Vergleich konservativer und optimistischer Verfahren bei der verteilten Simulation mechanischer Systeme mittels CORBA

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• Verteilte Simulation
  • Anwendungsmöglichkeiten der Simulation
  • Parallelisierung und Verteilung
    • Verteilung
    • Parallelisierung
    • Multitasking und Multithreading
  • Vorgehensweise
  • Festlegung wichtiger Begriffe
    • Die Begriffe Simulationszeit und Rechenzeit
    • Die Begriffe Zustand und Ereignis
  • Zeitdiskrete Simulationen
    • Zeitgesteuerte Datenausgabe
    • Zustandsgesteuerte Datenausgabe
  • Zeitkontinuierliche Simulationen
    • Berücksichtigung von Unstetigkeitsstellen
    • Datenausgabe
  • Unterschiedliche Simulationsverfahren
    • Die Begriffe Kausalität, Kausalordnung und Konservativ
    • Zeitdiskrete konservative Simulationen
    • Kontinuierliche konservative Simulationen
    • Optimistische Simulationsverfahren
  • Vergleich der Verfahren anhand eines Beispiels
    • Aufgabenstellung
    • Aufteilung in Komponenten
    • Zustandsänderungen
    • Konservatives Verfahren
    • Optimistisches Verfahren
    • Vergleich der Rechenzeiten
• Das untersuchte Modell
  • Das gewählte Beispiel
  • Kriterien
    • Entkoppelbarkeit
    • Berücksichtigung von Ereignissen
    • Integrationsverfahren nach Euler
    • Konservatives und optimistisches Verfahren
  • Wählbare Größen
  • Vereinfachende Annahmen
• Simulationskonzept
  • Umwandlung der Bewegungsgleichungen
  • Allgemeines Simulationskonzept
    • System
    • Integrator
    • Zusammenwirken von Integrator und System
    • Berücksichtigung von Unstetigkeitsstellen
  • Umsetzung für die gewählte Simulationsaufgabe
    • Simulationskonzept für das konservative Verfahren
    • Simulationskonzept für das optimistische Verfahren
    • Stoßerkennung
• Einführung in CORBA
  • Die Object Mangment Group OMG
  • Das OMA-Referenzmodell
  • Middleware CORBA
  • Der Sortwarebus ORB
  • Die Schnittstellensprache IDL
  • Server-Aufruf
  • Implementierung eines einfachen Beispiels
    • Aufgabenstellung
    • Schnittstellendefinition
    • Von IDL nach C++
    • Der Server
    • Der Client
• Umsetzung als CORBA-Anwendung
  • Komponenten der CORBA-Anwendung
  • Schnittstelle Integrator
  • Schnittstelle System
  • Schnittstelle Animation
  • Zusammenwirken von Monitor, Integrator und System
• Simulationsversuch
  • Aufgabenstellung
  • Die verwendete Soft- und Hardware
  • Versuchsdurchführung
    • Vergleich der Rechenzeiten und Anzahl der Aufrufe von Calc
    • Vergleich der Prozessorauslastung
• Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung und dem Vergleich von konservativen und optimistischen Verfahren zur verteilten Simulation mechanischer Systeme mithilfe von CORBA. Ziel ist es, die Vorteile einer verteilten Simulation gegenüber einer monolithischen Simulation aufzuzeigen, indem ein einfaches Beispielmodell verwendet wird. Die Arbeit konzentriert sich dabei auf die Verteilungsstrategien und weniger auf die Erklärung des Modells als mechanisches System.

• Vergleich von konservativen und optimistischen Simulationsverfahren
• Einsatz von CORBA zur Realisierung einer verteilten Simulation
• Analyse der Rechenzeit, Prozessorauslastung und des Aufwands der beiden Verfahren
• Entwicklung eines einfachen Modells für die Simulation
• Bewertung der Effizienz und der Vorteile der verteilten Simulation

Zusammenfassung der Kapitel

• Einleitung: Die Einleitung stellt den Forschungsgegenstand, die Zielsetzung und die Relevanz der Arbeit vor. Sie erklärt die Motivation für die Verwendung von verteilten Simulationen und das Konzept der Kausalordnung.
• Verteilte Simulation: Dieses Kapitel definiert die Grundlagen der verteilten Simulation, wie Parallelisierung und Verteilung, und beschreibt verschiedene Ansätze wie Multitasking und Multithreading.
• Festlegung wichtiger Begriffe: Das Kapitel legt wichtige Begriffe wie Simulationszeit, Rechenzeit, Zustand und Ereignis fest und erklärt, wie diese im Kontext der verteilten Simulation verwendet werden.
• Zeitdiskrete Simulationen: Es werden verschiedene Arten von zeitdiskreten Simulationen, wie zeitgesteuerte und zustandsgesteuerte Datenausgabe, vorgestellt.
• Zeitkontinuierliche Simulationen: Dieses Kapitel beleuchtet die Besonderheiten von zeitkontinuierlichen Simulationen, insbesondere die Berücksichtigung von Unstetigkeitsstellen und die Datenausgabe.
• Unterschiedliche Simulationsverfahren: Das Kapitel erläutert die verschiedenen Simulationsverfahren, wie konservative und optimistische Verfahren, und geht auf die Begriffe Kausalität, Kausalordnung und Konservativität ein.
• Vergleich der Verfahren anhand eines Beispiels: Hier werden die beiden Verfahren anhand eines Beispiels verglichen, um die Vor- und Nachteile beider Ansätze aufzuzeigen. Die Rechenzeiten und die Anzahl der Aufrufe werden analysiert.
• Das untersuchte Modell: Das Kapitel beschreibt das verwendete Modell für die Simulation, die Kriterien für die Auswahl des Modells, die wählbaren Größen und die vereinfachenden Annahmen.
• Simulationskonzept: Dieses Kapitel erklärt das generelle Simulationskonzept, die Umsetzung für die gewählte Simulationsaufgabe und die Stoßerkennung.
• Einführung in CORBA: Es werden die Grundlagen von CORBA und die zugehörige Middleware erläutert, einschließlich der Object Mangment Group, des OMA-Referenzmodells und der Schnittstellensprache IDL.
• Umsetzung als CORBA-Anwendung: Dieses Kapitel beschreibt die Implementierung der Simulation als CORBA-Anwendung und zeigt die einzelnen Komponenten, wie den Integrator, das System und die Animation, auf.
• Simulationsversuch: Das Kapitel beschreibt den Simulationsversuch, die verwendete Hard- und Software sowie die Ergebnisse des Versuchs in Bezug auf die Rechenzeit und die Prozessorauslastung.

Schlüsselwörter

Verteilte Simulation, konservative Verfahren, optimistische Verfahren, CORBA, Middleware, Parallelisierung, Kausalordnung, Zustandsänderungen, Rechenzeit, Prozessorauslastung, Simulationszeit, Ereignis, Modellierung, mechanische Systeme.