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基于YH-SUPE的并行离散事件仿真组件调试技术研究

作　者: 朱峰
导　师: 姚益平
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 调试 并行离散事件仿真 组件 自动生成 事件驱动 错误重现
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要


组件调试作为组件开发过程中一种错误诊断手段,不仅对组件的开发效率影响较大,而且对组件可靠性的提升起着至关重要的作用。由于目前国内外并行仿真开发环境并没有提供直接面向并行离散事件仿真(PDES)组件的调试功能,致使组件的调试代码往往需要手动编写、调试过程容易陷入仿真引擎的执行逻辑,不便于调试人员集中对组件自身逻辑的检测。因此,研究面向PDES组件的调试技术成为并行离散事件仿真建模组件化发展亟待解决的重要课题。论文针对并行离散事件仿真建模组件化发展的需求,在综合分析并行仿真支撑环境YH-SUPE特点的基础上,对基于YH-SUPE的PDES组件调试的关键技术进行了深入分析和研究。主要工作和创新包括:1)现有的并行仿真开发环境没有提供直接面向PDES组件的调试功能,调试代码往往需要手动编写。针对此问题,论文提出了一种基于YH-SUPE仿真框架的组件调试代码自动生成技术,该技术通过提供可重用的调试辅助组件,以端口互连的方式与被调试组件快速组装成仿真实体,然后将该实体嵌入到设计的主函数模板中,从而实现组件模型的自动挂接,为PDES组件的调试提供了高效的手段。2)并行离散事件仿真组件之间的事件调度机制是由仿真引擎实现的,这样使得仿真人员在调试过程中容易因断点、单步跟踪等调试操作而进入仿真引擎的执行逻辑中,不便于集中对组件自身逻辑的检测。针对此问题,论文提出了一种事件驱动的PDES组件调试方法,该方法通过对下一个最早发生的事件进行追踪,并只在被跟踪的事件端口处理函数内发生调试中断,从而隐藏了仿真引擎的执行逻辑,提高了组件的调试效率。3)不同节点上的仿真对象实例是并行执行的,这种并行执行方式往往会导致前后两次执行过程中不同节点上事件处理顺序的不一致,进而造成组件执行过程中错误重现的不确定性。针对此问题,论文提出了一种基于YH-SUPE持久机制的错误重现方法,该方法通过检查点技术恢复组件运行时的状态,并按照YH-SUPE持久机制记录的事件顺序进行调度,从而实现组件前后两次确定性地执行,为组件调试过程中错误的准确定位提供了保证。基于上述研究成果,设计并实现了基于YH-SUPE的面向PDES组件的可视化调试框架,使用该框架能够导入基于YH-SUPE的模型组件,自动生成组件调试代码,并能够高效地对组件运行过程进行追踪和调试。经测试表明,该框架具有直观易用的操作界面,能够帮助用户准确、快速地定位组件运行过程中出现的错误,可满足并行离散事件仿真组件高效调试的需求。

全文目录


摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第一章 绪论  14-20
  1.1 课题背景  14-19
    1.1.1 研究背景和课题来源  14-15
    1.1.2 国内外研究现状  15-18
    1.1.3 课题研究面临的主要技术问题  18-19
  1.2 课题研究意义及目标  19
  1.3 本文的主要工作及创新  19-20
  1.4 论文结构  20
第二章 并行离散事件仿真建模与调试技术概述  20-32
  2.1 并行离散事件仿真技术简介  22-23
    2.1.1 离散事件仿真  22
    2.1.2 并行离散事件仿真  22-23
  2.2 并行离散事件仿真组件简介  23-25
    2.2.1 原子模型的定义  23-24
    2.2.2 耦合模型的定义  24-25
    2.2.3 PDES 组件的结构  25
  2.3 并行离散事件仿真支撑平台简介  25-29
    2.3.1 YH-SUPE 仿真支撑平台简介  26-27
    2.3.2 YH-SUPE 的应用开发流程  27-29
  2.4 并行仿真调试技术简介  29-31
    2.4.1 调试器体系结构  29-30
    2.4.2 GDB 调试器简介  30-31
  2.5 本章小结  31-32
第三章 基于YH-SUPE 的PDES 组件调试关键技术研究  32-52
  3.1 基于YH-SUPE 仿真框架的组件调试代码自动生成技术研究  33-40
    3.1.1 YH-SUPE 仿真框架  33-36
    3.1.2 组件调试代码的自动生成方法  36-40
  3.2 事件驱动的组件调试技术研究  40-45
    3.2.1 组件的事件调度方式  40-42
    3.2.2 事件驱动的组件调试方法  42-45
  3.3 基于YH-SUPE 持久机制的错误重现方法研究  45-51
    3.3.1 YH-SUPE 回滚框架研究  45
    3.3.2 YH-SUPE 持久机制研究  45-48
    3.3.3 组件运行时的错误重现方法  48-51
  3.4 本章小结  51-52
第四章 基于YH-SUPE 的PDES 组件调试框架的设计与实现  52-70
  4.1 设计的指导思想和实现的主要功能  52-53
    4.1.1 设计指导思想  52-53
    4.1.2 实现的主要功能  53
  4.2 体系结构和功能模块  53-54
    4.2.1 体系结构  53-54
    4.2.2 功能模块  54
  4.3 主体框架的设计实现  54-57
    4.3.1 主体框架的界面设计  54-56
    4.3.2 配置文件的格式定义  56-57
  4.4 调试代码生成器的设计实现  57-61
    4.4.1 总体结构及功能模块  57-58
    4.4.2 调试代码生成器界面设计  58-59
    4.4.3 自动生成调试代码的实现  59-61
  4.5 组件调试器的设计实现  61-69
    4.5.1 总体结构及功能模块  61-62
    4.5.2 组件调试器的界面设计  62-64
    4.5.3 事件驱动的调试方法的实现  64-67
    4.5.4 错误重现方法的实现  67-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章 基于YH-SUPE 的PDES 组件调试框架的测试及扩展  70-80
  5.1 基于YH-SUPE 的PDES 组件调试框架测试  70-78
    5.1.1 调试代码生成器的功能测试  70-72
    5.1.2 组件调试器的功能测试  72-75
    5.1.3 应用实例测试  75-78
  5.2 基于YH-SUPE 的PDES 组件调试框架扩展  78
  5.3 本章小结  78-80
第六章 结束语  80-82
  6.1 全文工作总结  80-81
  6.2 工作展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
作者在学期间取得的学术成果  86

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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