KR20190059701A - Devs 기반 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

DEVS(Discrete Event System Specification) 기반 시뮬레이션 모델 및 코드를 생성하는 방법 및 장치가 제공된다. 상기 장치는, 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 데이터에 따라, DEVS의 원자모델에 대응하는 컴포넌트 및 DEVS의 결합모델에 대응하는 컴포넌트를 생성하고, 상기 생성된 원자 모델의 컴포넌트 및/또는 상기 결합 모델 컴포넌트에 대응하는 메타데이터를 생성한다. 그리고 상기 메타데이터를 파싱하여 모델의 구조 및 의미를 파악하고, 상기 메타데이터 파싱 결과를 이용하여 DEVS 기반 템플릿 코드를 생성하며, 상기 템플릿 코드를 컴파일하여 실행 코드를 생성한다.

Description

DEVS 기반 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 방법 및 장치{Method and apparatus for generating DEVS based simulation model and code}

본 발명은 시뮬레이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, DEVS(Discrete Event System Specification) 기반 시뮬레이션 모델 및 코드를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현대의 복잡 다양한 경제 및 사회 현상을 분석하고 미래를 예측하기 위해서 실제 세계를 대상으로 실험을 수행하는 것은, 비용이 많이 소요되고 실험이 불가능한 경우가 대부분이다. 그러므로 현실 세계를 추상적 모형으로 모델링하는 시뮬레이션 방법을 이용하여 현실 세계를 분석하고 예측하는 것이 비용을 매우 절감할 수 있다. 각 국가들은 세금 정책과 같은 경제 정책 수립뿐 아니라, 토지 이용과 같은 사회 정책 수립을 위해서 시뮬레이션을 적용하고 있다. 최근에는 시뮬레이션을 수행함에 있어 거시적 수준의 인구, 경제 및 사회 변화를, 개인과 가구 단위의 미시적 수준으로 분석 및 예측을 수행하는 마이크로 시뮬레이션이 연구되고 있다.

그러나 시뮬레이션 결과는 실제와 오차를 가지며, 오랫동안 시뮬레이션을 수행하면 오차가 누적되어 실제 결과와 다른 결과를 보일 수도 있다. 그러므로 오차 누적을 피하기 위해 시뮬레이션 모델 또는 파라미터가 실제 데이터에 따라서 변경되어야 하는데, 이를 위해선 시뮬레이션이 컴포넌트(component) 모델로 설계되고 구현되어야 하며, 컴포넌트 모델을 구현하기 위한 방법으로 DEVS(Discrete Event System Specification) 기반의 시뮬레이션 코드 생성이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 컴포넌트 기반의 재구성 시뮬레이션이 수행될 수 있도록 DEVS 기반 시뮬레이션 모델 및 코드를 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드를 생성하는 방법은, 시뮬레이션 모델 및 코드를 위한 장치가, DEVS(Discrete Event System Specification) 기반 컴포넌트 생성을 위한 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 데이터에 따라, DEVS의 원자모델에 대응하는 컴포넌트 및 DEVS의 결합모델에 대응하는 컴포넌트를 생성하는 단계; 상기 장치가, 상기 생성된 원자 모델의 컴포넌트 및/또는 상기 결합 모델 컴포넌트에 대응하는 메타데이터를 생성하는 단계; 상기 장치가, 상기 메타데이터를 파싱하여 모델의 구조 및 의미를 파악하는 단계; 상기 장치가, 상기 메타데이터 파싱 결과를 이용하여 DEVS 기반 템플릿 코드를 생성하는 단계; 및 상기 장치가, 상기 템플릿 코드를 컴파일하여 실행 코드를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 기존 방식의 시뮬레이션을 수행하면 발생하는 오차 누적을 피할 수 있는 재구성이 가능한 시뮬레이션을 수행하기 위한 DEVS 기반 시뮬레이션 모델을 설계하고 구현할 수 있다.

사용자는 그래픽 또는 텍스트 UI(user interface)를 통해, DEVS 기반으로 시뮬레이션을 위한 원자 모델 컴포넌트 및 결합 모델 컴포넌트를 용이하게 생성할 수 있으며, UI 기반으로 생성된 DEVS 기반 원자 모델 및 결합 모델의 컴포넌트를 이용하여 자동으로 메타데이터 및 템플릿 코드를 생성할 수 있다. 그러므로 사용자가 DEVS 모델 전문가가 아니라도, 재구성 시뮬레이션을 위한 DEVS 기반의 코드를 용이하게 작성할 수 있도록 하는 효과가 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치에서의 동작이 수행되는 과정을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 DEVS(Discrete Event System Specification) 기반 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 방법 및 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 예에서는 DEVS 기반의 원자 모델 및 결합 모델의 컴포넌트를 생성하고, 생성된 컴포넌트로 이루어진 모델을 이용하여 메타데이터 및 시뮬레이션 코드를 자동으로 생성하며, 사용자 코드를 추가로 입력받아 시뮬레이션 코드를 완성하고, 완성된 코드를 이용하여 실행코드를 생성한다. DEVS 시뮬레이션은 원자 모델(Atomic Model)과 결합 모델(Coupled Model)을 을 이용하여 시스템을 계층적이고 모듈러하게 표현한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치의 구조를 나타낸 도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)는 DEVS 기반 모델 생성 UI(user interface) 모듈(110), DEVS 기반 모델 메타 데이터 생성 모듈(120), 컴포넌트 모델 관리 모듈(130), 모델 저장소(140), DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150), 시뮬레이션 실행코드 생성 모듈(160), 시뮬레이션 코드 관리 모듈(170), 코드 저장소(180)를 포함한다. 여기서, DEVS 기반 모델 메타 데이터 생성 모듈(120), 컴포넌트 모델 관리 모듈(130)을 통합하여 "시뮬레이션 모델 생성 처리부"라고 명명할 수 있으며, 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150), 시뮬레이션 실행코드 생성 모듈(160), 시뮬레이션 코드 관리 모듈(170)을 통합하여 "시뮬레이션 코드 생성 처리부"라고 명명할 수 있다.

DEVS 기반 모델 생성 UI 모듈(110)은 사용자에게 그래픽 또는 텍스트 기반으로 DEVS 형식의 컴포넌트를 생성할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 이를 위해, DEVS 기반 모델 생성 UI 모듈(110)은 원자 모델 컴포넌트 생성 모듈(111) 및 결합 모델 컴포넌트 생성 모듈(112)을 포함한다.

원자 모델 컴포넌트 생성 모듈(111)은 DEVS의 원자모델에 접합한 컴포넌트를 생성한다. DEVS 원자모델은 입력(X), 출력(Y), 상태(S)의 3개의 집합과 외부천이(δext), 내부천이(δint), 출력(λ), 시간진행(ta)의 4개의 함수로 표현된다. 이러한 DEVS 원자모델의 X, Y, S, δ_ext, δ_int, λ, t_a 에 적합한 컴포넌트를 생성한다.

결합모델 컴포넌트 생성 모듈(112)는 DEVS의 결합모델에 적합한 컴포넌트를 생성한다. DEVS의 결합모델은 여러 개의 DEVS 원자모델과 결합모델로 구성되며, 이는 다시 다른 결합모델의 구성 요소 모델이 될 수 있다. DEVS의 결합모델은 입력(X), 출력(Y), 컴포넌트 모델(M)의 3개의 함수와, 외부 입력 연결(EIC), 외부 출력 연결(EOC), 내부 연결(IC), 우선순위(SELECT)의 4개의 함수로 표현된다. 이러한 DEVS의 결합모델의 X, Y, M, EIC, EOC, IC, SELECT에 적합한 컴포넌트를 생성한다.

DEVS 기반 모델 메타 데이터 생성 모듈(120)은 생성된 원자 모델 컴포넌트 또는 결합 모델 컴포넌트를 표현할 수 있는 메타 데이터를 생성한다.

컴포넌트 관리 모듈(130)은 생성된 원자 모델 컴포넌트, 결합 모델 컴포넌트 및 메타데이터를 관리하며, 예를 들어, 모델 저장소(140)에 저장하여 관리한다. 모델 저장소(140)는 생성된 원자 모델 컴포넌트, 결합 모델 컴포넌트 및 메타데이터를 저장한다. 한편, DEVS 기반 모델 생성 UI 모듈(110)을 통해, 저장된 컴포넌트 모델 및 메타데이터에 대한 검색 및 수정이 이루어질 수 있다.

DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)은 생성된 원자 모델의 메타 데이터와 결합 모델의 메타데이터를 파싱한 모델 정보를 이용하여 DEVS 기반의 템플릿 코드를 자동으로 생성한다. DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)은 또한 사용자가 추가적으로 코드를 입력할 수 있도록 하는 기능을 제공한다. DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)을 통해 사용자에 의해 코드가 입력될 수 있다.

이를 위해, DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)은 모델 메타데이터 파싱 서브모듈(151), DEVS 기반 템플릿 코드 생성 서브모듈(152), 및 사용자 코드 입력 서브 모듈(153)을 포함한다.

모델 메타데이터 파싱 서브모듈((151)은 원자 모델의 메타 데이터와 결합 모델의 메타데이터를 파싱한다. 구체적으로 모델 메타데이터 파싱 서브모듈((151)은 컴포넌트 관리 모듈(130)을 통해 원자 모델의 메타 데이터와 결합 모델의 메타데이터를 제공받으며, 제공된 모델 메타데이터를 파싱하여 모델의 구조 및 의미를 파악한다.

DEVS 기반 템플릿 코드 생성 서브모듈(152)은 메타데이터를 파싱한 델 정보를 이용하여 DEVS 기반의 템플릿 코드를 자동 생성한다.

사용자 코드 입력 서브 모듈(153)은 사용자에 의해 입력되는 코드를 획득하고, 획득된 코드를 자동 생성된 템플릿 코드에 추가한다.

이러한 DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)을 통해 DEVS 기반 시뮬레이션 코드가 생성된다.

시뮬레이션 실행코드 생성 모듈(160)은 생성된 DEVS 기반 시뮬레이션 코드를 컴파일을 수행하여 시뮬레이션을 실행할 수 있는 실행 코드를 생성한다. 시뮬레이션 실행코드 생성 모듈(160)은 또한 컴파일 결과 메시지를 출력하여 사용자가 확인할 수 있도록 하며, 오류가 발생한 경우에는 사용자가 오류를 수정할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.

이를 위해, 시뮬레이션 실행코드 생성 모듈(160)은 컴파일 수행 서브모듈(161) 및 컴파일 결과 메시지 처리 서브모듈(162)을 포함한다.

컴파일 수행 서브모듈(161)은 DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)에 의해 생성된 DEVS 기반 시뮬레이션 코드를 컴파일하여, 시뮬레이션을 실행할 수 있는 실행 코드를 생성한다.

컴파일 결과 메시지 처리 서브모듈(162)은 컴파일 수행 서브모듈(161)의 컴파일 결과에 따른, 컴파일 결과 메시지를 출력하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 컴파일 결과 메시지 처리 서브모듈(162)은 또한 사용자에 의한 오류 정정 기능을 제공한다. 예를 들어, 오류 발생에 따라 사용자가 오류 수정을 위한 코드를 입력할 수 있도록 하며, 입력된 코드를 DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(150)로 제공하여 DEVS 기반 시뮬레이션 코드에 반영되도록 할 수 있다.

시뮬레이션 코드 관리 모듈(170)은 생성된 컴포넌트 메타데이터 코드, 시뮬레이션 코드 및 실행 코드를 관리하며, 코드 저장소(180)에 저장하여 관리할 수 있다. 코드 저장소(180)는 컴포넌트 메타데이터 코드, 시뮬레이션 코드 및 실행 코드를 저장한다. 코드 저장소(180)는 임시 코드 저장소(181) 및 최종 코드 저장소(182)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성의 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치에서의 동작이 수행되는 과정을 나타낸 예시도이다.

첨부한 도 2 및 도 3에서와 같이, 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)의 DEVS 기반 모델 생성 UI 모듈(110)은 그래픽 또는 텍스트 기반으로 DEVS 형식의 컴포넌트를 생성할 수 있는 인터페이스를 사용자에게 제공한다. 이러한 인터페이스를 통해 사용자로부터 입력되는 데이터를 토대로, DEVS의 원자모델에 접합한 컴포넌트를 생성하고, DEVS의 결합모델에 적합한 컴포넌트를 생성한다(S100).

시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)의 DEVS 기반 모듈 메타데이터 생성 모듈(120)은 생성된 원자 모델 컴포넌트 및/또는 결합 모델 컴포넌트를 표현할 수 있는 메타 데이터를 생성한다(S110). 컴포넌트 모델 관리 모듈(130)은 이와 같이 생성된 컴포넌트로 이루어지는 모델 및 메타데이터를 모델 저장소에 저장한다(S120). 필요에 따라(예를 들어, 사용자가 수정을 하고자 하는 경우), 저장된 컴포넌트 모델 및 메타데이터에 대한 검색 및 수정이 이루어질 수 있다.

시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)는 저장된 컴포넌트 모델 및 메타데이터에 메타데이터를 이용하여 시뮬레이션을 수행한다.

구체적으로, 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)에서, DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(160)의 요청에 따라 컴포넌트 모델 관리 모듈(130)이 모델 저장소(140)에 저장된 원자 모델 컴포넌트 또는 결합모델 컴포넌트에 대한 메타데이터를 DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈(160)로 전달한다(S130).

모델 메타데이터 파싱 서브모듈(151)은 수신된 모델 메타데이터를 파싱하여 모델의 구조 및 의미를 파악하고(S140), DEVS 기반 템플릿 코드 생성 서브모듈(152)은 모델 메타데이터 파싱 결과를 이용하여 DEVS 기반 템플릿 코드를 생성한다(S150).

시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)의 사용자 코드 입력 서브모듈(153)은 자동 생성된 템플릿 코드에 대해 사용자가 사용자 코드를 입력할 수 있도록 하는 인터페이스를 제공하고, 해당 인터페이스를 통해 사용자로부터 입력되는 사용자 코드를 템플릿 코드에 추가한다(S160). 이때, 사용자의 요구에 따라, 사용자 코드가 추가된 템플릿 코드(모델 코드)를 임시 코드 저장소에 저장한다.

시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(100)의 컴파일 수행 서브 모듈(161)은 사용자 코드가 추가된 모델 코드를 컴파일을 수행하여 실행 코드를 생성하고(S170), 컴파일 결과 메시지 처리 서브모듈(162)은 컴파일 결과를 출력하여 사용자에게 보여준다(S180).

수정 여부를 판단하여(S190), 수정이 필요한 경우, 생성된 모델 코드를 수정하여 컴파일을 다시 수행한다(S200). 이때, DEVS 기반 모델 생성 UI 모델(110)을 통한 컴포넌트 재생성 및/또는 사용자 코드 입력 서브모듈(153)을 통한 사용자 코드 재입력이 수행되어, 모델 코드 수정이 이루어질 수 있다.

수정이 요구되지 않는 경우, 오류 없이 생성된 메타데이터, 모델 코드, 및 실행 코드를 최종 코드 저장소에 저장한다(S210). 사용자가 필요할 경우, 저장된 최종 코드를 검색 및 수정할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치의 구조도이다.

첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 장치(200)는, 프로세서(210), 메모리(220) 및 입출력부(230)를 포함한다. 프로세서(210)는 위의 도 1 내지 도 3을 토대로 설명한 방법들을 구현하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 프로세서(210)는 DEVS 기반 모델 생성 UI 모듈, DEVS 기반 모델 메타 데이터 생성 모듈, 컴포넌트 모델 관리 모듈, DEVS 기반 시뮬레이션 코드 생성 모듈, 시뮬레이션 실행코드 생성 모듈, 시뮬레이션 코드 관리 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.

메모리(220)는 프로세서(210)와 연결되고 프로세서(210)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(220)는 프로세서(210)에서 수행하기 위한 동작을 위한 명령어(instructions)를 저장하고 있거나 저장 장치(도시하지 않음)로부터 명령어를 로드하여 일시 저장할 수 있다. 메모리(220)는 예를 들어, 메모리 저장소 및 코드 저장소를 포함하도록 구성될 수 있으며, 메모리 저장소 및 코드 저장소는 별도의 메모리에 포함되는 형태로 구현될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220)에 저장되어 있거나 로드된 명령어를 실행할 수 있다. 프로세서(210)와 메모리(220)는 버스(도시하지 않음)를 통해 서로 연결되어 있으며, 버스에는 입출력 인터페이스(도시하지 않음)도 연결되어 있을 수 있다.

입출력부(230)는 프로세서(210)의 처리 결과를 출력하거나, 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 데이터를 입력받아 프로세서(210)로 제공하도록 구성된다.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 시뮬레이션 모델 및 코드를 위한 장치가, DEVS(Discrete Event System Specification) 기반 컴포넌트 생성을 위한 사용자 인터페이스를 통해 입력되는 데이터에 따라, DEVS의 원자모델에 대응하는 컴포넌트 및 DEVS의 결합모델에 대응하는 컴포넌트를 생성하는 단계;
   상기 장치가, 상기 생성된 원자 모델의 컴포넌트 및/또는 상기 결합 모델 컴포넌트에 대응하는 메타데이터를 생성하는 단계;
   상기 장치가, 상기 메타데이터를 파싱하여 모델의 구조 및 의미를 파악하는 단계;
   상기 장치가, 상기 메타데이터 파싱 결과를 이용하여 DEVS 기반 템플릿 코드를 생성하는 단계; 및
   상기 장치가, 상기 템플릿 코드를 컴파일하여 실행 코드를 생성하는 단계
   를 포함하는, 시뮬레이션 모델 및 코드 생성 방법.

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