HLA高級體系結構介紹

　　HLA(高級體系結構，High Level Architecture)

　　在美國國防建模與仿真辦公室(DMSO)1995年10月制定的建模與仿真主計劃(MSMP)中，提出了未來(lái)建模/仿真的共同技術(shù)框架。它包括三個(gè)方 面：高層體系結構(HLA)、任務(wù)空間概念模型(CMMS)和數據標準(DS)。它們的共同目標是實(shí)現仿真間的互操作，并促進(jìn)仿真資源的重用，具體地說(shuō)， 就是通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )使得分散分布的各仿真部件能夠在一個(gè)統一的仿真時(shí)間和仿真環(huán)境下協(xié)調運行，且可以重復使用。HLA的基本思想就是使用面向對象的方法， 設計、開(kāi)發(fā)及實(shí)現系統不同層次和粒度的對象模型，來(lái)獲得仿真部件和仿真系統高層次上的互操作性與可重用性。

　　1996年8月DMSO正式公布了HLA的定義和規范。經(jīng)過(guò)改進(jìn)完善，HLA的規則、接口規范、對象模型模板三項內容已在2000年9月22日由美國 IEEE標準化委員會(huì )正式定為IEEE1516， IEEE1516.1，IEEE1516.2 HLA標準。OMG，北約MS組織也采納HLA作為標準。

　　組成

　　(1)對象模型模板(OMT)：是對仿真中的對象、對象屬性和對象間信息交互的格式和內容進(jìn)行定義的標準化描述。(2)框架與規則集： HLA共定義了10條規則，描述仿真和聯(lián)邦成員的職責，以確保一個(gè)聯(lián)邦內仿真的正確交互。其中前5條規則規定一個(gè)聯(lián)邦必須滿(mǎn)足的要求，而后5條規則則是一 個(gè)聯(lián)邦成員必須滿(mǎn)足的條件。(3)聯(lián)邦成員訪(fǎng)問(wèn)RTI的接口規范：描述在操作過(guò)程中的仿真交互方式，提供了盟員與RTI之間功能接口，描述了六類(lèi)服務(wù)，共 101個(gè)操作。

　　模型模板(OMT)

　　HLA中的對象模型主要用來(lái)描述兩類(lèi)系統，一類(lèi)是用來(lái)描述聯(lián)邦中的各個(gè)聯(lián)邦成員，即創(chuàng )建各單個(gè)的HLA仿真的對象模型(SOM)。另一類(lèi)是用來(lái)描述一 個(gè)聯(lián)邦中相互之間存在信息交換特性的那些聯(lián)邦成員，即創(chuàng )建HLA的聯(lián)邦對象模型(FOM)。無(wú)論是描述SOM還是描述FOM，OMT的主要目的都是為了便于仿真系統的互操作和仿真部件的重用。

　　OMT作為對象模型的模板規定了記錄這些對象模型內容的標準格式和語(yǔ)法。但對于對象模型如何建立，OMT必須記錄哪些內容，OMT本身并沒(méi)有說(shuō)明。OMT是HLA實(shí)現互操作和重用的重要機制之一，由以下幾個(gè)表格組成：

　　·對象模型鑒別表：用來(lái)記錄鑒別HLA對象模型的重要信息;

　　·對象類(lèi)結構表：用來(lái)記錄聯(lián)邦/仿真中的對象類(lèi)及其父類(lèi)一子類(lèi)關(guān)系;

　　·交互類(lèi)結構表：用來(lái)記錄聯(lián)邦/仿真中的交互類(lèi)及其父類(lèi)一子類(lèi)關(guān)系;

　　·屬性表：用來(lái)說(shuō)明聯(lián)邦/仿真中對象屬性的特性;

　　·參數表：用來(lái)說(shuō)明聯(lián)邦/仿真中交互參數的特性;

　　·枚舉數據類(lèi)型表：用來(lái)對出現在屬性表/參數表中的枚舉數據類(lèi)型進(jìn)行說(shuō)明;

　　·復合數據類(lèi)型表：用來(lái)對出現在屬性表/參數表中的復合數據類(lèi)型進(jìn)行說(shuō)明;

　　· 路徑空間表：用來(lái)說(shuō)明一個(gè)聯(lián)邦中對象屬性和交互的路徑空間;

　　·FOM/SOM詞典：用來(lái)定義各表中使用的所有術(shù)語(yǔ)。

　　當描述一個(gè)聯(lián)邦或單個(gè)仿真系統(聯(lián)邦成員)的HLA對象模型時(shí)，它們都必須使用上述幾個(gè)表。即OMT對聯(lián)邦對象模型(FOM)和仿真對象模型 (SOM)都適用。一個(gè)HLA對象模型至少要包含一個(gè)對象類(lèi)或交互類(lèi)，但在某些情況下，描述對象模型的一些表可能是空表。

　　框架和規則集

　　(1) 聯(lián)邦應該有一個(gè)聯(lián)邦對象模型FOM，該FOM應與HLA的OMT相容。FOM是說(shuō)明HLA聯(lián)邦數據交換的手段，它記錄了聯(lián)邦成員對于在聯(lián)邦運行期間需相互交換的數據的內容、格式及數據交換的條件所達成的協(xié)議。

　　(2) 在一個(gè)聯(lián)邦中，FOM中的所有對象應屬于各個(gè)成員而不應在RTI中。HLA中，將凡是與仿真有關(guān)的對象實(shí)體的表達放在聯(lián)邦成員中而不是放在RTI中， 但是RTI可以擁有管理對象模型(MOM)中對象實(shí)例。

　　(3) 在執行聯(lián)邦時(shí)，各成員中間所有FOM規定的數據交換必須通過(guò)RTI進(jìn)行。HLA中， FOM中描述的對象或交互類(lèi)的數據，都是聯(lián)邦成員之間可能需交換的數據，而成員之間要想實(shí)現交換數據，只有借助于RTI提供的服務(wù)。

　　(4) 在聯(lián)邦執行中，成員應按HLA接口規范與RTI交互，即訪(fǎng)問(wèn)RTI應遵循接口規范。

　　(5) 在聯(lián)邦執行中，在任一給定時(shí)間，一個(gè)對象屬性只能為一個(gè)成員所擁有。HLA中，不同成員可以擁有同一個(gè)對象實(shí)例的不同屬性。為了保證整個(gè)聯(lián)邦中數據的一致 性，在任意給定時(shí)間最多只能讓一個(gè)聯(lián)邦成員擁有(從而有權改變其值)任意給定的對象實(shí)例的屬性。

　　(6) 聯(lián)邦成員應有一個(gè)符合OMT規范的成員對象模型(SOM)。聯(lián)邦成員通常由實(shí)現仿真功能的仿真系統組成，SOM描述了它們?yōu)閷?shí)現自己的仿真功能，需向外獲取(定購)及本身能向外提供(公布)的信息。

　　(7) 成員應能更新和(或)使用其SOM中記錄的對象的屬性，能接收與發(fā)送SOM中記錄的交互。聯(lián)邦成員在聯(lián)邦運行中向其它成員公布自己所負責建模的對象的屬性 的數值，及借助于RTI提供的服務(wù)接收自己想要的來(lái)自其它成員的屬性數據是各個(gè)聯(lián)邦成員的責任。

　　(8) 成員應按SOM中的規定，在聯(lián)邦執行中動(dòng)態(tài)地轉移與接收屬性的所有權。對HLA聯(lián)邦來(lái)說(shuō)，實(shí)際仿真劇情的實(shí)現，常常要在具體的聯(lián)邦成員之間進(jìn)行對象屬性所 有權動(dòng)態(tài)轉換，RTI通過(guò)"所有權管理"提供相應的服務(wù)，而具體的實(shí)現是聯(lián)邦成員之間的責任與合作。

　　(9) 成員應按SOM中的規定，更新對象屬性的條件(如改變閥值)。HLA讓擁有某些對象屬性所有權的成員有權產(chǎn)生這些屬性的不斷變化的值(往往通過(guò)模型的解算得到)，并由它負責通過(guò)RTI將不斷公布這些屬性值，從而使定購這些屬性的其它成員能得到這些屬性的值。

　　(10) 成員應能管理局部時(shí)間，從而保證它能協(xié)調地與聯(lián)邦中的其它成員交換數據。HLA通過(guò)時(shí)間管理服務(wù)給聯(lián)邦成員提供了靈活的仿真時(shí)間推進(jìn)的方法，從而使HLA 可以適用于連續、離散或混和類(lèi)型的仿真。但它需要聯(lián)邦成員自己管理自己的邏輯仿真時(shí)間(本地時(shí)間)。