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

Diplomarbeit aus dem Jahr 1999 im Fachbereich Informatik - Angewandte Informatik, Note: 1, Technische Universität Graz (Institut für Mechanik), Sprache: Deutsch, Abstract: Einleitung

Die Simulation ist heute ein taugliches Mittel, um reale Vorgänge nachzubilden und zu analysieren. Der Grad der Übereinstimmung zwischen Simulation und Realität hängt dabei von den berücksichtigten Parametern und der verlangten Rechengenauigkeit ab. Leider steigt mit der gewünschten Übereinstimmung aber auch der Rechenaufwand und die Rechenzeit. Um letztere zu verringern, wurden Parallelisierungsansätze entworfen, bei welchen die Rechenlast auf
mehrere Prozessoren verteilt wird. Eine Möglichkeit ist es, das Modell in mehrere Teilmodelle zu zerlegen. Diese können dann unterschiedlichen Prozessoren zugeordnet werden. Die
Teilmodelle werden durch einzelne Komponenten repräsentiert, die über ein geeignetes Medium miteinander kommunizieren. Ein weiterer Aspekt, der sich durch das Bilden dieser Komponenten ergeben kann, ist ein Steigern der Übersichtlichkeit und Wartbarkeit. Aus der
notwendigen eindeutigen Festsetzung der Aufgaben jeder einzelnen Komponente ergeben sich überschaubare Einzelprogramme und klar definierte Schnittstellen zur Kommunikation untereinander.

Ziel dieser Arbeit soll es sein, eine verteilte Simulation zu erstellen, deren Vorteile gegenüber einer monolithischen Simulation aufgezeigt werden. Es wurde dafür bewußt ein einfaches Beispiel gewählt, um das Augenmerk auf die verwendeten Verteilungsstrategien und nicht auf die Erklärung des Modells als mechanisches System zu lenken.
In dieser Arbeit werden zwei unterschiedliche Parallelisierungs-konzepte vorgestellt. Ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden liegt darin, ob die Kausalordnung verletzt werden darf oder nicht. Das erste Konzepte verletzt die Kausalordnung nicht und entspricht der Definition eines konservativen Verfahrens. Das zweite Konzept entspricht der Definition eines optimistischen Verfahrens. Dafür muß die Möglichkeit einer kurzzeitigen Verletzung der
Kausalordnung berücksichtigt werden, was einen gewissen Mehraufwand bedeutet. Zu beiden Konzepten ist ein Monitor implementiert worden. Die erzielten Ergebnisse in Bezug auf Rechenzeit,
Prozessorauslastung und verbundenen Aufwand wurden anschließend miteinander verglichen. Das gesamte Modell wurde als CORBA-Anwendung implementiert, wobei C++ als Programmiersprache genutzt wurde.
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