HLA高级体系结构介绍

　　简介

　　HLA(高级体系结构，High Level Architecture)

　　在美国国防建模与仿真办公室(DMSO)1995年10月制定的建模与仿真主计划(MSMP)中，提出了未来建模/仿真的共同技术框架。它包括三个方 面：高层体系结构(HLA)、任务空间概念模型(CMMS)和数据标准(DS)。它们的共同目标是实现仿真间的互操作，并促进仿真资源的重用，具体地说， 就是通过计算机网络使得分散分布的各仿真部件能够在一个统一的仿真时间和仿真环境下协调运行，且可以重复使用。HLA的基本思想就是使用面向对象的方法， 设计、开发及实现系统不同层次和粒度的对象模型，来获得仿真部件和仿真系统高层次上的互操作性与可重用性。

　　1996年8月DMSO正式公布了HLA的定义和规范。经过改进完善，HLA的规则、接口规范、对象模型模板三项内容已在2000年9月22日由美国 IEEE标准化委员会正式定为IEEE1516， IEEE1516.1，IEEE1516.2 HLA标准。OMG，北约M&S组织也采纳HLA作为标准。

　　组成

　　(1)对象模型模板(OMT)：是对仿真中的对象、对象属性和对象间信息交互的格式和内容进行定义的标准化描述。(2)框架与规则集： HLA共定义了10条规则，描述仿真和联邦成员的职责，以确保一个联邦内仿真的正确交互。其中前5条规则规定一个联邦必须满足的要求，而后5条规则则是一 个联邦成员必须满足的条件。(3)联邦成员访问RTI的接口规范：描述在操作过程中的仿真交互方式，提供了盟员与RTI之间功能接口，描述了六类服务，共 101个操作。

　　模型模板(OMT)

　　HLA中的对象模型主要用来描述两类系统，一类是用来描述联邦中的各个联邦成员，即创建各单个的HLA仿真的对象模型(SOM)。另一类是用来描述一 个联邦中相互之间存在信息交换特性的那些联邦成员，即创建HLA的联邦对象模型(FOM)。无论是描述SOM还是描述FOM，OMT的主要目的都是为了便于仿真系统的互操作和仿真部件的重用。

　　OMT作为对象模型的模板规定了记录这些对象模型内容的标准格式和语法。但对于对象模型如何建立，OMT必须记录哪些内容，OMT本身并没有说明。OMT是HLA实现互操作和重用的重要机制之一，由以下几个表格组成：

　　·对象模型鉴别表：用来记录鉴别HLA对象模型的重要信息;

　　·对象类结构表：用来记录联邦/仿真中的对象类及其父类一子类关系;

　　·交互类结构表：用来记录联邦/仿真中的交互类及其父类一子类关系;

　　·属性表：用来说明联邦/仿真中对象属性的特性;

　　·参数表：用来说明联邦/仿真中交互参数的特性;

　　·枚举数据类型表：用来对出现在属性表/参数表中的枚举数据类型进行说明;

　　·复合数据类型表：用来对出现在属性表/参数表中的复合数据类型进行说明;

　　· 路径空间表：用来说明一个联邦中对象属性和交互的路径空间;

　　·FOM/SOM词典：用来定义各表中使用的所有术语。

　　当描述一个联邦或单个仿真系统(联邦成员)的HLA对象模型时，它们都必须使用上述几个表。即OMT对联邦对象模型(FOM)和仿真对象模型 (SOM)都适用。一个HLA对象模型至少要包含一个对象类或交互类，但在某些情况下，描述对象模型的一些表可能是空表。

　　框架和规则集

　　(1) 联邦应该有一个联邦对象模型FOM，该FOM应与HLA的OMT相容。FOM是说明HLA联邦数据交换的手段，它记录了联邦成员对于在联邦运行期间需相互交换的数据的内容、格式及数据交换的条件所达成的协议。

　　(2) 在一个联邦中，FOM中的所有对象应属于各个成员而不应在RTI中。HLA中，将凡是与仿真有关的对象实体的表达放在联邦成员中而不是放在RTI中， 但是RTI可以拥有管理对象模型(MOM)中对象实例。

　　(3) 在执行联邦时，各成员中间所有FOM规定的数据交换必须通过RTI进行。HLA中， FOM中描述的对象或交互类的数据，都是联邦成员之间可能需交换的数据，而成员之间要想实现交换数据，只有借助于RTI提供的服务。

　　(4) 在联邦执行中，成员应按HLA接口规范与RTI交互，即访问RTI应遵循接口规范。

　　(5) 在联邦执行中，在任一给定时间，一个对象属性只能为一个成员所拥有。HLA中，不同成员可以拥有同一个对象实例的不同属性。为了保证整个联邦中数据的一致 性，在任意给定时间最多只能让一个联邦成员拥有(从而有权改变其值)任意给定的对象实例的属性。

　　(6) 联邦成员应有一个符合OMT规范的成员对象模型(SOM)。联邦成员通常由实现仿真功能的仿真系统组成，SOM描述了它们为实现自己的仿真功能，需向外获取(定购)及本身能向外提供(公布)的信息。

　　(7) 成员应能更新和(或)使用其SOM中记录的对象的属性，能接收与发送SOM中记录的交互。联邦成员在联邦运行中向其它成员公布自己所负责建模的对象的属性 的数值，及借助于RTI提供的服务接收自己想要的来自其它成员的属性数据是各个联邦成员的责任。

　　(8) 成员应按SOM中的规定，在联邦执行中动态地转移与接收属性的所有权。对HLA联邦来说，实际仿真剧情的实现，常常要在具体的联邦成员之间进行对象属性所 有权动态转换，RTI通过"所有权管理"提供相应的服务，而具体的实现是联邦成员之间的责任与合作。

　　(9) 成员应按SOM中的规定，更新对象属性的条件(如改变阀值)。HLA让拥有某些对象属性所有权的成员有权产生这些属性的不断变化的值(往往通过模型的解算得到)，并由它负责通过RTI将不断公布这些属性值，从而使定购这些属性的其它成员能得到这些属性的值。

　　(10) 成员应能管理局部时间，从而保证它能协调地与联邦中的其它成员交换数据。HLA通过时间管理服务给联邦成员提供了灵活的仿真时间推进的方法，从而使HLA 可以适用于连续、离散或混和类型的仿真。但它需要联邦成员自己管理自己的逻辑仿真时间(本地时间)。