DIS-HLA仿真運(yùn)行環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)——時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理.pdf

1、仿真建模、仿真運(yùn)行和事后分析等仿真過(guò)程的重要步驟都離不開(kāi)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的有效管理，尤其是在仿真運(yùn)行過(guò)程中，必須為仿真系統(tǒng)提供對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)。為了及時(shí)提供有關(guān)仿真過(guò)程的統(tǒng)計(jì)分析信息，并實(shí)現(xiàn)仿真回放、錯(cuò)誤恢復(fù)等功能，仿真系統(tǒng)還必須實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的有效管理。時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是統(tǒng)一管理客觀(guān)世界的所有歷史狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，能夠?yàn)橛脩?hù)提供對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)服務(wù)。由于所要管理的數(shù)據(jù)量空前龐大，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和查詢(xún)技術(shù)是時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要技術(shù)

2、挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真運(yùn)行環(huán)境中相關(guān)數(shù)據(jù)的高效、統(tǒng)一和完整的管理，論文主要研究了基于DIS/HLA仿真運(yùn)行環(huán)境的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理問(wèn)題。 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)是高級(jí)分布式仿真環(huán)境中與數(shù)據(jù)管理密切相關(guān)的典型組件。論文首先系統(tǒng)研究了數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)使用方法、數(shù)據(jù)導(dǎo)入策略等關(guān)鍵問(wèn)題，重點(diǎn)探討了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)查詢(xún)中的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于日志的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型，定義了適用于仿真數(shù)據(jù)管理的四種基本運(yùn)算。該模型使用一

3、個(gè)時(shí)間值標(biāo)識(shí)元組，應(yīng)用時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的快照查詢(xún)和模式轉(zhuǎn)換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查詢(xún)和不同仿真體系結(jié)構(gòu)之間數(shù)據(jù)交互格式的轉(zhuǎn)換，為仿真歷史數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)使用和事后分析提供了條件。與文件系統(tǒng)、SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的比較實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用該模型對(duì)仿真運(yùn)行環(huán)境的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理具有更高的效率。 在數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，論文研究了仿真運(yùn)行環(huán)境中時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的快速訪(fǎng)問(wèn)方法，提出了兩種新的索引技術(shù)：趨于均勻間隔的稀疏索引和可變Hash索引。前者是一

4、種建立在按索引字段有序存放的數(shù)據(jù)文件之上的順序索引，索引常駐內(nèi)存且所消耗的空間固定不變。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該索引方法在不影響數(shù)據(jù)收集過(guò)程的前提下，可以有效地減少數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的I/O次數(shù)。后者是一種建立在時(shí)間屬性上的動(dòng)態(tài)Hash索引，該索引方法克服了在時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的時(shí)間屬性上建立Hash索引的難點(diǎn)，提出了索引參數(shù)隨機(jī)變化的思想，并應(yīng)用AP-樹(shù)對(duì)Hash參數(shù)進(jìn)行組織。通過(guò)對(duì)查詢(xún)操作的時(shí)間復(fù)雜度和數(shù)據(jù)組織的空間復(fù)雜度的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，表明該

5、索引技術(shù)的性能優(yōu)于同類(lèi)快照索引技術(shù)，并且具有理想的空間利用率。 數(shù)據(jù)分發(fā)管理是HLA接口規(guī)范中的六類(lèi)服務(wù)之一，高效的區(qū)域匹配算法是研究數(shù)據(jù)分發(fā)管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。區(qū)域匹配算法在本質(zhì)上是空間矩形求交問(wèn)題，論文將區(qū)域匹配及其元數(shù)據(jù)的管理納入時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)管理的范疇，提出了一種基于R-樹(shù)的匹配算法。該方法用R-樹(shù)對(duì)更新矩形進(jìn)行組織，并利用Hash索引對(duì)其葉結(jié)點(diǎn)的組織方式進(jìn)行了改進(jìn)。 通過(guò)調(diào)整R-樹(shù)的相關(guān)參數(shù)，可以進(jìn)一步改善匹配算法的性