Investigating concurrency in the co-simulation orchestration engine for INTO-CPS

Кибер-физические системы часто включают в себя управляющие кибер-элементы, контролирующие физические объекты и взаимодействующие с ними. Анализ процессов в таких системах является сложной задачей из-за междисциплинарного характера этой области исследований. Моделирование и симуляция поведения составляющих систему компонентов, так называемая косимуляция, позволяет выявлять возможность нежелательного поведения. Интерфейс FMI (Functional Mock-up Interface) описывает стандартный интерфейс взаимодействия с составляющими компонентами, участвующими в такой косимуляции, и может поддерживать различные формализмы. Статья описывает исследование того, насколько различные возможности параллелизма в Scala (акторы, параллельные коллекции и футуры) увеличивают производительность существующего движка Co-Simulation Orchestration Engine, выполняющего косимуляцию. Исследование сопровождалось рефакторингом имеющегося кода с тем, чтобы реализация могла использовать преимущества параллельных возможностей. Для того, чтобы сравнить различные варианты реализации выполнялось по четыре тестовых косимуляции. В тестовых косимуляциях сравнивались параллельные реализации и исходная последовательная реализация, верифицировались результаты моделирования и получались оценки времени моделирования. Анализ показал, что в некоторых случаях параллелизм может использоваться для повышения производительности, но для того, чтобы достичь оптимальной производительности, необходимо комбинировать различные стратегии. На основе полученных результатов предлагаются будущие направления исследований.