基于网格的动态数据分发管理算法研究
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中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1003-2738（2012）05-0334-01
摘要：本文研究分析了数据分发管理中的基于网格的方法，并且重点研究了基于网格的动态匹配算法。并用实验证明，基于网格的动态算法能大大提高数据的过滤效率。
一、引言
HLA是由RTI以一种软总线的方式支撑运行，RTI提供了6种基本服务，其中数据分发管理服务在声明管理服务的类过滤的基础上，进一步限制了传送数据的范围，更加精确地过滤无关的数据。数据分发管理中的数据过滤算法优化是提高仿真系统运行效率的重要方法。
数据分发管理有选择地接收已订购的属性值,这样定向订购的数例如，虚拟战场中，武器的探测和作用区域发生交集时才会将数据传送给订购成员，传送的数据只是系统数据的一小部分。并不是始终都传送给订购的成员, 而是在满足一定条件时才发送。
数据分发管理过滤流程中，匹配的算法的选择和使用会直接影响着数据分发管理的过滤效率。
二、基于网格匹配算法及其缺点
（一）基于网格匹配算法及不足。
基于网格的算法是将区域分隔成网格，将每个成员的更新和订购区域映射到路径空间的网格上，通过判断区域是否覆盖了同一个网格来确定哪些订购区域和更新区域是相重叠的，重叠的部分是需要的数据。
当网格划分过大时，会使不相交的网格产生虚假连接。
当网格划分过小时，更新和订购区域会存在一条以上的通道。
（二）基于网格改进静态算法。
目前基于网格静态算法的改进是多是将网格的方法和其他匹配方法相结合，优化网格尺寸等。这些方法能在一定程度上解决网格法的虚假连接和冗余连接的问题。
三、基于网格动态算法
（一）基于网格动态的分配组播地址算法。
动态分配组播地址算法是指将订购区域和更新区域映射到网格上，如果订购区域和更新区域至少映射在同一个公共网格，那么这些个区域再进行进一步的匹配计算，确定是否相交，最后根据订购区域和更新区域重叠的网格来分配动态的分配组播地址。这样可以减少大大减少无关数据的匹配计算和大量冗余数据的传送。
（二）基于网格动态的改变网格大小算法。
静态网格的尺寸的优化算法可以通过合理的网格单元的划分可以提高数据的过滤率。但是随着系统复杂性和规模性的增加，在系统运行之前就划分好网格大小这样的算法已不能提供更好的数据过滤率。
变动尺寸算法是指在仿真过程中网格的划分是动态的，随着系统的数据更新，网格也随之变化，以达到仿真系统最大的数据过滤率和最低的时间开销。
1.动态网格尺寸的选取。
随着网格大小的变化，时间消耗呈现一定的规律。即网格尺寸越小，过滤率越高，但是当网格越小，过滤的花费越高，想要使仿真系统的数据过滤率为最大值时，仿真系统的运行时间也大大增大。随着网格大小的变化，仿真系统的运行时间趋于一个最小值，此时，消耗时间和过滤率处于最优状态，网格的大小是最优的网格尺寸。
2.动态算法的流程设计。
动态算法实现步骤如下：
①确定路径空间，并计算其的大小；
②将路径空间初步划分网格；
③将公布区域和订购区域映射到网格上；
④判断公布区域和订购区域是否覆盖同一网格；
⑤按照动态组播分配算法先初步过滤下无关虚假连接网格，并且分配组播；
⑥对剩下的覆盖公共单元格的公布区域和订购区域进行匹配，计算匹配次数和匹配时间；
⑦变动网格尺寸，返回③，确定tmin；
⑧判断上一个时刻组播地址分配情况，如果公共单元格已经分配组播，就进行下一步骤；如果没有分配组播地址则分配组播地址。
⑨使用动态尺寸法比较判断是否最小值，如果是就推进仿真，不是最小值就重新划分网格，返回步骤③。
（三）示例。
以1024x1024为例的二维路径空间，随机产生一定量的候选区域，并产生一个待匹配区域，在这里所有的区域都默认为正方形。如图1、图2，随机生成候选区域99个，利用静态网格法把区域划分为3*3，用动态网格尺寸算法计算最优网格数，最后输出过滤的时间。
图1使用静态网格匹配法进行过滤，只有待匹配区域和候选区域有相交的网格才会被发送给订购方，因此，没有相交的网格就不会进行匹配，减少了匹配次数。
图2使用动态网格匹配法，计算出合适的网格数后，再进行匹配，比静态算法更为精确，达到时间的最优。
图1静态网格法划分网格
图2动态网格法划分网格
四、结论
目前的数据分发管理算法大部分是具有静态的结构或者简单的动态过滤能力。随着数据分发管理的发展趋势来看，可以分析出现代数据分发管理的发展趋势是逐渐趋于动态结构，灵活运用组播地址等。
动态网格算法有如下优点：
①组播地址利用率高，防止了组播重用；
②利用网格算法降低了大规模系统中算法的复杂度；
③保证了过滤率的同时也保证了过滤时间的最优；
同时也在一些方面存有不足：
①动态分配组播的时候需要对公布区域和订购区域进行匹配计算；
②在动态尺寸方法中，需要反复和最小值进行比较，改变网格大小，这个可能会增加运行时间。
参考文献：
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