HLA[高級體系結構]

HLA（高級體系結構，High Level Architecture)，在美國國防建模與仿真辦公室（DMSO）1995年10月制定的建模與仿真主計畫（MSMP）中，提出了未來建模/仿真的共同技術框架。

簡介

它包括三個方 面：高層體系結構（HLA）、任務空間概念模型（CMMS）和數據標準（DS）。它們的共同目標是實現仿真間的互操作，並促進仿真資源的重用，具體地說， 就是通過計算機網路使得分散分布的各仿真部件能夠在一個統一的仿真時間和仿真環境下協調運行，且可以重複使用。HLA的基本思想就是使用面向對象的方法， 設計、開發及實現系統不同層次和粒度的對象模型，來獲得仿真部件和仿真系統高層次上的互操作性與可重用性。

1996年8月DMSO正式公布了HLA的定義和規範。經過改進完善，HLA的規則、接口規範、對象模型模板三項內容已在2000年9月22日由美國 IEEE標準化委員會正式定為IEEE1516， IEEE1516.1，IEEE1516.2 HLA標準。OMG，北約M&S組織也採納HLA作為標準。

組成

⑴對象模型模板（OMT）：是對仿真中的對象、對象屬性和對象間信息互動的格式和內容進行定義的標準化描述。⑵框架與規則集：HLA共定義了10條規則，描述仿真和聯邦成員的職責，以確保一個聯邦內仿真的正確互動。其中前5條規則規定一個聯邦必須滿足的要求，而後5條規則則是一 個聯邦成員必須滿足的條件。⑶聯邦成員訪問RTI的接口規範：描述在操作過程中的仿真互動方式，提供了盟員與RTI之間功能接口，描述了六類服務，共 101個操作。

模型模板（OMT）

HLA中的對象模型主要用來描述兩類系統，一類是用來描述聯邦中的各個聯邦成員，即創建各單個的HLA仿真的對象模型（SOM）。另一類是用來描述一 個聯邦中相互之間存在信息交換特性的那些聯邦成員，即創建HLA的聯邦對象模型（FOM）。無論是描述SOM還是描述FOM，OMT的主要目的都是為了便於仿真系統的互操作和仿真部件的重用。

OMT作為對象模型的模板規定了記錄這些對象模型內容的標準格式和語法。但對於對象模型如何建立，OMT必須記錄哪些內容，OMT本身並沒有說明。OMT是HLA實現互操作和重用的重要機制之一，由以下幾個表格組成：

·對象模型鑑別表：用來記錄鑑別HLA對象模型的重要信息；

·對象類結構表：用來記錄聯邦/仿真中的對象類及其父類一子類關係；

·互動類結構表：用來記錄聯邦/仿真中的互動類及其父類一子類關係；

·屬性表：用來說明聯邦/仿真中對象屬性的特性；

·參數表：用來說明聯邦/仿真中互動參數的特性；

·枚舉數據類型表：用來對出現在屬性表/參數表中的枚舉數據類型進行說明；

·複合數據類型表：用來對出現在屬性表/參數表中的複合數據類型進行說明；

· 路徑空間表：用來說明一個聯邦中對象屬性和互動的路徑空間；

·FOM/SOM詞典：用來定義各表中使用的所有術語。

當描述一個聯邦或單個仿真系統（聯邦成員）的HLA對象模型時，它們都必須使用上述幾個表。即OMT對聯邦對象模型（FOM）和仿真對象模型 （SOM）都適用。一個HLA對象模型至少要包含一個對象類或互動類，但在某些情況下，描述對象模型的一些表可能是空表。

框架和規則集

⑴ 聯邦應該有一個聯邦對象模型FOM，該FOM應與HLA的OMT相容。FOM是說明HLA聯邦數據交換的手段，它記錄了聯邦成員對於在聯邦運行期間需相互交換的數據的內容、格式及數據交換的條件所達成的協定。

⑵ 在一個聯邦中，FOM中的所有對象應屬於各個成員而不應在RTI中。HLA中，將凡是與仿真有關的對象實體的表達放在聯邦成員中而不是放在RTI中， 但是RTI可以擁有管理對象模型（MOM）中對象實例。

⑶ 在執行聯邦時，各成員中間所有FOM規定的數據交換必須通過RTI進行。HLA中， FOM中描述的對象或互動類的數據，都是聯邦成員之間可能需交換的數據，而成員之間要想實現交換數據，只有藉助於RTI提供的服務。

⑷ 在聯邦執行中，成員應按HLA接口規範與RTI互動，即訪問RTI應遵循接口規範。

⑸ 在聯邦執行中，在任一給定時間，一個對象屬性只能為一個成員所擁有。HLA中，不同成員可以擁有同一個對象實例的不同屬性。為了保證整個聯邦中數據的一致 性，在任意給定時間最多只能讓一個聯邦成員擁有（從而有權改變其值）任意給定的對象實例的屬性。

⑹ 聯邦成員應有一個符合OMT規範的成員對象模型（SOM）。聯邦成員通常由實現仿真功能的仿真系統組成，SOM描述了它們為實現自己的仿真功能，需向外獲取（定購）及本身能向外提供（公布）的信息。

⑺ 成員應能更新和（或）使用其SOM中記錄的對象的屬性，能接收與傳送SOM中記錄的互動。聯邦成員在聯邦運行中向其它成員公布自己所負責建模的對象的屬性 的數值，及藉助於RTI提供的服務接收自己想要的來自其它成員的屬性數據是各個聯邦成員的責任。

⑻ 成員應按SOM中的規定，在聯邦執行中動態地轉移與接收屬性的所有權。對HLA聯邦來說，實際仿真劇情的實現，常常要在具體的聯邦成員之間進行對象屬性所 有權動態轉換，RTI通過"所有權管理"提供相應的服務，而具體的實現是聯邦成員之間的責任與合作。

⑼ 成員應按SOM中的規定，更新對象屬性的條件（如改變閥值）。HLA讓擁有某些對象屬性所有權的成員有權產生這些屬性的不斷變化的值（往往通過模型的解算得到），並由它負責通過RTI將不斷公布這些屬性值，從而使定購這些屬性的其它成員能得到這些屬性的值。

⑽ 成員應能管理局部時間，從而保證它能協調地與聯邦中的其它成員交換數據。HLA通過時間管理服務給聯邦成員提供了靈活的仿真時間推進的方法，從而使HLA 可以適用於連續、離散或混和類型的仿真。但它需要聯邦成員自己管理自己的邏輯仿真時間（本地時間）。