HLA高級(jí)體系結(jié)構(gòu)介紹

　　HLA(高級(jí)體系結(jié)構(gòu)，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(jì)劃(MSMP)中，提出了未來建模/仿真的共同技術(shù)框架。它包括三個(gè)方 面：高層體系結(jié)構(gòu)(HLA)、任務(wù)空間概念模型(CMMS)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(DS)。它們的共同目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)仿真間的互操作，并促進(jìn)仿真資源的重用，具體地說， 就是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得分散分布的各仿真部件能夠在一個(gè)統(tǒng)一的仿真時(shí)間和仿真環(huán)境下協(xié)調(diào)運(yùn)行，且可以重復(fù)使用。HLA的基本思想就是使用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ?設(shè)計(jì)、開發(fā)及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同層次和粒度的對(duì)象模型，來獲得仿真部件和仿真系統(tǒng)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(guī)范。經(jīng)過改進(jìn)完善，HLA的規(guī)則、接口規(guī)范、對(duì)象模型模板三項(xiàng)內(nèi)容已在2000年9月22日由美國 IEEE標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)正式定為IEEE1516， IEEE1516.1，IEEE1516.2 HLA標(biāo)準(zhǔn)。OMG，北約MS組織也采納HLA作為標(biāo)準(zhǔn)。

　　組成

　　(1)對(duì)象模型模板(OMT)：是對(duì)仿真中的對(duì)象、對(duì)象屬性和對(duì)象間信息交互的格式和內(nèi)容進(jìn)行定義的標(biāo)準(zhǔn)化描述。(2)框架與規(guī)則集： HLA共定義了10條規(guī)則，描述仿真和聯(lián)邦成員的職責(zé)，以確保一個(gè)聯(lián)邦內(nèi)仿真的正確交互。其中前5條規(guī)則規(guī)定一個(gè)聯(lián)邦必須滿足的要求，而后5條規(guī)則則是一 個(gè)聯(lián)邦成員必須滿足的條件。(3)聯(lián)邦成員訪問RTI的接口規(guī)范：描述在操作過程中的仿真交互方式，提供了盟員與RTI之間功能接口，描述了六類服務(wù)，共 101個(gè)操作。

　　模型模板(OMT)

　　HLA中的對(duì)象模型主要用來描述兩類系統(tǒng)，一類是用來描述聯(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(duì)象模型(SOM)。另一類是用來描述一 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(duì)象模型(FOM)。無論是描述SOM還是描述FOM，OMT的主要目的都是為了便于仿真系統(tǒng)的互操作和仿真部件的重用。

　　OMT作為對(duì)象模型的模板規(guī)定了記錄這些對(duì)象模型內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)格式和語法。但對(duì)于對(duì)象模型如何建立，OMT必須記錄哪些內(nèi)容，OMT本身并沒有說明。OMT是HLA實(shí)現(xiàn)互操作和重用的重要機(jī)制之一，由以下幾個(gè)表格組成：

　　·對(duì)象模型鑒別表：用來記錄鑒別HLA對(duì)象模型的重要信息;

　　·對(duì)象類結(jié)構(gòu)表：用來記錄聯(lián)邦/仿真中的對(duì)象類及其父類一子類關(guān)系;

　　·交互類結(jié)構(gòu)表：用來記錄聯(lián)邦/仿真中的交互類及其父類一子類關(guān)系;

　　·屬性表：用來說明聯(lián)邦/仿真中對(duì)象屬性的特性;

　　·參數(shù)表：用來說明聯(lián)邦/仿真中交互參數(shù)的特性;

　　·枚舉數(shù)據(jù)類型表：用來對(duì)出現(xiàn)在屬性表/參數(shù)表中的枚舉數(shù)據(jù)類型進(jìn)行說明;

　　·復(fù)合數(shù)據(jù)類型表：用來對(duì)出現(xiàn)在屬性表/參數(shù)表中的復(fù)合數(shù)據(jù)類型進(jìn)行說明;

　　· 路徑空間表：用來說明一個(gè)聯(lián)邦中對(duì)象屬性和交互的路徑空間;

　　·FOM/SOM詞典：用來定義各表中使用的所有術(shù)語。

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

　　框架和規(guī)則集

　　(1) 聯(lián)邦應(yīng)該有一個(gè)聯(lián)邦對(duì)象模型FOM，該FOM應(yīng)與HLA的OMT相容。FOM是說明HLA聯(lián)邦數(shù)據(jù)交換的手段，它記錄了聯(lián)邦成員對(duì)于在聯(lián)邦運(yùn)行期間需相互交換的數(shù)據(jù)的內(nèi)容、格式及數(shù)據(jù)交換的條件所達(dá)成的協(xié)議。

　　(2) 在一個(gè)聯(lián)邦中，F(xiàn)OM中的所有對(duì)象應(yīng)屬于各個(gè)成員而不應(yīng)在RTI中。HLA中，將凡是與仿真有關(guān)的對(duì)象實(shí)體的表達(dá)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(duì)象模型(MOM)中對(duì)象實(shí)例。

　　(3) 在執(zhí)行聯(lián)邦時(shí)，各成員中間所有FOM規(guī)定的數(shù)據(jù)交換必須通過RTI進(jìn)行。HLA中， FOM中描述的對(duì)象或交互類的數(shù)據(jù)，都是聯(lián)邦成員之間可能需交換的數(shù)據(jù)，而成員之間要想實(shí)現(xiàn)交換數(shù)據(jù)，只有借助于RTI提供的服務(wù)。

　　(4) 在聯(lián)邦執(zhí)行中，成員應(yīng)按HLA接口規(guī)范與RTI交互，即訪問RTI應(yīng)遵循接口規(guī)范。

　　(5) 在聯(lián)邦執(zhí)行中，在任一給定時(shí)間，一個(gè)對(duì)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(duì)象實(shí)例的不同屬性。為了保證整個(gè)聯(lián)邦中數(shù)據(jù)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(quán)改變其值)任意給定的對(duì)象實(shí)例的屬性。

　　(6) 聯(lián)邦成員應(yīng)有一個(gè)符合OMT規(guī)范的成員對(duì)象模型(SOM)。聯(lián)邦成員通常由實(shí)現(xiàn)仿真功能的仿真系統(tǒng)組成，SOM描述了它們?yōu)閷?shí)現(xiàn)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(yīng)能更新和(或)使用其SOM中記錄的對(duì)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(yùn)行中向其它成員公布自己所負(fù)責(zé)建模的對(duì)象的屬性 的數(shù)值，及借助于RTI提供的服務(wù)接收自己想要的來自其它成員的屬性數(shù)據(jù)是各個(gè)聯(lián)邦成員的責(zé)任。

　　(8) 成員應(yīng)按SOM中的規(guī)定，在聯(lián)邦執(zhí)行中動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)移與接收屬性的所有權(quán)。對(duì)HLA聯(lián)邦來說，實(shí)際仿真劇情的實(shí)現(xiàn)，常常要在具體的聯(lián)邦成員之間進(jìn)行對(duì)象屬性所 有權(quán)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換，RTI通過"所有權(quán)管理"提供相應(yīng)的服務(wù)，而具體的實(shí)現(xiàn)是聯(lián)邦成員之間的責(zé)任與合作。

　　(9) 成員應(yīng)按SOM中的規(guī)定，更新對(duì)象屬性的條件(如改變閥值)。HLA讓擁有某些對(duì)象屬性所有權(quán)的成員有權(quán)產(chǎn)生這些屬性的不斷變化的值(往往通過模型的解算得到)，并由它負(fù)責(zé)通過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(yīng)能管理局部時(shí)間，從而保證它能協(xié)調(diào)地與聯(lián)邦中的其它成員交換數(shù)據(jù)。HLA通過時(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(xù)、離散或混和類型的仿真。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)。