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1、HLA高层体系结构介绍一、HLA的定义及产生背景n n定义：定义：HLAHLA是最新一代的分布式仿真协议框架。它是以面向对象的思想是最新一代的分布式仿真协议框架。它是以面向对象的思想和方法来构建仿真系统，划分仿真成员，构建仿真联邦的技术和方法来构建仿真系统，划分仿真成员，构建仿真联邦的技术 。HLAHLA是一个开放的体系结构，其主要目的是促进仿真系统间的互是一个开放的体系结构，其主要目的是促进仿真系统间的互操作，提高仿真系统及其部件的重用能力。操作，提高仿真系统及其部件的重用能力。 n n产生背景：产生背景：随着计算机仿真应用领域的拓宽，计算机仿真需要解决的问题也随着计算机仿真应用领域的拓宽，
2、计算机仿真需要解决的问题也越来越复杂，许多问题靠单个仿真系统已无法解决，必须依靠多个仿越来越复杂，许多问题靠单个仿真系统已无法解决，必须依靠多个仿真系统进行联合协同仿真，真系统进行联合协同仿真，与传统的单个系统仿真相比，分布仿真的与传统的单个系统仿真相比，分布仿真的关键问题是多个仿真系统间的互操作问题，为此，美国国防领域的相关键问题是多个仿真系统间的互操作问题，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（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（High High Level ArchitectureLevel Architecture，简称，简称H
3、LAHLA） 二、HLA的特点及优势 n n特点：特点：通过运行支撑环境通过运行支撑环境 RTIRTI（RunRunTimeInfrastructureTimeInfrastructure），提供），提供通用的、相对独立的支撑服务程序，将仿真应用同底层的支撑环境分通用的、相对独立的支撑服务程序，将仿真应用同底层的支撑环境分开，即将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信传输三者分开，即将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层通信传输三者分离，隐蔽了各自的实现细节，从而使各部分可以相对独立地进行开发，离，隐蔽了各自的实现细节，从而使各部分可以相对独立地进行开发，并能充分利用各自领域的先进技术。
4、并能充分利用各自领域的先进技术。n n优势：优势：相对于早期的相对于早期的DISDIS标准，标准，HLAHLA解决了仿真系统的灵活性和可扩充解决了仿真系统的灵活性和可扩充性问题，减少了网络冗余数据，并且可以将真实仿真、虚拟仿真和构性问题，减少了网络冗余数据，并且可以将真实仿真、虚拟仿真和构造仿真集成到一造仿真集成到一 个综合的仿真环境中，满足复杂大系统的仿真需要。个综合的仿真环境中，满足复杂大系统的仿真需要。注：注： DISDIS（DistributedInteractiveSimulationDistributedInteractiveSimulation）：）：分布交互仿真标准协议分布交互
5、仿真标准协议 三、HLA常用术语n n联邦（联邦（Federation)Federation) 由仿真子系统联合构成的仿真系统。由仿真子系统联合构成的仿真系统。n n联邦成员联邦成员(Federate)(Federate) 构成联邦的每一个仿真子系统。构成联邦的每一个仿真子系统。n n联邦执行联邦执行(Federation Execution)(Federation Execution) 一个联邦运行的整个期间。一个联邦运行的整个期间。n n联邦对象模型联邦对象模型(FOM)(FOM) FOM FOM的主要目的是提供联盟成员间用公用的、标准化的格式进行数据的主要目的是提供联盟成员间用公用的、标
6、准化的格式进行数据交换的规范。是实现联盟成员间互操作所必须的交换的规范。是实现联盟成员间互操作所必须的“信息模型协议信息模型协议”。n n成员对象模型成员对象模型(SOM)(SOM) 单一联盟成员的对象模型，它描述了联盟成员可以对外公布或需要单一联盟成员的对象模型，它描述了联盟成员可以对外公布或需要订购的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性，这些特性订购的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性，这些特性反应了成员在参与联反应了成员在参与联 盟运行是所具有的能力。盟运行是所具有的能力。 四、一个典型联邦实例的组成n n运行支撑框架运行支撑框架RTIRTI（RunRunTime In
7、frastructureTime Infrastructure ) )是是HLAHLA接口规范的具体实现，是接口规范的具体实现，是HLAHLA的核心部件。的核心部件。RTIRTI包括两部分，包括两部分，服务器实现部分和客户端组件部分。服务器实现部分和客户端组件部分。n n联邦对象模型联邦对象模型(Federation Object Model FOM)(Federation Object Model FOM) 联邦中联邦成员进行数据交换的共同对象模型联邦中联邦成员进行数据交换的共同对象模型n n一定数量的联邦成员一定数量的联邦成员(Federation Execution)(Federatio
8、n Execution) 一个联邦成员是联邦中的一个成员，是和一个联邦成员是联邦中的一个成员，是和RTIRTI连接的一个节点。一个连接的一个节点。一个联邦成员可以代表一个平台（例如：飞行员的座舱模拟器），也能代联邦成员可以代表一个平台（例如：飞行员的座舱模拟器），也能代表一个聚合级仿真系统（例如：整个国家的空中交通仿真系统）。表一个聚合级仿真系统（例如：整个国家的空中交通仿真系统）。五、典型HLA联邦实例结构图六、HLA体系的构成n n对象模型模板（对象模型模板（OMTOMT）：）： 仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互的格式和内容进行定仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互的格式和内容进行
9、定义的标准化描述。定义了仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互义的标准化描述。定义了仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互的格式和内容。的格式和内容。 n n框架与规则集框架与规则集(Rules)(Rules)： 描述仿真和联邦成员的职责，以确保一个联邦内仿真的正确交互描述仿真和联邦成员的职责，以确保一个联邦内仿真的正确交互 。它给出了。它给出了HLAHLA采用的术语、系统的组成和一套规则。采用的术语、系统的组成和一套规则。HLAHLA规则分为五规则分为五条联邦（条联邦（FederationFederation）规则和五条联邦成员）规则和五条联邦成员(federate)(federate)规则
10、。规则。 n nRTIRTI的接口规范的接口规范(Interface Specification)(Interface Specification)： RTIRTI作为作为HLAHLA的核心，是联邦运行的基础，它定义了在仿真系统运的核心，是联邦运行的基础，它定义了在仿真系统运行过程中，支持联邦成员之间互操作的标准服务。行过程中，支持联邦成员之间互操作的标准服务。 七、HLA 体系结构图n联邦对象模型FOM的主要目的是提供联盟成员间用公用的、标准化的格式进行数据交换的规范。是实现联盟成员间互操作所必须的“信息模型协议”。n盟员对象模型 单一联盟成员的对象模型，它描述了联盟成员可以对外公布或需要订
11、购的对象类、对象类属性、交互类、交互类参数的特性，这些特性反应了成员在参与联 盟运行是所具有的能力。n联邦规则联邦必须满足的要求 n盟员规则联邦成员必须满足的条件 八、HLA体系结构图说明n联邦管理 定义了联邦执行的创建、撤销，联邦成员的加入、退出，联邦成员的同步等功能。n声明管理 定义了联邦成员发布、预定对象类属性和交互类等功能。n对象管理 定义了对象实例的注册、发现、撤销、交互的发送和接收等功能。 n所有权管理定义了对象属性所有权管理的相关操作。n时间管理 定义了有关联邦执行中，各联邦成员之间进行时间推进协调的功能。n数据分发管理定义了当存在区域匹配时的相关操作，包括区域注册、关联、注销、携带区域进行注册实例。总 结HLAHLA是新一代分布式交互仿真体系结构，它代表着当今分是新一代分布式交互仿真体系结构，它代表着当今分布式交互仿真技术领域的发展方向。布式交互仿真技术领域的发展方向。 n nMAKMAK公司的公司的RTIRTIn nPITCHPITCH公司的公司的pRTIpRTI n nKD-RTIKD-RTI
