面向服務的云仿真平臺基礎支持仿真軟件研究
發(fā)布時間：2021-11-07 23:51
復雜工程仿真驗證是降低研發(fā)成本、提高工程質量、加快研發(fā)進度的重要手段,仿真軟件平臺是仿真技術的基本保證,云計算為仿真技術的變革提供了新的動力。本文將云計算技術與計算機仿真技術相結合,在充分剖析開源仿真軟件SCILAB/XCOS基礎上,面向航天系統仿真應用,開發(fā)了面向服務的航天系統應用的云仿真平臺和軟件。在本研究中主要完成了如下工作:（1）云仿真平臺的構建,立足于面向服務的架構,整合多種仿真資源,對應用于航天系統的云仿真平臺的進行設計,合理調度資源池,并基于Docker的虛擬化實現云仿真平臺的構建工作。（2）在充分剖析仿真軟件SCILAB/XCOS基礎上,構建并添加航天系統仿真功能包,基于眾多開源矩陣計算庫設計并完成仿真軟件空間智能機器人操作系統（SiROS）軟件的研發(fā),能夠實現對常規(guī)航天模擬任務的仿真推演。（3）基于SiROS軟件接口實現核心仿真計算功能,采用Swing Java和JGraphx技術設計并實現了SiROS仿真推演人機交互功能,能夠實現航天仿真任務可視化操作�；谏鲜龉ぷ�,本文初步實現了面向服務的航天系統云仿真平臺以及基礎支持仿真軟件的基本功能,對航天器簡單的在軌運行,仿...
【文章來源】：中北大學山西省
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
面向服務的云仿真系統組成圖
中北大學學位論文10推演與虛擬實驗平臺。云平臺的硬件及網絡環(huán)境的物理規(guī)劃設計如圖2-2所示。圖2-2硬件物理結構及網絡環(huán)境示意圖Fig2-2Schematicdiagramofhardwarephysicalstructureandnetworkenvironment數據集群是基于Hadoop的數據庫云服務系統。數據集群中的模型數據和核心算法程序由分布式文件系統HDFS進行管理，仿真任務推演產生的仿真結果數據由非結構化數據庫HBase儲存管理，而仿真任務所需的事務類數據由MySQL通用關系型數據庫進行存儲和操作。這樣的設計使得數據的管理既統一又高效[36]，可充分發(fā)揮不同數據庫針對不同類型數據的管理和儲存優(yōu)勢，為用戶終端的仿真任務推演開放良好的基礎數據獲取性能。計算集群是以PaaS模式為架構搭建的私有云，以資源服務的形式為用戶提供諸如建模仿真工具（包括仿真算法、仿真引擎和仿真模型）和可視化仿真演示等功能服務，以實現仿真資源的共享與重用。計算集群遵照面向服務、開放、開源的平臺設計理念，滿足不同建模仿真用戶的需求，實現多學科復雜建模的高效仿真任務。
中北大學學位論文11圖2-3SOA云仿真系統平臺的物理結構Fig2-3PhysicalstructureofSOAcloudsimulationsystemplatform數據集群和計算集群兩者的高效組合以及與仿真用戶終端形成了如圖2-3所示的面向服務的云仿真平臺的物理架構模型。2.2.2軟件架構及環(huán)境配置云平臺的系統軟件基于“Xenserver＋Linux＋Docker＋Hadoop＋App”等多種開源軟件體系結構[37]，能適應于大部分的硬件環(huán)境，且能夠進行多維度的硬件資源擴展，能夠隨著使用范圍的擴大而不斷更新硬件條件。平臺采用此架構能夠發(fā)揮云計算技術中的性能特性，解決在實際仿真推演中系統對各部分的資源分配管理難題，能夠滿足使用者不同的仿真任務需求，使得用戶不再考慮底層的問題而專注于自身科研算法的創(chuàng)新與開發(fā)。從云計算體系架構的角度來看，面向服務的云仿真平臺綜合考慮了系統應用的運行要求，因此在結合了仿真任務推演的各個業(yè)務環(huán)節(jié)的應用特點后，對不同的業(yè)務環(huán)節(jié)采用了不同形式、不同等級的虛擬化、資源池化策略[38]；平臺的服務策略不僅包含了常見的IaaS、PaaS、SaaS，更創(chuàng)新性的采用了數據儲存即服務（DSaaS）的框架。云平臺中系統軟件架構如圖2-4所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電信運營商數據庫PaaS云平臺研究與實現[J]. 司煒. 中國新通信. 2020(04)
[2]基于ZigBee技術的智能家居系統設計[J]. 王金宇,曹繼睿. 科技經濟導刊. 2019(29)
[3]HOS:一種基于HBase的分布式存儲系統設計與實現[J]. 季一木,張寧,堯海昌,李奎,李航,劉尚東,王汝傳. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2019(05)
[4]基于SaaS模式的中子學計算云平臺設計與實現[J]. 李中陽,吳斌,俞盛朋,郝麗娟,宋婧,龍鵬程,吳宜燦. 核技術. 2019(10)
[5]基于HDFS的高校教學實踐信息資源整合系統設計[J]. 黃麗娟,鄒文君,吳凡. 現代電子技術. 2019(19)
[6]空間碎片環(huán)境動態(tài)可視化軟件開發(fā)[J]. 劉磊,桑吉章,雷祥旭,李懷鋒,賀東雷. 測繪地理信息. 2019(05)
[7]基于Web仿真的Windows交互式操作實踐研究[J]. 崔青,石剛,劉淑嫻,王崇國. 數字技術與應用. 2019(09)
[8]基于多核調度的實時仿真平臺架構研究[J]. 佟佳慧,劉金,張津源,張永祥. 系統仿真學報. 2019(08)
[9]航行速度的非線性建模與仿真研究[J]. 魏文英,潘寶柱,楊翠. 艦船科學技術. 2019(14)
[10]基于聯合文件系統的Docker容器遷移方案[J]. 包振山,陳振,張文博. 北京工業(yè)大學學報. 2019(08)
博士論文
[1]仿真模型可移植性規(guī)范的多核并行化研究[D]. 蘇年樂.國防科學技術大學 2010
[2]基于SOA的建模與仿真框架及仿真服務發(fā)現技術研究[D]. 宋莉莉.國防科學技術大學 2009
碩士論文
[1]基于BIM技術的橋梁工程參數化建模及二次開發(fā)應用研究[D]. 沙名欽.華東交通大學 2019
[2]基于SOA的醫(yī)院信息集成管理平臺[D]. 沈奕.浙江工業(yè)大學 2019
[3]基于Scilab和Xcos的在軌服務對象軌道外推研究[D]. 代曾.中北大學 2019
[4]基于Java的超市管理軟件系統的設計與實現[D]. 聶兆慈.黑龍江大學 2018
[5]面向M2M應用的混合多業(yè)務資源調度算法的研究[D]. 鳳菲菲.電子科技大學 2018
[6]適用于微服務架構的企業(yè)應用部署平臺研究[D]. 馬恒.鄭州大學 2018
[7]模塊化方法在企業(yè)軟件實施中的應用與研究：M海運公司“智通”項目為例[D]. 王子涵.浙江工業(yè)大學 2017
[8]基于GNU Radio的圖形化雷達仿真系統設計[D]. 晉良銀.西安電子科技大學 2017
[9]基于數據分發(fā)服務的多學科流程分布式調度研究[D]. 宋健.華中科技大學 2017
[10]基于Docker的私有云主機系統研究與實現[D]. 高原.電子科技大學 2017
本文編號：3482618
【文章來源】：中北大學山西省
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
面向服務的云仿真系統組成圖
中北大學學位論文10推演與虛擬實驗平臺。云平臺的硬件及網絡環(huán)境的物理規(guī)劃設計如圖2-2所示。圖2-2硬件物理結構及網絡環(huán)境示意圖Fig2-2Schematicdiagramofhardwarephysicalstructureandnetworkenvironment數據集群是基于Hadoop的數據庫云服務系統。數據集群中的模型數據和核心算法程序由分布式文件系統HDFS進行管理，仿真任務推演產生的仿真結果數據由非結構化數據庫HBase儲存管理，而仿真任務所需的事務類數據由MySQL通用關系型數據庫進行存儲和操作。這樣的設計使得數據的管理既統一又高效[36]，可充分發(fā)揮不同數據庫針對不同類型數據的管理和儲存優(yōu)勢，為用戶終端的仿真任務推演開放良好的基礎數據獲取性能。計算集群是以PaaS模式為架構搭建的私有云，以資源服務的形式為用戶提供諸如建模仿真工具（包括仿真算法、仿真引擎和仿真模型）和可視化仿真演示等功能服務，以實現仿真資源的共享與重用。計算集群遵照面向服務、開放、開源的平臺設計理念，滿足不同建模仿真用戶的需求，實現多學科復雜建模的高效仿真任務。
中北大學學位論文11圖2-3SOA云仿真系統平臺的物理結構Fig2-3PhysicalstructureofSOAcloudsimulationsystemplatform數據集群和計算集群兩者的高效組合以及與仿真用戶終端形成了如圖2-3所示的面向服務的云仿真平臺的物理架構模型。2.2.2軟件架構及環(huán)境配置云平臺的系統軟件基于“Xenserver＋Linux＋Docker＋Hadoop＋App”等多種開源軟件體系結構[37]，能適應于大部分的硬件環(huán)境，且能夠進行多維度的硬件資源擴展，能夠隨著使用范圍的擴大而不斷更新硬件條件。平臺采用此架構能夠發(fā)揮云計算技術中的性能特性，解決在實際仿真推演中系統對各部分的資源分配管理難題，能夠滿足使用者不同的仿真任務需求，使得用戶不再考慮底層的問題而專注于自身科研算法的創(chuàng)新與開發(fā)。從云計算體系架構的角度來看，面向服務的云仿真平臺綜合考慮了系統應用的運行要求，因此在結合了仿真任務推演的各個業(yè)務環(huán)節(jié)的應用特點后，對不同的業(yè)務環(huán)節(jié)采用了不同形式、不同等級的虛擬化、資源池化策略[38]；平臺的服務策略不僅包含了常見的IaaS、PaaS、SaaS，更創(chuàng)新性的采用了數據儲存即服務（DSaaS）的框架。云平臺中系統軟件架構如圖2-4所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]電信運營商數據庫PaaS云平臺研究與實現[J]. 司煒. 中國新通信. 2020(04)
[2]基于ZigBee技術的智能家居系統設計[J]. 王金宇,曹繼睿. 科技經濟導刊. 2019(29)
[3]HOS:一種基于HBase的分布式存儲系統設計與實現[J]. 季一木,張寧,堯海昌,李奎,李航,劉尚東,王汝傳. 南京郵電大學學報(自然科學版). 2019(05)
[4]基于SaaS模式的中子學計算云平臺設計與實現[J]. 李中陽,吳斌,俞盛朋,郝麗娟,宋婧,龍鵬程,吳宜燦. 核技術. 2019(10)
[5]基于HDFS的高校教學實踐信息資源整合系統設計[J]. 黃麗娟,鄒文君,吳凡. 現代電子技術. 2019(19)
[6]空間碎片環(huán)境動態(tài)可視化軟件開發(fā)[J]. 劉磊,桑吉章,雷祥旭,李懷鋒,賀東雷. 測繪地理信息. 2019(05)
[7]基于Web仿真的Windows交互式操作實踐研究[J]. 崔青,石剛,劉淑嫻,王崇國. 數字技術與應用. 2019(09)
[8]基于多核調度的實時仿真平臺架構研究[J]. 佟佳慧,劉金,張津源,張永祥. 系統仿真學報. 2019(08)
[9]航行速度的非線性建模與仿真研究[J]. 魏文英,潘寶柱,楊翠. 艦船科學技術. 2019(14)
[10]基于聯合文件系統的Docker容器遷移方案[J]. 包振山,陳振,張文博. 北京工業(yè)大學學報. 2019(08)
博士論文
[1]仿真模型可移植性規(guī)范的多核并行化研究[D]. 蘇年樂.國防科學技術大學 2010
[2]基于SOA的建模與仿真框架及仿真服務發(fā)現技術研究[D]. 宋莉莉.國防科學技術大學 2009
碩士論文
[1]基于BIM技術的橋梁工程參數化建模及二次開發(fā)應用研究[D]. 沙名欽.華東交通大學 2019
[2]基于SOA的醫(yī)院信息集成管理平臺[D]. 沈奕.浙江工業(yè)大學 2019
[3]基于Scilab和Xcos的在軌服務對象軌道外推研究[D]. 代曾.中北大學 2019
[4]基于Java的超市管理軟件系統的設計與實現[D]. 聶兆慈.黑龍江大學 2018
[5]面向M2M應用的混合多業(yè)務資源調度算法的研究[D]. 鳳菲菲.電子科技大學 2018
[6]適用于微服務架構的企業(yè)應用部署平臺研究[D]. 馬恒.鄭州大學 2018
[7]模塊化方法在企業(yè)軟件實施中的應用與研究：M海運公司“智通”項目為例[D]. 王子涵.浙江工業(yè)大學 2017
[8]基于GNU Radio的圖形化雷達仿真系統設計[D]. 晉良銀.西安電子科技大學 2017
[9]基于數據分發(fā)服務的多學科流程分布式調度研究[D]. 宋健.華中科技大學 2017
[10]基于Docker的私有云主機系統研究與實現[D]. 高原.電子科技大學 2017
本文編號：3482618
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