仿真模型可移植性规范及其应用
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1.4.1 MDA在仿真中的作用

MDA对建模仿真系统开发的应用有助于克服实际应用标准和规范的许多缺陷,可以直接解决当前可组合仿真需求中的模型组件重用和可组合中的一些问题。如果一个仿真系统或仿真模型采用平台无关模型(PIM)进行描述,则将具有以下优点。

1.易于实现实验、想定、分析和模型集成的一致性

在PIM模型的支持下,仿真系统可以建立领域模型的模型框架,形成基于PIM模型的模型接口规范,其中包含仿真模型附加的机器可读信息,该信息可以用于模型的自动化(如模型文档生成和代码框架生成)或提高设计和运行时的模型信息表示。在这些信息的支持下,仿真想定可以基于PIM的接口组合和装配仿真模型;仿真实验可以基于PIM进行实验设计;仿真模型集成和运行可以基于PIM进行调度和计算。这样在大规模仿真应用开发中,可以保证整个仿真开发在设计上的一致性。

2.提高仿真模型组件的重用性和可组合性

当前软件开发中采用面向对象技术支持重用、采用设计模式捕捉反复出现问题中的解决方案,利用组件技术实现可重用组件。MDA也支持软件组件的概念。如果将包含有价值的、可重用的解决方案的组件采用MDA的方法进行定义,将可以采用PIM方式定义模型组件,更容易从设计和概念上重用该组件。即使仿真模型底层的支持结构发生了变化和迁移,也可以采用新的技术协议在新平台上重新实现。

3.支持仿真模型和仿真系统需求和设计的工程化

UML已经成为创建平台与实现无关的文档和功能规范的标准化方法。虽然很长时间以来,概念模型的开发被看做是一种艺术,但近年来,这种概念模型的开发越来越向能够支持在组内共享和讨论的基于标准化的工程化解决方案发展。采用基于MDA的与平台无关的设计模型,可以支持仿真概念模型设计与分析的工程化方法。这样在一个新的模型或仿真组件有几个不同的解决方案时,如果采用PIM进行描述,可以使建模人员专注于不同方案的功能比较;如果需要替换一个模型组件,PIM将支持相关不同模型方案的开发和评价。另外通过平台独立模型,可以发现哪些系统支持的功能是必须的核心组件功能,从而易于形成仿真系统的公用支持结构。

4.使用PIM更容易支持体系结构视图的描述

随着系统设计、集成和使用过程中复杂性的不断增长,人们越来越需要采用统一的视图描述系统的功能、技术、组成、使用和交互关系。为此美国国防部在C4ISR体系架构框架的基础上提出了DoDAF(The Department of Defense Architecture Framework)。DoDAF采用PIM描述包含行动视图、系统视图和技术视图上的系统构成和系统行为,因为PIMs能采用平台无关的方式从功能和应用领域的角度说明作战过程和作战特点,更便于系统描述和表示的交流和协作。同样采用PIMs建立仿真设计模型,更易于保持仿真系统与作战概念的一致性。

5.支持开发可配置强的柔性仿真系统

由于在许多工程设计和系统发展论证中,真实系统在早期设计和发展阶段易于变化,需要考虑许多设计变更和组成变化问题,并需要进行大量权衡。这要求被仿真系统的配置能够被快速改变和进化。采用PIM模型进行模型装配时,可以基于模型接口设计上的兼容性(如果两个模型依赖于于同样的接口,则两个模型是兼容的)进行模型的动态配置,从而支持开发过程的逐步求精。例如一个模型的开始实现可能很简单,但是后期可以开发出更精确的模型并支持与简单模型的切换。动态配置可以用于支持不同逼真度的模型。如用户可以根据需要的计算精度选择不同卫星轨道积分的实现算法,或支持不同仿真实验中仿真模型和实际设备之间的切换。