Gemeinsame Variablen in verteilter Simulation

Überblick

Verteilte Simulation wird auf einem Mehrrechnersystem ohne gemeinsamen Speicher ausgeführt. Daher muß ein verteiltes Simulationsmodell in Teilmodelle mit disjunkten Zustandsräumen partitioniert werden, welche jeweils von einem logischen Prozeß ausgeführt werden. Aus Modellierersicht ist diese strikte Disjunktheit jedoch oft unerwünscht. Zwar läßt sich im Prinzip jedes Modell derart partitionieren, aber eine Partitionierung inhärent globaler Daten führt üblicherweise zu einer Replikation der Daten und vielen benutzerspezifizierten Ereignissen, um diese Replikate konsistent zu halten [WHB90a, WIJ89a]. Dies ist jedoch nicht nur fehleranfällig, sondern führt auch zu Simulationsmodellen, die nur schwer zu verstehen und zu warten sind. Aus Anwendungssicht würde man oft gerne gemeinsame Daten zwischen mehreren logischen Prozessen zur Verfügung haben; in [CCU90a, GHF91a, LXJB90a] werden beispielsweise Simulationsanwendungen beschrieben, die sich mit gemeinsamen Variablen für räumlich benachbarte Sektoren einer Modellwelt einfacher realisieren lassen. Diese Beobachtungen motivieren eine Untersuchung über mögliche Ansätze, logisch gemeinsamen Speicher konsistent in verteilte Simulation zu integrieren.

Zu diesem Zweck wird in diesem Kapitel zunächst eine adäquate Abstraktion von verteilten Simulationsmodellen eingeführt. Nach einer kurzen Diskussion über naheliegende, scheinbar praktikable Lösungen wird gezeigt, wie die in Kapitel 6 vorgestellten grundsätzlichen Schemata zur Realisierung eines logisch gemeinsamen Speichers in verteilten Systemen auf verteilte Simulation übertragen werden können. Es werden sowohl Verfahren für konservative als auch für optimistische verteilte (und parallele) Simulation vorgestellt. Diese neuen Algorithmen wurden in dem in Kapitel 3 beschriebenen DSL-System realisiert. Ein empirischer Vergleich der Algorithmen und eine Diskussion verwandter Arbeiten beschließen die Diskussion. Auszüge aus diesem Kapitel wurden im Rahmen eines eingeladenen Beitrags des Autors auf einer internationalen Tagung vorgestellt [MEH93c].