[发明专利]一种反射式面向对象仿真引擎

说明书

技术领域

本发明涉及计算机交互仿真技术，更具体地，涉及一种反射式面向对象仿真引擎。

背景技术

计算领域的反射(Reflection)于1982年被B.Smith从人工智能领域引入，为了与人工智能领域的反射相区别，计算领域的反射被称为计算性反射(Computational Reflection)。

计算性反射首先被程序语言的设计领域所采用，在面向对象语言方面取得的成绩最为突出。典型的如OpenC++、MetaJava和Java的反射式版本等就是基于反射的面向对象语言。近年来，反射机制也被应用于操作系统和中间件系统，并被认为是下一代中间件的关键技术之一。

原理上，计算领域的反射是指软件实体按照描述和操作实体所面临的问题域相同的方式，来描述和操作实体自身的能力。系统自述与因果关联是反射系统的两个重要特征和机制，这些机制使得反射系统在运行时其状态和行为是为自己可观和可控的，这个特性为系统不需要重新编译就实现结构和行为的进化提供了可能。

所谓因果关联，是指对反射系统自描述的改变能够立即反映到系统底层的实际状态和行为，反之亦然。换句话说，及底层的状态或者行为与上层的描述具有一致性和相互关联性。

1995年，美国国防部提出建模与仿真计划的公共技术框架之一HLA，已经成为高层的体系结构和实现分布交互仿真系统互操作的工业标准。其中，HLA/提供了仿真系统的基本框架和接口规范，采用基于HLA体系结构，旨在提高系统的伸缩性和灵活性，促进模型的可重用和互操作。HLA/RTI通过订阅/发布关系的描述并实现仿真成员的交互，隐藏了通信的细节；在时间管理服务的支持下能方便地保证仿真成员在时间逻辑上的一致性。但是HLA/RTI以成员作为系统集成和复用的基本单元粒度太粗；仅支持对成员间接口进行建模；HLA/RTI提供的服务质量和能力在动态性、安全性等方面需要改善和拓展；HLA/RTI编程接口不够友好。

发明内容

为克服上述缺陷，将反射技术引入到分布交互仿真领域，基于反射的思想和技术开发面向对象的仿真引擎。

根据本发明的一个方面，提出了一种反射式面向对象仿真引擎，包括门户层、内核服务层和支撑层，其中，门户层提供连接应用层的各种仿真应用的接口和服务，该接口包括基于面向对象接口、MVC的接口和面向方面的接口；内核服务层构建在反射式对象语义模型上，提供组件管理、对象管理、事件管理和调度管理服务；支撑层通过底层中间件桥接器与服务层中包括管理服务的仿真框架连接，用于实现底层的支撑服务与核心服务的桥接，以使核心服务与底层设施隔离。

本发明通过将反射技术引入使得仿真引擎具有支持动态模型表达、动态重配置、可运行时进化等高级特性；通过提供元编程机制，截取器等扩展机制，本引擎具有可扩展性好、适应性强、易用性好的优点，基于本发明的仿真系统更加便于开发和维护。

本申请主要涉及分布式交互仿真领域的软件开发，典型的应用场合是大规模武器装备作战仿真、复杂产品虚拟样机工程、基于计算机的模拟训练器研制。本发明也可推广作为其它分布/并行计算的平台，同时也可以应用到娱乐行业，如网络游戏开发。

附图说明

图1是反射式面向对象仿真引擎ROSE的层次结构图；

图2是ROSE主运行流程示意图；

图3是ROSE的事件调度策略示意图；

图4是ROSE的面向对象接口示意图；

图5是ROSE的平台接口示意；

图6是ROSE的对象类结构与接口示意图；

图7是ROSE的对象体系示意图；

图8是ROSE对象在不同进程时交互示意图。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种反射式面向对象仿真引擎进行详细描述。

在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。