Sincronização de alto desempenho para um ambiente de co-simulação

• Autor(a) principal: Oliveira, Nuno Filipe da Silva
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/15644
• topic: Co-Simulação; Sincronização; Sincronização por Tempo; Sincronização por Eventos; Desempenho; Co-Simulation; Synchronization; Time-Driven; Event-Driven; Performance

A Co-Simulação oferece grandes benefícios na integração de sistemas ciber-físicos e na análise de comportamento de código, permite que os vários subsistemas e a sua cooperação sejam testados durante o desenvolvimento através de um processo controlado de simulação. No entanto, ainda existem desafios com ambientes de co-simulação, como a obtenção de resultados de simulação de forma expedita e a eficaz sincronização dos referidos sub-sistemas. Geralmente existe um compromisso entre os dois. De forma geral, é possível distinguir dois métodos de sincronização, sendo eles sincronização por tempo ou por eventos, tendo cada um deles as suas vantagens e desvantagens para cenários de simulação diferentes. A Co-Simulação pode ser considerada uma simulação distribuída e, por essa razão, herda problemas inerentes ao campo de computação distribuída, entre os quais a sincronização de relógios. A empresa que se propôs a desenvolver o presente tema em parceria com o ISEP, Critical TechWorks, possui uma implementação funcional de um ambiente de co-simulação com um método de sincronização baseado em tempo. O desafio principal desta tese consiste em explorar a implementação outros métodos com vista a compreender e comparar as suas vantagens e desvantagens, e se possível obter um desempenho melhor do que o atual em termos de tempo de computação e produção de resultados. Os trabalhos de Leslie Lamport ampliaram a visão de como o conceito de eventos pode ser útil para sincronizar relógios em ambientes distribuídos. Ainda assim esses trabalhos não oferecem por si só uma solução para capturar causalidade. Para solucionar esse problema surgiram relógios de vetor, que usam como base os trabalhos de Lamport e que permitem de facto capturar causalidade entre eventos. Aproveitando esse conhecimento científico, a presente tese propõe uma solução de sincronização baseada em eventos para um ambiente de simulação. A solução apresentada reduz a sobrecarga gerada pelo método de sincronização atual. Nos cenários de teste realizados a solução implementada tende a produzir resultados em menor tempo para os mesmos cenários, comparativamente com a solução existente.