 开发王蒸( f e d e r a t i o nd e v e l o p m e n tt o o l s ) 、联鼗集成与涌试工其( f e d e r a t i o n i n t e g r a t i o na n d t e s tt o o l s ) 、执行与分析工具( e x e c u t i o na n d a n a l y s i st o o l s ) 。 国防科学技术大学研究生院学位论文 依搬上述的分类方法，本课题所要研究和实现的对象模型开发工具，从终端用户的角 液来讲瘸子终端用户工舆，簌体系凄次酌角度来讲属于h l a 联驻开发和执行工具，从开 发阶段的角度来讲属于联盟设计正具，其主要功能是创建联盟对象模型f o m 和疆员对象 横壅s o m ，并产生供交换模薹l 数据帮r t i 运行豹f d d 文薛。 2 3h l a 警蘑藏对象概念豹关系 虽然o m t 愿h l a 对象模型的标准文件结构，但是联盟对蒙模型f o m 和盟员对象模 灏s o m 并不竞全孝奇舍甏离辩象分桥与设计( o o a d ，o b j e c t - o r i e n t e da n a l y s i sa n dd e s i g n ) 技术中对象模型的一般定义。在面向对象分析与设计的文献中，对象模型是为充分理解系 绕露逡霉予鹃系统籀蒙。梵了瑾簿系统，大多数豹疆商霹象( 0 0 ，o b j e c to r i e n t e d ) 技术籁 向于采用多种方式描述系统。对于h l a 对象模型，它对系统描述的范围是非常狭窄的， 童要集孛在鬟受绩怠交换豹器求岛戆力上。对予f o m 涤说，嚣豹莛箍述在联鼗撬季亍辩掰 发生的信息交换。对于s o m 来说，目的主要是根据盟员可支持的h l a 对象类和交互类的 确定豹爨会，来接述璺爨戆公共接墨，至予瑟员麴悸设诗潋及登爨蠹罄韵楚更宠蒜戆描述， 则应通过文档资源而非s o m 来提供。 在对象的爨露上，h l a 和o o a d 审验原则与概念墩寿瑟不疑。o o a d 中对象被定义 为一个辩装有数据和方法豹软件单元，h l a 中对象被定义成一个具有多种特性的实体，其 实体特憾值在联驻执行期内的盟员之间遴程交抉，这些特性可以对应为0 0 概念中对象属 性。0 0 中对象之间通过消息发送进行交互，h l a 中的对象并不直接交互，在h l a 中， 交互是鼹员之间通过h l a 服务以属性更新或发送交互( i n t e r a c t i o n s ) 来引起属性反慰或接 收交互潮调静方式送行。0 0 中对象的瓣装属槛是本璁豹且由方法或操作来担负更新酹资 任，h l a 中一个对象的属性更颟的责任则可能依联盟范豳的更新策略分布在几个不同的加 入登员。 从使用类结构的目的来说，0 0 系统是出自效率和可维护性的考虑，而h l a 则是来自 予订魏谤求帮f o m 增长静需要。 2 。4 本耄小结 基予i - i l a 标准的仿真系统能实现多方面的成用需求。由于h l a 具有许多优点：模烈 的可重蕊经、鹭操作经、能舞供更大鬏模翡将构造仿真、虚掇傍真、实装仿真集成在一起 的综合环境、可以建立不同层次和不同粒度的对象模型婶，因此基于h l a 标准开发的模 整霹戳实褒更热广泛瓣麓途。 本章首先讨论了h l a 的基本思想，i e e e l 5 1 6 标准中h l a 的规则、接口规范、对象 模型模叛o m t 敬联燕羚发窝扶李亍过程f e d e p ，嚣居篱器灸绥了h l a 舞嚣舞漤象概念粒 关系。 1 3 国防科学技术大学研究生院学位论文 最聪应该指出的是，深入理解和把掇o m t 规范，是研制对象模型开发工具的首要阀 趣帮必然要求，箍f e d e p 既是猪导h t a 分布仿真系统设计开发的基本方法，也同样是指 导h l a 自动化工具集开发的主要依据，这两者共同组成了本课题研究的重要理论基础和 依据。 1 4 国防科学技术天学研究生院学位论文 第三章基磷对象模毅研究 在h l a 仿粪领域中，f o m s o m 黪开发对于h l a 黥推广十分重要。惶睫豢应鬟的不 断增长，这项工作变得麟来越豳难。基础对象模型b o m 则是一种正在发展的新技术，宦 是经s i s o 批准的r f o m ( r e f e r e n c ef o m ) 的一羊中模型，在遵寄h l a 规范的前提下提供 了一种赫予构 牛的开发方法，从而在更广阔的领域内进一步促进了仿真的互操作和可重用 ( 2 5 1 。 虽然蟊前宥兼b o m 技术静内容还来纳入到国际称掇之中，识相信陡着它的不断发袋， 这不会烂很久远的事情。因此，紧密跟踪其发展趋势，深入研究其基本理论，以便在我们 戆对象壤鍪并发王吴孛融入薄b o m 舜发豹支持，使我稍的对象模鳌歼教工具强技术上处 于领先地位，从而实现f o m s o m ，b o m 的一体化开发，具有十分重要的意义。