[发明专利]一种应用在核电站全范围模拟机中的数据打包和解包方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输技术，更具体地说，涉及一种应用在核电站全范围模拟机中的以离散结构存储的数据打包和解包的方法和装置。

背景技术

核电站全范围模拟机是核电站操作员培训和考试取照的必备设备，是核电工程建设关键路径上的重要设备之一。全范围模拟机的硬件系统包括计算机系统、I/O接口系统、电站监控机(如DAS或DCS系统等)仿真设备、控制盘台，教练员站、工程师站等等。其中计算机系统、I/O接口系统、电站监控机仿真设备之间需要进行大量的数据通讯，这些数据即指模拟机所模拟的实际物理信号的值。由于核电站的物理仿真模型复杂以及在运行中需要监测的信息很多，从而在模拟机系统中往往存在几万个数据。而仿真系统对于实时性的要求很高，因此为了保证能够对数据进行高速查找，数据结构往往采用离散结构例如哈希图(hashmap)进行空间离散，使得查询效率可以达到常量级，即是以空间换取性能。但这也造成了这些变量在物理结构上都是离散的。

与此同时底层物理仿真模型为了同上层DCS控制系统进行数据交互，每隔100-200毫秒就需要把底层物理模型中的这些以离散结构存储的大批量数据需要通过TCP/IP协议发送给接收方系统。因此需要有把以离散结构存储的大批量数据快速高效打包的方案。

现有的方法往往是采用最普通的广度遍历的方案，即遍历离散结构所有变量，遍历过程中把离散数据存放在一个连续地址的内存块中，并在完成该数据更新之后将内存块中的数据打包发送。但是这种方法无论存储结构如何，随着变量数目的增长，打包所用时间会随之增加，从而这点成为了制作具有高度实时性的核电全范围模拟机的重大隐患和技术难题。因此需要新的方案来进行替代。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有采用先更新再打包的方式对离散数据进行打包传送从而影响打包速度的缺陷，提供一种应用在核电站全范围模拟机中的数据打包和解包的方法和装置。

本发明第一方面，提供了一种应用在核电站全范围模拟机中的数据打包方法，用于将底层物理存储器中以离散结构存储的数据打包发送，包括以下步骤：

地址映射步骤，在发送缓存中为底层物理存储器中以离散结构存储的数据分配一个或多个内存块，并针对每个内存块生成映射文件，所述映射文件记载所述底层物理存储器中以离散结构存储的数据到该内存块中连续地址的映射关系；

文件发送步骤，将所述映射文件发送给数据接收方用于解包；以及同时执行的以下步骤：

数据更新步骤，运行一个或多个同步线程，其中每个同步线程根据地址映射步骤所生成的映射文件将底层物理存储器中以离散结构存储的数据更新至对应内存块；

数据打包步骤，将所述发送缓存中内存块内数据进行打包并发送给数据接收方。

在根据本发明第一方面所述的应用在核电站全范围模拟机中的数据打包方法中，所述数据更新步骤中：所述同步线程的数量由底层物理存储器中以离散结构存储的数据总量、所需的数据打包发送时间和同步线程遍历内存块的速度确定。

本发明第二方面，提供了一种应用在核电站全范围模拟机中的数据解包方法，用于将接收的数据包解包并存储至接收方系统存储器中，包括以下步骤：

文件接收步骤，接收映射文件，所述映射文件记载底层物理存储器中以离散结构存储的数据到发送缓存的内存块中连续地址的映射关系；

反向映射步骤，根据针对每个内存块的映射文件生成针对每个内存块的反向映射文件，所述反向映射文件记载该内存块中连续地址到接收方系统存储器中离散结构的地址的映射关系；以及同时执行的以下步骤：

数据接收步骤，接收数据包并存储至接收缓存的一个或多个的内存块中；

数据存储步骤，运行一个或多个同步线程，其中每个同步线程根据一个反向映射文件将接收缓存中对应内存块的数据更新存储至接收方系统存储器中对应的离散结构的地址中。

在根据本发明第二方面所述的应用在核电站全范围模拟机中的数据解包方法，在所述数据存储步骤中：所述同步线程的数量等于所接收的映射文件的数量。

本发明第三方面，提供了一种应用在核电站全范围模拟机中的数据打包装置，包括发送缓存以及以离散结构存储数据的底层物理存储器，还包括：

地址映射模块，与所述发送缓存和底层物理存储器相连，用于在发送缓存中为底层物理存储器中以离散结构存储的数据分配一个或多个内存块，并针对每个内存块生成映射文件，所述映射文件记载所述底层物理存储器中以离散结构存储的数据到该内存块中连续地址的映射关系；