探究基于并行的電子信息裝備效能可視化分析論文
摘 要：電子信息裝備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)科技水平的要求高。基于并行的電子信息裝備，突破了原有電子信息裝備的局限，在國(guó)產(chǎn)集群環(huán)境這一基礎(chǔ)上，建立了可視化的分析平臺(tái)，對(duì)電子計(jì)算機(jī)裝備的性能進(jìn)行分析與研究。并且能夠設(shè)置虛擬的環(huán)境，通過(guò)觀察電子設(shè)備的運(yùn)行效果，找到合理的方法對(duì)其系統(tǒng)與效能進(jìn)行優(yōu)化。在現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)上，這一技術(shù)手段將起到重要作用。
關(guān)鍵詞：并行;電子信息裝備;可視化
利用并行加速技術(shù)設(shè)計(jì)的電子信息裝備，通過(guò)可視化的效能分析平臺(tái)，可以將其推演過(guò)程與復(fù)雜的電磁環(huán)境進(jìn)行展示，三維立體的仿真空間模型，可以直觀的看到電子信息裝備的系統(tǒng)與運(yùn)行。這種并行仿真技術(shù)的使用，可以使技術(shù)人員對(duì)電子信息裝備的效能給予科學(xué)客觀的評(píng)價(jià)，并提出系統(tǒng)優(yōu)化的方法。
一、電子信息裝備的效能分析平臺(tái)
對(duì)電子信息裝備進(jìn)行效能分析的平臺(tái)由三個(gè)模塊組成，分別是建設(shè)仿真場(chǎng)景使用的編輯器、效能可視化分析與并行仿真系統(tǒng)。模塊間的數(shù)據(jù)傳遞通過(guò)文件傳輸?shù)男问竭M(jìn)行，并且各模塊可以直接對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)里面的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)�；A(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)包含了眾多信息，如：電子信息裝備的相關(guān)參數(shù)、基礎(chǔ)地理信息、目標(biāo)散射特性與輻射源信息等。網(wǎng)絡(luò)可以將并行仿真模塊與性能較高的并行計(jì)算機(jī)連接到一起，仿真場(chǎng)景的建立可以直觀的對(duì)電子信息裝備的體系對(duì)抗過(guò)程進(jìn)行分析。
這一成果有三個(gè)重要特點(diǎn)，其一，在建模與仿真這一系統(tǒng)上自主可控，其建立的基礎(chǔ)完全是國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。其二，這一設(shè)計(jì)是第一次將建模、仿真體系與并行計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái)，這樣的結(jié)合使系統(tǒng)效率得到有效的提升，使建模方法能夠適用于并行計(jì)算機(jī)，建立了非因果事件與獨(dú)立分解并行的體系;并且該平臺(tái)還可以對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電子環(huán)境進(jìn)行分析，即使環(huán)境復(fù)雜，也可以準(zhǔn)確得出有效信息。最后一點(diǎn)，通過(guò)平臺(tái)分析可以得出很多有效的信息，這些信息涵蓋面廣、準(zhǔn)確率高、直觀且真實(shí)，可以應(yīng)用到電子信息裝備的研究中。
二、電子信息裝備的并行技術(shù)
電子信息裝備的并行技術(shù)是在國(guó)產(chǎn)高性能集群的基礎(chǔ)上，對(duì)電磁環(huán)境有關(guān)的計(jì)算過(guò)程與電磁仿真的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行并行化處理。
1.并行仿真法
電磁環(huán)境一般來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜，因此需要對(duì)電子信息裝備進(jìn)行仿真化對(duì)抗建模。裝備的并行仿真法就是用層次化的一種組織結(jié)構(gòu)建立電磁模型。較為典型的常見(jiàn)電子設(shè)備包括電臺(tái)、雷達(dá)、干擾機(jī)等。
2.并行計(jì)算法
并行計(jì)算法用于對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的分析，這也是對(duì)電子信息裝備所具有的效能進(jìn)行分析的重要手段之一。隨著科技的迅猛，電子信息裝備將被越來(lái)越多的應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)上，因此戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境具有復(fù)雜性。要想將電子信息裝備的`功能發(fā)揮到最大化，就要科學(xué)的分析戰(zhàn)場(chǎng)上的所形成的電磁環(huán)境。傳統(tǒng)的計(jì)算加速發(fā)很難滿足戰(zhàn)爭(zhēng)需要，而并行計(jì)算則具有很高的性能，可以滿足對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上的電磁環(huán)境進(jìn)行分析的要求，它具有多CPU的特點(diǎn)。
三、電子信息技術(shù)裝備效能的可視化
對(duì)電子信息技術(shù)裝備所具有的效能進(jìn)行可視化的分析，主要是依靠仿真技術(shù)集成三維的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。通過(guò)對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并分析，利用多種算法來(lái)進(jìn)行電磁環(huán)境的三維圖像繪制與建模。最主要、最典型的有兩種方法。
第一種是多層等值面繪制，是一種應(yīng)用較廣的方法，它可以展現(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的外觀輪廓。這種方法在建模時(shí)會(huì)對(duì)體數(shù)據(jù)中一些特定數(shù)值進(jìn)行提取，也就是找到等值曲面信息，從而根據(jù)這些數(shù)據(jù)建立三維立體的輪廓模型。這種繪制方法不僅可以將輪廓的信息準(zhǔn)確展現(xiàn)出來(lái)，還要較高的繪制效率。這種繪制手段需要對(duì)等面值進(jìn)行提取，常用方法叫做MC方法，它會(huì)將體數(shù)據(jù)分解成多個(gè)六面體，對(duì)每個(gè)六面體都構(gòu)建出等值面，最后將數(shù)據(jù)綜合，形成整體的輪廓。與單層等值面繪制方法相比這種方法可以對(duì)體數(shù)據(jù)的內(nèi)部細(xì)節(jié)進(jìn)行保留。
另一種是直接體繪制，這種方法比較典型，它是在光線投射的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。由于它能夠?qū)w數(shù)據(jù)的內(nèi)部特征細(xì)節(jié)信息進(jìn)行展示，它已經(jīng)成為了仿真模型繪制的重要方法之一。將光線投射出去后，光線會(huì)穿過(guò)體數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多個(gè)采樣點(diǎn)并得到累計(jì)的采樣數(shù)據(jù)，最后光照模型就可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)構(gòu)建出包涵體數(shù)據(jù)信息的二維圖像。這種方法可以保證數(shù)據(jù)信息的完整性，將細(xì)節(jié)信息表現(xiàn)出來(lái)。
四、結(jié)語(yǔ)：
基于并行的電子信息裝備可視化效能分析平臺(tái)，運(yùn)用并行仿真等技術(shù)可以對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上極為復(fù)雜的電磁環(huán)境進(jìn)行分析、可以為電子信息裝備本身的性能進(jìn)行建模并分析、能夠繪制體數(shù)據(jù)的二維與三維圖像。它具有多種功能，如果將這一技術(shù)進(jìn)行推廣與應(yīng)用，將對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)起到深遠(yuǎn)的影響。
參考文獻(xiàn)：
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