[发明专利]跨异构操作系统的一种I/O密集型协同交互仿真方法

说明书

技术领域

本发明属于系统仿真技术领域，具体涉及跨异构操作系统的一种I/O密集型协同交互仿真方法。 

背景技术

目前国内外的航空航天领域复杂系统仿真研究，普遍涉及机电液控等多个子系统相互作用及材料、控制、机械、空气动力学、机构动力学、运动学等多个学科的相互耦合，进行多学科异构模型的协同计算是保证仿真精度和信息完整性的需求，而多领域耦合的复杂计算过程使得高性能计算环境成为必要的支撑条件，如何将高性能异构计算体系下仿真模型与软件兼容于HLA框架内以实现协同交互运行是仿真领域新出现的一个热点问题。 

HLA只为分布式仿真提供了一个高层体系结构，并没有对具体的仿真应用系统的设计与实现进行规范，同时，现有的计算机资源种类繁多，无论软件、硬件、网络等各个方面都有很大的差异性，出现了基于不同操作系统、不同网络环境、不同应用平台的仿真系统。由于缺乏统一的通信协议标准、规范的仿真平台框架，使这些仿真系统难以直接进行互联，限制和降低了分布式仿真的重用性与互操作性。 

由于不同的仿真系统运行于不同的操作系统，目前的协同仿真交互运行支撑方法及软件等都普遍是基于Windows平台所开发的运行支撑系统，只能支撑在Windows环境下运行的仿真系统，无法满足跨LINUX操作系统和Windows系统中仿真成员的协同交互运行。 

另一方面，由于实际的较为复杂的仿真系统中，存在很多I/O密集型的协同 交互现象，海量数据的频繁交互致使仿真效率降低，目前的解决机制主要集中在两方面，一种是优化仿真方法、改进数据过滤机制和数据分发管理机制，另一种是基于Infiniband或VMIC等高速网络来建立新的协同交互机制。 

因此，亟需开展一种基于Infiniband体系下的跨异构操作系统的协同交互仿真方法，以提供衔接不同操作系统下仿真模型与软件的桥梁，并解决I/O密集型仿真软件交互效率问题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对基于跨LINUX环境中和Windows环境中的I/O密集型仿真软件，通过HLA协同仿真软总线的模式，形成一种建立于Infiniband体系下并能够同时支持Windows与Linux操作系统的运行支撑方法，从而实现一种支持异构环境和海量数据较为频繁交互的协同交互仿真。 

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：跨异构操作系统的一种I/O密集型协同交互仿真方法包括以下步骤： 

⑴确定跨异构操作系统协同仿真交互中的开发环境： 

使用通用的高级语言，并编写程序；对原有的开发代码进行检验，检验原有代码是否使用C/C++语言的标准；跨操作系统的协同交互程序使用标准库； 

⑵确定协同仿真交互运行的源码库： 

编译器将程序源代码翻译成可执行的代码；在Windows系统下编译器选用VC++，Linux系统下编译器选用G++；对协同交互仿真对象在Linux环境下采用G++和跨平台编译工具Cmake，通过编写cmake编译文件CMakeLists.txt生成相应的静态链接库和可执行文件； 

⑶确定协同仿真交互运行的应用开发接口API： 

在协同仿真交互运行体系中，协同支撑软件本地代理进程RTIA与协同支撑 软件网关RTI Gateway都涉及到对于系统进程的操作，针对在Linux环境下与Windows环境下不同的操作系统接口调用的形式，涉及到的Windows应用开发接口API改用Linux下的应用开发接口API； 

⑷信息协同交互步骤： 

获取交互信息集合，获取集合中的交互信息，声明输出交互信息，声明输入交互信息，更新交互信息，进行异步传输，请求协同推进，接受所有成员一致请求后，开始协同推进； 

⑸在Linux操作系统中，安装、配置协同交互仿真环境： 

先后安装以下程序：c语言编译环境、跨平台编译工具cmake、编译器代码生成器yacc、xml C语言解析器libxml2； 

⑹编写CMakeLists.txt 

对每一个子文件夹下相应的cmake编译文件CMakeLists.txt进行编写，然后进入其所在的目录后执行cmake编译工具程序，得到编译制定规则Makefile并进行编译； 

⑺工程编译成功之后，将提供协同交互服务的支撑软件中的可执行文件到usr/bin目录下，使得能够在Linux下被成功调用； 

⑻构建InfiniBand高速网体系作为协同交互仿真的网络环境：