XÂY DỰNG hệ THỐNG mô PHỎNG và THỰC tại ảo sử DỤNG NGÔN NGỮ WAVE

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ CHƯƠNG Đỗ Thế Chuẩn XÂY DỰNG HỆ THỐNG MÔ PHỎNG VÀ THỰC TẠI ẢO SỬ DỤNG NGÔN NGỮ WAVE XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỰC TẠI ẢO KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Cơng nghệ thông tin LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC CHƯƠNG 1.  GIỚI THIỆU 10  1.1.  Giới thiệu mô 10  1.2.  Công nghệ WAVE 11  CHƯƠNG 2.  NGÔN NGỮ WAVE 14  2.1.  Giới thiệu ngôn ngữ Wave .14  2.2.  Node, Link Không gian phân tán : Knowledge Network (KN) .14  2.3.  Tổ chức chung ngôn ngữ Wave 16  2.4.  Cấu trúc liệu Wave 17  2.5.  Biến Spatial kiểu 18  2.5.1.  Task variables .18  2.5.2.  Environment variables 18  2.6.  Các hành động – ACTS 19  2.6.1.  Control acts 19  2.6.2.  Fusion acts: Các phép toán hợp 22  2.7.  Rules – Các luật Wave 23  2.8.  Wave mơ hình lập trình truyền thống 26  2.8.1.  Sơ đồ luồng (SD) 26  2.8.2.  Wave mô hình lập trình song song 28  2.8.3.  Wave mơ hình lập trình .30  CHƯƠNG 3.  CÁC BÀI TỐN MƠ PHỎNG CƠ BẢN VÀ ĐỒ HỌA 2D 38  3.1.  Cách tạo thực địa 38  3.1.1.  Thuật toán tạo lưới đơn hướng .39  3.1.2.  Thuật toán tạo lưới máy khác 40  3.1.3.  Thuật toán tạo lưới đa hướng 41  3.2.  Các phép di chuyển 43  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.2.1.  Di chuyển tự 43  3.2.2.  Di chuyển tránh chướng ngại vật 44  3.2.3.  Di chuyển vòng quanh chướng ngại vật .46  3.2.4.  Nhìn khơng gian với độ sâu cho trước 48  3.3.  Các mô tương tác 50  3.3.1.  Đuổi bắt không gian 50  3.3.2.  Di chuyển kiểu tịnh tiến .53  3.4.  Hiển thị Java2D 56  3.4.1.  Giới thiệu Java 2D 56  3.4.2.  Giới thiệu vài đối tượng đồ họa Java2D 57  3.4.3.  Tương tác chương trình hiển thị Wave .62  3.4.4.  Tạo lưới 64  3.4.5.  Tạo chướng ngại vật .69  3.4.6.  Di chuyển .71  CHƯƠNG 4.  CÁC BÀI TỐN MƠ PHỎNG PHỨC TẠP 75  4.1.  Bài toán “Hồng cầu, Bạch cầu, Virus” 75  4.1.1.  Mô tả chung 75  4.1.2.  Hồng cầu 75  4.1.3.  Bạch cầu 76  4.1.4.  Virus .77  4.2.  Bài toán “Rầy nâu” .79  4.2.1.  Mô tả chung 79  4.2.2.  Chi tiết toán 83  CHƯƠNG 5.  3D VÀ THỰC TẠI ẢO 87  5.1.  Giới thiệu công nghệ 3D .87  5.1.1.  Công nghệ 3D 87  5.1.2.  Giới thiệu Java 3D 88  5.2.  Chương trình GnuPlot 88  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5.3.  Ngôn ngữ VRML 90  5.3.1.  Khái niệm VRML phiên VRML 90  5.3.2.  Ngôn ngữ VRML 92  5.4.  Sử dụng Wave GnuPlot 94  5.4.1.  Giới thiệu chung 94  5.4.2.  Đọc file tạo KN 95  5.4.3.  Cập nhật liệu .95  5.4.4.  Duyệt KN tạo file đầu vào cho GnuPlot 95  5.5.  Thực ảo 95  5.5.1.  Giới thiệu chung 95  5.5.2.  Đọc file tạo KN 96  5.5.3.  Cập nhật VRML 103  5.5.4.  Duyệt KN tạo file VRML 104  5.5.5.  Thay đổi cách nhìn .105  5.5.6.  Hiển thị nhiều máy tính .107  CHƯƠNG 6.  CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM 112  6.1.  Cài đặt 112  6.1.1.  Các yêu cầu phần cứng 112  6.1.2.  Các yêu cầu phần mềm 112  6.2.  Thử nghiệm 113  6.2.1.  Sử dụng chương trình 113  6.2.2.  Tạo lưới thực địa 115  6.2.3.  Di chuyển tự 116  6.2.4.  Di chuyển tránh chướng ngại vật 118  6.2.5.  Di chuyển vòng quanh chướng ngại vật .120  6.2.6.  Di chuyển kiểu tịnh tiến .124  6.2.7.  Hiển thị hình ảnh 3D động GnuPlot 124  6.2.8.  Hiển thị hình ảnh 3D tệp tin VRML 126  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6.2.9.  Hiển thị hình ảnh 3D với góc nhìn khác .126  6.2.10.  CHƯƠNG 7.  Hiển thị hình ảnh 3D VRML nhiều máy 128  PHỤ LỤC A – WAVE CODE 130  7.1.  Tạo lưới đơn hướng 130  7.2.  Tạo lưới theo đa hướng .132  7.3.  Di chuyển tự 133  7.4.  Di chuyển tránh chướng ngại vật 134  7.5.  Di chuyển vòng quanh chướng ngại vật .136  7.6.  Nhìn khơng gian với độ sâu cho trước 138  7.7.  Di chuyển kiểu tịnh tiến 139  7.7.1.  Chuỗi wave chạy theo 139  7.7.2.  Chuỗi wave dẫn đầu .140  CHƯƠNG 8.  PHỤ LỤC B – TÀI LIỆU THAM KHẢO 142  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1-1.Mơ hình Wave 13  Hình 2-1.Knowledge Network 16  Hình 2-2.Thành phần Spread Diagrams 27  Hình 2-3.Tự động tách chuỗi Wave 28  Hình 2-4.Một số trường hợp xử lý song song 29  Hình 2-5.Wave xử lý song song có kèm theo Rule 30  Hình 2-6.Xử lý khơng Rule có Rule 31  Hình 2-7.Wave xử lý có Rule .32  Hình 2-8.Một số trường hợp với mệnh đề If – else 33  Hình 2-9.Một số trường hợp với mệnh đề If – else 33  Hình 2-10.Else – if với filter 34  Hình 2-11.Else – if parallel 34  Hình 2-12.Else – if với Rule .35  Hình 2-13.Switch 35  Hình 2-14.Câu lệnh lặp sử dụng Repetition .36  Hình 2-15.Câu lệnh lặp sử dụng Recursion 37  Hình 3-1.Lưới thực địa 1  Hình 3-2.Tạo lưới đơn hướng .1  Hình 3-3.Tạo lưới đa hướng 1  Hình 3-4.Di chuyển tự .1  Hình 3-5.Di chuyển tránh chướng ngại vật 1  Hình 3-6.Di chuyển vịng quanh chướng ngại vật 1  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 3-7.Nhìn khơng gian với độ sâu cho trước 1  Hình 3-8.Đuổi bắt không gian 1  Hình 3-9.Di chuyển kiểu tịnh tiến 1  Hình 3-10.Giao diện người dùng 56  Hình 3-11.Hệ tọa độ hình .1  Hình 3-12.Vẽ đường thẳng 1  Hình 3-13.Vẽ hình chữ nhật 1  Hình 3-14.Vẽ hình elip 1  Hình 3-15.Vẽ hình trịn .1  Hình 3-16.Sự liên hệ WAVE chương trình hiển thị 1  Hình 3-17.Lưới thực địa quy ước .1  Hình 3-18.Lưới thực địa chương trình đồ họa 65  Hình 3-19.Lưới thực địa với gốc tọa độ (6-1) 1  Hình 3-20 Chướng ngại vật tọa độ (4,4) 70  Hình 3-21 Chướng ngại vật tạo liên tiếp 71  Hình 3-22 Tạo node với tọa độ (1-1) màu đỏ .73  Hình 3-23.Tạo node với tọa độ (3-2) màu xanh 73  Hình 3-24 Di chuyển node lưới thực địa 74  Hình 5-1.Xe đạp thể với công nghệ 2D 87  Hình 5-2.Xe đạp thể với công nghệ 3D 88  Hình 5-3.Đồ thị hàm sin(x) 89  Hình 5-4.Đồ thị hàm x2 + y2 hiển thị 3D 90  Hình 5-6.Khối cầu với bán kính 10 VRML 93  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 5-5.Tọa độ VRML 1  Hình 5-7.KN dạng file VRML 1  Hình 5-8.Sơ đồ khối thuật tốn Parser 1  Hình 5-9.Sơ đồ khối thuật tốn kiểm tra file có phải VRML hay khơng 1  Hình 5-10.KN sau thêm node 1  Hình 5-11.Hai cách nhìn khác VRML .1  Hình 5-12.Cách nhìn ban đầu .1  Hình 5-13.Một cách nhìn khác .1  Hình 5-14.Hiển thị nhiều máy tính .1  Hình 5-15.Mỗi máy tính hiển thị khu vực khác 1  Hình 5-16 Đặt nút start node khác node gốc 1  Hình 6-1 Chương trình hiển thị chạy 113  Hình 6-2 Chương trình WAVE bắt đầu chạy 114  Hình 6-3 Lưới 5x5 115  Hình 6-4 Cửa sổ output Netbeans 115  Hình 6-5 Vị trí 1-1 .116  Hình 6-6 Chạy ngẫu nhiên tới vị trí 116  Hình 6-7 Các bước chạy ngẫu nhiên 1  Hình 6-9 Dừng chạy tới đích 118  Hình 6-8 Tiếp tục chạy ngẫu nhiên .1  Hình 6-10 Di chuyển qua chướng ngại vật 1  Hình 6-11 Vượt qua chướng ngại vật đến đích 1  Hình 6-12 Di chuyển vòng quanh chướng ngại vật 1  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 6-13 Vịng quanh chướng ngại vật vịng dừng 1  Hình 6-14 Di chuyển tịnh tiến 1  Hình 6-15 Hình ảnh 3D máy thứ sử dụng GnuPlot 125  Hình 6-16 Hình ảnh 3D máy thứ hai sử dụng GnuPlot 125  Hình 6-17 Tệp tin VRML hiển thị sau tạo KN 126  Hình 6-18 Các đối tượng hiển thị theo cách khác thi thay đổi Transform 127  Hình 6-19 Một cách nhìn khác thi thay đổi Transform 127  Hình 6-20 Hiển thị đối tượng máy 128  Hình 6-21 Hiển thị đối tượng thứ hai máy 129  LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG GIỚI THIỆU 2.1 Giới thiệu mô Mô làm giống như, bắt chước như… đối tượng, tượng phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng Mơ song song phân tán cơng nghệ cho phép chương trình giả lập thực thi song song phân tán hệ thống máy tính với nhiều máy tính kết nối với Chương trình mơ máy tính tính tốn để mơ tả thể hệ thống thật giả lập Ngày nay, mô ứng dụng rộng rãi nhiều mặt sống, giáo dục, giao thông, y tế… Với mô phân tán mô song song, chương trình mơ thực thi máy tính có nhiều vi xử lý PC.Độ lớn phức tạp chương trình giả lập ngày tăng theo thời gian Trong chương trình mơ phân tán lớn với nhiều đối tượng, PC khơng đủ nhớ khả tính tốn để thực Việc phân tán thực thi nhiều máy tính giúp tăng hiệu xử lý lưu trữ làm máy Các máy tính phân tán vùng địa lý khác nhau, ví dụ phòng tòa nhà, thành phố, rộng toàn giới Bằng việc chia nhỏ khối lượng tính tốn mơ lớn sang khối tính tốn bé hơn, thực thi khối đồng thời với N vi xử lý, ta tăng tốc độ lên N lần so với vi xử lý máy Trong mô máy tính việc giảm thời gian thực thi quan trọng kĩ sư khơng muốn phải đợi thời gian dài cho việc nhận kết trả chương trình Trong việc mơ thực ảo, nơi mà người hịa vào, thời gian xử lý đóng vai trị quan trọng giúp mô thực hơn, mang hiệu cao Thực thi mơ máy tính phân tán vùng địa lý khác giúp linh hoạt hơn, không bị hạn chế không gian Khi nhiều máy tính thực thi song song, máy tính bị lỗi, máy tính 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 7-21 Hiển thị đối tượng thứ hai máy 129 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG PHỤ LỤC A – WAVE CODE 8.1 Tạo lưới đơn hướng Fdimension_x=5.Fdimension_y=5.Fsign=`-' CR( REPEAT( Fcur_y+1.Fcur_y