INPE-9664-NTC/357

SIMULAÇÃO DISTRIBUÍDA: O QUE É POTENCIAL DA “ HLA “E “ WEB SIMULATION ”.

Gilberto da Cunha Trivelato

INPESão José dos Campos

2003

RESUMO

Esta nota técnica apresenta em Português uma introdução sobre simulação distribuída

com ênfase na arquitetura “High Level Architecture” (HLA) e em simulação na Web

(“Web Simulation”). São apresentados resumidamente: 1) conceitos básicos de

simulação distribuída; 2) um histórico sobre o esforço do “Department of Defense”

(DoD) dos EUA na área de simulação distribuída; 3) a descrição da arquitetura HLA,

incluindo “Framework and Rules”, “Federation Interface Specification” e “HLA Object

Model Template (OMT)”; 4) conceitos sobre simulação na Web incluindo simulação

como hipermídia, metodologias de pesquisa em simulação, programas de acesso à

simulação baseada na Web, modelagem e Simulação Distribuída, e simulação da

WWW; 5) a conexão entre HLA e Simulação na Web; e 6) os desenvolvimentos

desejados nos próximos anos para Simulação na WWW nas aplicações: Educação e

Treinamento, Aplicações Militares, Saúde Pública, Transportes, Construção e

Fabricação, Distribuição e Logística, e Indústria Aeroespacial.

Palavras Chave: Simulação Distribuída, HLA, Simulação na Web, Educação e

Treinamento, Aplicações Militares, Saúde Pública, Transportes, Construção e

Fabricação, Distribuição e Logística, Indústria Aeroespacial.

ABSTRACT

This technical note presents in Portuguese language an introduction to distributed

simulation with emphasis in High Level Architecture (HLA) and Web Simulation. It

presents briefly: 1) basic concepts in distributed simulation; 2) historical efforts of the

USA Department of Defense (DoD) in the distributed simulation area; 3) HLA

description, including Framework and Rules, Federation Interface Specification, and

HLA Object Model Template (OMT); 4) concepts about Web simulation including

simulation as hypermedia, simulation research methodology, web-based access to

simulation programs, distributed modeling and simulation, and simulation of the

WWW; 5) connections between HLA and Web Simulation; and 6) the expected

development in near future in Web Simulation in the following applications: Training

and Education, Military Applications, Public Health, Transportation, Construction and

Manufacturing, Distribution and Logistics, an Aerospace Industry.

Keywords: Distributed Simulation, HLA, Web Simulation, Training and Education,

Military Applications, Public Health, Transportation, Construction and Manufacturing,

Distribution and Logistics, an Aerospace Industry.

SUMÁRIO

Pág.

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................ 4LISTA DE TABELAS............................................................................................................ 5LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS ............................................................................ 61 SIMULAÇÃO PARALELA E DISTRIBUÍDA....................................... 72 O DEPARTAMENTO DE DEFESA AMERICANO (DOD) E A

SIMULAÇÃO DISTRIBUÍDA............................................................. 83 HLA........................................................................................................ 103.1 IEEE P1516 – “Framework and Rules” .................................................113.1.1 Federado ....................................................................................................... 113.1.2 Federação...................................................................................................... 113.1.3 Regras aplicáveis a federações ..................................................................... 123.1.4 Regras aplicáveis a federados....................................................................... 123.2 IEEE P1516.1 – “Framework and Rules Federation Interface

Specification” ......................................................................................133.2.1 “Federation Management”............................................................................ 133.2.2 “Declaration Management” .......................................................................... 133.2.3 “Object Management” .................................................................................. 133.2.4 “Ownership Management” ........................................................................... 133.2.5 “Time Management” .................................................................................... 143.2.6 “Data Distribution Management”................................................................. 153.2.7 “Support Services” ....................................................................................... 153.2.8 “Management Object Model” (MOM)......................................................... 153.2.9 Federation Execution Data (FED) ................................................................ 153.3 IEEE P1516.2 – “HLA Object Model Template” (OMT)......................153.3.1 “Object Model Template” (OMT)................................................................ 163.3.2 “Federation Object Model” (FOM) .............................................................. 163.3.3 “Simulation Object Models” (SOM) ............................................................ 174 “WEB SIMULATION”.......................................................................... 184.1 Simulação como Hipermídia ..................................................................184.2 Metodologias de Pesquisa em Simulação...............................................184.3 Programas de Acesso à Simulação Baseada na Web .............................194.4 Modelagem e Simulação Distribuída .....................................................194.5 Simulação na WWW ..............................................................................195 HLA E WEB SIMULATION................................................................. 216 CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS....................................................... 216.1 Educação e Treinamento ........................................................................216.2 Aplicações militares ...............................................................................226.3 Saúde Pública .........................................................................................226.4 Transportes .............................................................................................226.5 Construção e Fabricação.........................................................................226.6 Distribuição e Logística..........................................................................226.7 Indústria Aeroespacial ............................................................................23REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 24

4

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1.1 - Classes de computadores paralelos e distribuídos (Fonte: Fujimoto(2000)). ........................................................................................................ 8

FIGURA 3.1 - Arquitetura HLA. ................................................................................... 11

5

LISTA DE TABELAS

TABELA 1.1 - Diferenças entre computadores paralelos e distribuídos. ........................ 7TABELA 4.1 - Tópicos de interesse da área “Web-Simulation.” .................................. 20

6

LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS

ADL - Advanced Distributed Learning

ALSP - Aggregate Level Simulation Protocol

CORBA - Common Object Request Broker Architecture

DIS - Distributed Interactive Simulation

DMSO - Defense Modeling & Simulation Office

FED - Federation Execution Data

FOM - Federation Object Model

HLA - High Level Architecture

IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers

IS - Interface Specification

M&S - Modeling & Simulation

MOM - Management Object Model

OMT - Object Model Template

RTI - Run Time Infrastructure

SIMNET - SIMulator NETworking

SIMD

SOM - Simulation Object Model

VV&A - Verification, Validation and Accreditation

7

1 SIMULAÇÃO PARALELA E DISTRIBUÍDA

Constantemente o conceito de Simulação Distribuída é confundido com Simulação Paralela

da mesma forma que Processamento Distribuído é confundido com Processamento Paralelo.

Esses conceitos estão intimamente ligados e, desta forma, é necessária a compreensão das

diferenças entres computadores de processamento paralelo e computadores de

processamento distribuído para a compreensão das diferenças entre as correspondentes

simulações.

Recentemente a distinção entre computadores de processamento paralelo e distribuído

tornou-se nebulosa com o advento das redes de “workstations”, formadas por um grupo de

“workstations” interconectadas através de portas de alta velocidade confinadas em uma

mesma sala. Considerando que essas novas técnicas de interconexão não usam os protocolos

tradicionais de comunicação, o conjunto formado por elas é considerado como um

computador paralelo. O atraso de comunicação (“latency time”) entre as máquinas é a

propriedade mais importante para diferenciar computadores paralelos e distribuídos. Este

atraso é tipicamente de alguns micro-segundos a dezenas de mili-segundos em computadores

paralelos e, muito maior em computadores distribuídos principalmente devido às longas

distâncias físicas que o sinal deve atravessar e à complexidade do software de protocolos de

comunicação necessário para se efetivar a conexão.

Apresentamos na TABELA 1.1 as principais diferenças entre estas duas categorias de

computadores.

TABELA 1.1 - Diferenças entre computadores paralelos e distribuídos.

Propriedade Computadores Paralelos Computadores DistribuídosDistribuição física Salas Prédio até global

Processadores Semelhantes Diferentes

Rede de comunicação Dedicadas LAN ou WAN comercial

Atraso de comunicação Menor que 100 ms De 100 ms até segundos

De uma maneira geral, segundo o tipo de processamento, os computadores podem ser

subdivididos nas categorias apresentadas na FIGURA 1.1.

8

Simulações executadas em computadores com vários processadores utilizando “shared

memory”, multicomputadores com memória distribuída ou máquinas SIMD são definidas

como programas de simulação paralela.

FIGURA 1.1 - Classes de computadores paralelos e distribuídos (Fonte: Fujimoto (2000)).

Simulações executadas em computadores distribuídos são definidas como simulação

distribuída. A simulação distribuída é usada com objetivos analíticos ou mais popularmente

para a construção de ambientes virtuais distribuídos. Considerando que a construção de

ambientes virtuais é a aplicação bem mais comum encontrada na literatura, às vezes, o termo

“simulação distribuída” referindo-se exclusivamente a ambientes virtuais distribuídos.

2 O DEPARTAMENTO DE DEFESA AMERICANO (DoD) E A SIMULAÇÃO

DISTRIBUÍDA

Um dos mais antigos usos da simulação é a aplicação do exercício preparatório da guerra, de

onde surgiram os fundamentos da Pesquisa Operacional. No mundo moderno, após o

advento dos computadores, o Ministério da Defesa dos EUA (“US Department of Defense”)

DoD comandando a mais poderosa máquina de guerra jamais vista na Terra, tornou-se o

maior usuário e também maior pesquisador da área de simulação. O uso, pesquisas e

avanços aconteceram tanto na área de Sistemas Discretos como na área de Sistemas

Dinâmicos embora em áreas distintas ou, até mesmo, em forças distintas.

9

As primeiras simulações militares distribuídas para ambientes virtuais começaram na

década de 80 com o projeto denominado SIMNET (“SIMulator NETworking”) que viria

mais tarde tornar-se “Distributed Interactive Simulation” (DIS) onde eram definidos os

padrões para suportar a interoperabilidade entre simuladores de treinamento autônomos em

ambientes de simulação distribuídos geograficamente. O segundo maior impulso a partir do

SIMNET foi o protocolo ALSP (“Aggregate Level Simulation Protocol”) que expandiu o

conceito de interoperabilidade para simulações de jogos de guerra.

O maior avanço da tecnologia teve a sua origem no desenvolvimento do “Modeling &

Simulation Master Plan” (inicialmente chamado M&S HLA) iniciado na “Defense Advanced

Research Projects Agency” (DARPA) “Advanced Simulation Program” (ADS) que definiu

os objetivos básicos desejáveis para a área de simulação no DoD:

• Desenvolver uma infra-estrutura técnica comum (“framework”) de simulação (“High

Level Architecture”, Modelos conceituais de missão no espaço e Padronização de

dados);

• Prover modelos do ambiente natural com grande representatividade (Terrenos,

Oceanos, Atmosfera e Espaço);

• Prover modelos representativos de sistemas;

• Prover modelos representativos do comportamento humano (indivíduos e grupos ou

organizações);

• Estabelecer uma infra-estrutura de M&S para suprir as necessidades básicas de

desenvolvedores e usuários finais (sistemas de campo, VV&A, repositórios,

comunicações e centro de coordenação);

• Distribuir os benefícios da simulação (impacto de qualidade, educacional e uso dual).

Após anos de trabalho coordenados pelo Escritório de Modelagem e Simulação para a

Defesa do DoD (“DoD Defense Modeling & Simulation Office”) DMSO e um trabalho de

interação de mais de três anos desenvolvido com o Instituto dos Engenheiros Elétricos e

Eletrônicos dos EUA (“US Institute of Electrical and Electronic Engineers”) IEEE, a

arquitetura HLA foi definida como norma internacional do IEEE em 2000. O Run Time

10

atual, chamado RTI 1.3NG, foi confirmado como padrão industrial, usando processo aberto

de desenvolvimento competitivo, de maneira a incrementar e baratear o desenvolvimento de

software de simulação.

A HLA é importante porque provê uma arquitetura única que cobre tanto as simulações

analíticas como as simulações de ambiente virtuais. Em certos aspectos a HLA representa

uma generalização e uma extensão da união dos protocolos DIS e ALSP.

3 HLA

HLA é uma arquitetura integrada de software desenvolvida para a criação de modelos e

simulações computacionais e de modelos e simulações de componentes visando a

interoperabilidade e reuso, representada na FIGURA 3.1. O padrão HLA atualmente é um

padrão formado pelas seguintes normas IEEE adotadas em 2000:

• IEEE P1516 – Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level

Architecture (HLA) - Framework and Rules;

• IEEE P1516.1 – Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level

Architecture (HLA) - Framework and Rules Federation Interface Specification;

• IEEE P1516.2 – Standard for Modeling and Simulation (M&S) High Level

Architecture (HLA) – HLA Object Model Template (OMT);

11

FIGURA 3.1 - Arquitetura HLA.

3.1 IEEE P1516 – “Framework and Rules”

Descreve os princípios básicos da arquitetura HLA e apresenta as definições e regras de

funcionamento.

3.1.1 Federado

É cada membro de uma Federação. Ou seja, é toda aplicação que participa de uma Federação

HLA, sejam elas aplicações de gerenciamento, coleta de dados, simulações ativas ou

simplesmente simulações passivas.

3.1.2 Federação

É o conjunto das interfaces entre os federados, modelos de objetos comuns à federação e a

infra-estrutura (RTI) necessária para que todo o conjunto atenda a um objetivo específico.

12

3.1.3 Regras aplicáveis a federações

1) Federações devem estar definidas no “HLA Federation Object Model” (FOM), seguindo

o HLA OMT;

2) Em uma Federação, todas as instâncias de objetos associados a uma simulação devem

estar nos federados e não na “Run Time Infrastructure” (RTI). Isso é feito para garantir

uma separação entre funcionalidades especificas da simulação e de propósito geral ;

3) Todas as conexões de dados entre federados (FOM) ocorrem via RTI;

4) Durante a execução de uma Federação, os federados interagem com o RTI seguindo a

“HLA Interface Specification” (IS).

5) Durante a execução de uma Federação, todos os atributos de instância devem ter posse

definida por pelo menos um federado ao longo do tempo de execução.

3.1.4 Regras aplicáveis a federados

1) Todos os federados devem estar definidos no “HLA Simulation Object Model” (SOM),

documentados de acordo com o HLA OMT;

2) Todos os federados devem estar aptos a variar condições (atualizar, refletir, transmitir e

receber) sobre os quais são atualizados os atributos de objetos;

3) Todos os Federados devem estar aptos a transferir ou aceitar a posse de atributos

dinamicamente durante uma execução de federação, especificadas pelos seus SOMs;

4) Todos os federados devem estar aptos a variar as condições sobre os quais são providas

as atualizações de atributos, especificadas por seus SOMs;

5) Todos os federados devem estar aptos a gerenciar o Tempo Local de maneira a permitir a

troca de dados coordenada com outros membros da federação.

13

3.2 IEEE P1516.1 – “Framework and Rules Federation Interface Specification”

Apresenta a especificação das interfaces funcionais entre federados e a “Run Time

Infrastructure” (RTI). A RTI provê serviços para federados de maneira análoga que um

sistema operacional distribuído provê serviços para suas aplicações.

Essa estrutura de software (RTI) faz parte da aplicação final e serve para prover os serviços

comuns de sistemas de simulação. Sua função mais importante é prover um canal comum de

comunicação aos grupos lógicos de entidades federadas.

As definições das interfaces podem são agrupadas nos seguintes serviços básicos:

3.2.1 “Federation Management”

Grupo de serviços para criação, controle dinâmico, modificação e finalização de uma

execução de federação e permite as simulações serem incluídas ou excluídas em uma

federação existente.

3.2.2 “Declaration Management”

Grupo de serviços utilizado para permitir aos federados declarar à RTI quais informações de

status serão recebidas e fornecidas (se pertinentes).

3.2.3 “Object Management”

Grupo de serviços da RTI para a criação, modificação e destruição de objetos e suas

interações produzidas.

3.2.4 “Ownership Management”

Grupo de serviços que permite aos federados transmitir a posse de atributos de objetos

(definido por uma porção de nome do estado de um objeto).

Atribuindo posse, um atributo dá ao federado o privilégio de prover novos valores para a

execução da federação para aquele atributo.

14

3.2.5 “Time Management”

Gerência o tempo (relógio). Foi concebido para suportar e criar mecanismos que controlem o

avançamento de federados ao longo do eixo de tempo da federação durante a execução.

De maneira geral, o avançamento de tempo pode ser coordenado com os serviços de “Object

Management” de tal maneira que essa informação é enviada aos federados (exemplo: estado

de atualização e interações) onde são temporalmente tabuladas e ordenadas.

Os serviços de “Time Management” permitem suportar diferentes ordenações e tratamentos

de saídas, assim como:

a) Reordenação de requisitos de eventos: Nesse caso, os eventos que chegam a uma

simulação são processados pela ordem indicada pela “Time Stamp”. O processamento de

informações na ordem de tempo correta é necessário para uma ampla gama de

simulações, como as dirigidas para análises.

b) Mecanismos de avançamento de tempo: Para suportar uma importante classe de

simuladores que necessitam que a simulação ocorra no menor intervalo de tempo

possível (“unconstrained simulations”).

c) Protocolos de sincronização otimizados: Várias simulações usam técnicas como “Time

Warp”, que permite que o processamento de uma interação possa eventualmente iniciar-

se antes do tempo escalonado para ocorrer. Nesse caso, se há outros eventos que

deveriam ocorrer antes e que sejam dependentes de contexto que precisem ser

processados, o evento “adiantado” pode ser desfeito (e seus efeitos) para posterior re-

execução no tempo escalonado, de maneira a manter a integridade lógica da simulação.

Para permitir esses diferentes mecanismos, múltiplos serviços de emissão de tarefas/eventos

são suportados:

a) Ordem de Tempo Garantida: Eventos são gerados pelo RTI para cada simulação

seguindo estritamente a ordem de execução indicada pela “Time Stamp”.

15

b) Ordenação de Melhor Esforço: Os eventos são processados numa fila de entrada

preferencialmente na ordem de despachamento. Entretanto, é possível que eventos

posteriores possam ser recebidos antes e fora de ordem.

3.2.6 “Data Distribution Management”

Estes serviços são usados pelos federados para reduzir a transmissão e a recepção de dados

irrelevantes.

Além dos grupos dos serviços básicos existem os serviços adicionais:

3.2.7 “Support Services”

Conjunto de serviços diversos utilizados pelos federados para transformações entre objetos e

classes e vice-versa ou instalação de chaves.

3.2.8 “Management Object Model” (MOM)

Facilidades que permitem acesso a informações internas dos federados da RTI para controlar

o funcionamento da RTI, da federação ou do federado individualmente. A capacidade de

monitorar e de controlar os elementos de uma federação é necessária para o funcionamento

adequado da execução da federação.

3.2.9 Federation Execution Data (FED)

É um padrão para troca de dados baseado na troca de arquivos que devem ser usados para

armazenar e transferir arquivos HLA FED entre a múltiplas ferramentas de desenvolvimento

ou da RTI.

3.3 IEEE P1516.2 – “HLA Object Model Template” (OMT)

Especifica o “HLA Object Model Template” (OMT) que contém a sintaxe e o formato em

que as informações devem ser armazenadas em modelos de objetos HLA.

16

3.3.1 “Object Model Template” (OMT)

O HLA OMT provê um “template” (modelo) para a documentação relevante de HLA sobre

objetos federados (classes de simulação), seus atributos e as interações que podem ocorrer

entre os objetos de uma federação.

Um “framework” padronizado ou “template” é essencial para a especificação de modelos de

objetos HLA, para:

• Prover um mecanismo “entendido por todos” para especificar a troca de conteúdo

público e gerar coordenação entre os membros de uma federação;

• Representar o formato do contrato entre membros de uma federação (Federados) na

forma de objetos e interações de modo o suportar a interoperabilidade entre múltiplas

simulações;

• Prover um mecanismo comum e padronizado para descrever as capacidades dos

membros da federação. O que fornece a base para a comparação entre diferentes

simulações e federações;

• Facilitar o projeto e aplicação de um kit de ferramentas comuns para se desenvolver

modelos de objeto HLA;

• Permitir que o modelo de objetos HLA possa ser usado para descrever um membro

individual da federação (criado no “HLA Simulation Object Model”, SOM), ou

descrever um nome de um conjunto de múltiplas interações entre federados (criado

no “Federation Object Model”, FOM);

3.3.2 “Federation Object Model” (FOM)

O objetivo primordial do HLA FOM é prover uma especificação para a troca de todos os

dados através de um formato comum e padronizado. Assim, os componentes de uma HLA

FOM estabelecem um “modelo de contrato de informação” que é necessário para garantir a

interoperabilidade entre federados.

O conteúdo de uma federação de objetos descreve:

17

• A enumeração de todas as classes que representam o mundo real para a planejada

simulação.

• A descrição de todas as interações entre classes que representam as associações do

mundo real.

• A especificação de atributos e parâmetros entre as classes;

• O nível de detalhamento em que essas classes descrevem o mundo real.

• Cada objeto encontrado em uma execução de uma federação é uma instância de uma

classe de objeto predefinida no FOM. O FOM permite descrever as interações entre

classes (ação explícita obtida por um objeto que pode opcionalmente ser direcionada

a outro objeto) para cada modelo de objeto. Descrevem também os tipos de

interações possíveis entre objetos, os atributos afetados e a especificação de interação

entre parâmetros. Tudo isso é feito seguindo-se a notação HLA OMT.

3.3.3 “Simulation Object Models” (SOM)

O principal passo na formação de uma federação é o processo de determinação da

composição de sistemas de simulação individuais de maneira a alcançar os objetivos.

Um HLA SOM é uma especificação (HLA OMT) das capacidades intrínsecas de uma

simulação individual que podem ser oferecidas a outras potenciais federações HLA.

Diferentemente dos FOMs, os SOMs são caracterizados em termos de seus objetos, atributos

e interações.

Nota: O benefício primário da utilização comum de formatos OMT para FOMs e SOMs é

prover um quadro comum de referência para descrever modelos de objetos na comunidade

HLA. Esse reuso permite que componentes SOM sejam integrados como partes de uma

FOM, facilitando a construção de uma FOM rapidamente.

18

4 “WEB SIMULATION”

Embora esta tenha nascimento bem recente, seu crescimento é rápido como toda área

envolvendo a Internet e é hoje considerada uma sub-área do estudo da simulação tendo já

diversos eventos e congressos específicos ao tema.

A “Web-Simulation” pode ser considerada uma sub-área da simulação e “representa a

conexão entre a web e o campo da simulação” (Fishwick, 1996). Esta integração apresenta

diversas formas de como a simulação pode mudar. No artigo considerado, o primeiro desta

área, Fiswick apontou três áreas que apresentavam bastante potencial: (1) educação e

treinamento, (2) publicações, e (3) programas de simulação. Posteriormente estas áreas

foram expandidas e, basicamente, podem ser organizadas da seguinte forma.

4.1 Simulação como Hipermídia

A Internet permite a difusão de documentos contendo textos, imagens, áudio e vídeos

formando um ambiente propício para a simulação. A popularização da simulação em

computadores pessoais, baseadas em navegadores da Internet disponibilizam um potencial

muito grande para a mudança na forma de se educar e treinar pessoas, seja no ensino da

simulação ou no uso da simulação em disciplinas que podem usar simulação. Essas

possibilidades permitiram a formação de um grupo multidisciplinar para o estudo e definição

de uma arquitetura padrão comum: a “Advanced Distributed Learning” (ADL). O nível de

integração entre as diversas comunidades de diferentes países neste propósito nos induz a

pensar que uma possível arquitetura padrão ADL será definida num tempo inferior ao do

padrão HLA.

4.2 Metodologias de Pesquisa em Simulação

A velocidade com que os modelos podem ser distribuídos, utilizados, testados e validados na

Web nos permite conduzir pesquisas nas áreas da simulação e científica de uma forma

diferente. Surgem preocupações de natureza diferente e complexa que vão desde a

responsabilidade pela publicação de documentos até a responsabilidade do processo de VVA

(“Verification, Validation and Accreditation”) de um modelo.

19

4.3 Programas de Acesso à Simulação Baseada na Web

Esta área inclui desde acesso a simulações já desenvolvidas (“legacy code”) rodando no

servidor até simulações rodando localmente ou distribuídas. Surge então a necessidade de

desenvolvimento de novas ferramentas e metodologias para a execução destas tarefas.

4.4 Modelagem e Simulação Distribuída

Esta área inclui atividades como novas formas de modelagem voltadas para este tipo de

ambiente e está ligada com tecnologias orientadas para a Web (CORBA, Java, RMI). A área

de jogos desempenha um campo importante de financiamento e de pesquisa de ferramentas,

ambientes, modelos para suportar o projeto e desenvolvimento de modelos distribuídos.

4.5 Simulação na WWW

Modelos e análise da WWW voltados para a caracterização e otimização do ambiente. Como

toda área nova e emergente, as idéias estão bastante difusas mas apresentam várias

oportunidades de pesquisa e desenvolvimento. Mesmo sendo uma área recente já existe um

núcleo bastante razoável. Apresentamos na

TABELA 4.1 alguns tópicos propícios a pesquisas nesta área.

TABELA 4.1 - Tópicos de interesse da área “Web-Simulation.”

WEB SIMULATION: TOPICS & APPLICATIONSMultimedia enriched simulation, modeling and interactive

documentationJava-based simulation environments

Web-based modeling using UML and other methodologies

Web-based workflow modeling and simulation

Web-based modeling with groupware

Coordination languages and systems

Modeling of autonomous agents

Integration of DIS and HLA with Web technologies

Parallel and distributed simulation on the Internet

Integration of VRML with traditional simulation

Distributed model, input and output-data set repositories

Hypermedia knowledge about geometry and dynamics

Modeling electronic commerce and online business re-engineeringIntegrating distributed object technologies into

simulation(OLE/COM, CORBA, HLA, DIS)Cooperation and social behavior

21

5 HLA E WEB SIMULATION

O DoD promoveu um esforço maior de integração da arquitetura HLA com a área de

Simulação Paralela e Distribuída (PADS) a partir de 1996 na mesma ofensiva feita ao IEEE

para tornar o HLA como um padrão comercial e aberto. Mesmo parecendo que não tinha

ligação no início, a comunalidade entre as áreas fica evidente quando se considera a noção

de distribuição. Evidentemente, toda simulação na Web é uma simulação distribuída.

Entretanto com a explosão das tecnologias baseadas na Web e o correspondente aumento de

simulações na Web é natural uma demanda por técnicas que permitam a integração destes

modelos. Ou seja, a cultura da simulação na Web dirigirá alguns setores acadêmicos e

comerciais para o padrão HLA proposto como solução para a questão da interoperabilidade.

De certa forma, Simulação baseada na Web passa a ser sinônimo de modelagem e simulação

distribuída.

6 CONCLUSÃO E PERSPECTIVAS

A definição de um padrão propicia condições necessárias para a pesquisa e o

desenvolvimento das áreas de modelagem e simulação como um todo. A redução de custos

através do reuso e do acesso ao financiamento proporcionado pela indústria da diversão

(cinema, jogos na Internet, videogames, etc.) são fatores fundamentais que se destacam entre

essas condições.

Apresentamos de uma forma resumida algumas áreas e correspondentes desenvolvimentos

desejados nos próximos anos.

6.1 Educação e Treinamento

Demandam como incluir o ensino da simulação no currículo atual, desenvolver novas

metodologias de ensino, ferramentas para ensinar simulação e ambientes de aprendizado da

simulação. A área da educação médica desponta como uma das maiores beneficiárias do

avanço nesta área e aguarda grandes avanços na modelagem e simulação de seres humanos

de uma forma geral e, em particular, dos diversos tipos de doença.

22

6.2 Aplicações militares

Desejam um avanço no desenvolvimento de simulações de operações militares para a ajuda

de tomada de decisão em combate. Tem investido bastante na modelagem do

comportamento humano em condições anormais.

6.3 Saúde Pública

A simulação nesta área não apresenta a participação correspondente à importância

econômica da mesma. É um campo vasto para expansão em áreas como: simulação de

experimentos no desenvolvimento de vacina HIV, simulações para alocação de recursos em

planejamento de sistemas públicos de saúde, simulações para melhoria nos projetos e

processos já em andamento, etc.

6.4 Transportes

Simulações para estudo, controle e aumento da segurança de sistemas de navegação aérea,

simulação de operações para otimização de operação de companhias aéreas, controle do

fluxo de veículos em grandes metrópoles, análise dos futuros sistemas de transportes

aeroespaciais.

6.5 Construção e Fabricação

Simulação de fábricas operadas por robôs, simulação para aumento da eficiência na

fabricação de semicondutores, testes de sistemas de comunicação móveis e sem fio,

visualização em 3D de simulações de operações de construção.

6.6 Distribuição e Logística

Expande a possibilidade de grandes redes de distribuição e vendas utilizando a simulação em

todos os pontos para otimizar os recursos aplicados na distribuição, venda e suporte de

produtos.

23

6.7 Indústria Aeroespacial

Modelamento de processos produtivos de novas aeronaves, reuso dos modelos de

desenvolvimento como ferramentas de treinamento e marketing, validação de modelos

desenvolvidos para certificação de novos produtos. Demanda a criação de um ambiente

virtual que permita o uso em todas as fases de desenvolvimento dos veículos aeroespaciais,

tais como: especificação, projeto, desenvolvimento, produção, testes, certificação,

manutenção, treinamento e marketing.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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1998. 849 p.

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Prentice Hall, 1984. 514 p.

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and Architectures – Vol. 1. New Jersey: Prentice Hall, 2000. 750 p.

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Architecture. In: Winter Simulation, Colorado, 1997. Proceedings. New York:

Association for Computing Machinery, 1997. p. 142-149.

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Conference, Coronado, 1996. Proceedings. New York: Association for Computing

Machinery, 1996. p. 772-779.

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York: John Wiley & Sons, 2000. 300 p.

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Parallel and Distributed Simulation (PADS '96), 10th, San Diego, 1996. Proceedings.

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Fujimoto, R. M. Zero Lookahead and Repeatability in the High Level Architecture. In:

Spring Simulation Interoperability Workshop, Orlando, 1997. Proceedings. San Diego:

Society for Computer Simulation, 1997.

Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE). IEEE P1516: Framework

and Rules. New Jersey: IEEE Press, 2000.

Institute for Electrical and Electronic Engineers (IEEE). IEEE P1516.1: Federation

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