[發明專利]一種基于動態負載遷移及時間同步的仿真執行方法及系統

有效

• 申請號: 202010399583.5
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111651866B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 閆飛;黃燕;張柯;陳敏杰
• 申請（專利權）人: 北京華如科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F9/48;G06F9/50;G06F9/54
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 謝靜

一種基于動態負載遷移及時間同步的仿真執行方法及系統，方法在于：建立時間管理器和事件隊列，計算各事件隊列的事件處理耗時，進一步計算事件處理耗時方差，根據事件處理耗時方差判斷采樣值的離散程度，得出是否要對各線程的負載進行動態的再次分配以實現負載的相對平衡，從而實現并行仿真時實際耗時的進一步縮減，從而達到提高仿真效率的目的。

技術領域

本發明涉及模擬仿真領域，具體的，涉及一種動態負載遷移及時間同步的仿真執行方法、系統及存儲介質。

背景技術

在仿真領域中，一個重要的工作就是對事件進行處理。傳統的基于多任務的離散事件并行仿真及時間同步方法，如圖1所示，其特征在于：包括一個時間管理器和多個事件管理器，參與仿真的實體被劃分為多個組，每個組對應著一個事件管理器，一個事件管理器對應一個事件隊列，即一個事件管理器負責管理多個實體遞交的所有事件。仿真開始后，每個事件管理器都向時間管理器發出時間同步的請求，當所有的事件管理器都處于時間同步請求狀態時，所有事件管理器都沒有事件正在執行，隨后時間管理器遍歷所有的事件管理器的當前推進時間和優先級，綜合考慮所有事件管理器提交的事件的執行時刻和優先級進行裁決，找出執行時刻最小，優先級最高的作為全局推進標準，并主動將當前仿真時間推進至該時刻，同時通知所有滿足執行條件的事件管理器準備執行事件，符合條件的事件管理器接收到時間管理器的通知信號后，開始執行當前事件，執行完畢后，該事件管理器再次向時間管理器發出事件同步的請求。

應用于分析論證的仿真系統多采用集中式離散事件仿真，且往往采用多樣本蒙特卡洛仿真方法，要求盡可能快地運行仿真、產生數據，以便在盡可能短的時間內完成大樣本量的仿真計算，因此必須盡可能提高仿真系統的運行效率。現有技術的基于多任務的離散事件并行仿真及時間同步方法，通過事件隊列的線程化管理，使能夠將仿真計算分解為多個并行線程運行，提高了仿真事件執行效率。但多個線程并行運行時，由于各線程中的實體事件耗時不一，而全局時間需要同步，這就意味著所有線程中同一時刻的事件必須都執行完畢了時間才能往前推進，也就意味著時間推進的速度直接受制于多個線程中執行速度最慢的那個線程。如何保證各個線程的事件執行耗時處于旗鼓相當的水平，成為現有技術亟需解決的技術問題，以進一步優化并行執行效率。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于動態負載遷移及時間同步的仿真執行方法及系統。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于動態負載遷移及時間同步的仿真執行方法，其特征在于：

時間管理器和事件隊列建立步驟S110：設置時間管理器和多個事件管理器，每個事件管理器管理一個事件隊列，其中時間管理器協調多個事件管理器，即事件隊列的時間，多個事件管理器包括參與仿真的多個實體，各事件管理器按照時間順序處理事件并向時間管理器請求推進時間并進行仿真處理；

事件處理耗時計算步驟S120：在仿真周期內的每個仿真步長內計算各個事件隊列中每個事件的實際的處理耗時Δt_i；

事件處理耗時方差計算步驟S130：一個仿真步長的多個并發線程執行結束后，即多個事件管理器的事件隊列執行結束后，計算多個事件隊列該仿真步長中的事件處理耗時的算數平均值，進一步求得該仿真步長內該仿真步長的事件處理耗時方差σ²；

負載平衡判斷步驟S140：將事件處理耗時方差σ²與閾值σ₀比較，若方差σ²小于或等于某一特定閾值σ₀，則各事件管理器的各事件隊列在并發時執行事件的負載處于相對平衡的狀態，可保持原狀態繼續執行仿真步驟；如方差σ²大于σ₀，可認為各事件隊列在并發時執行事件的負載處于非平衡的狀態，則可進行負載均衡步驟S150；

負載均衡步驟S150，根據(Δt-M)_i的數值，調整各事件隊列中的實體，從而均衡各事件隊列的負載，然后繼續執行仿真步驟。