1983 yılına kadar ABD Savunma Bakanlığındaki eğitim simülatörleri genellikle tek bir kişi veya iş için tasarlanmışlardı. Bu simülatörler kişiyi veya takımı askeri araçları kullanma konusunda eğitmek amacıyla kullanılmaktaydı. Simülatörleri
geliştiren ve yapanlar gerçekçi olmak için çok fazla gayret göstermekteydiler. Simülatörlerin her birinin maliyeti 1 milyon $ ile 50 milyon $ arasındaydı. Bu simülatörler, kişileri veya takımları hep birlikte işbirliği ile eğitmeye imkan vermiyordu. Ortak çalışma yapmak için tüm eğitimcileri ve ekipmanı eğitim alanına taşımak ve senaryoyu orada uygulamak gerekmekteydi. Bu eğitimler sırasında bazıları ölümle sonuçlanan kazalarla karşılaşılmakaydı.
1983 yılında ABD Savunma Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Birimi (DARPA) bu durumu düzeltmek üzere karar aldı. DARPA’nın misyonunun bir parçası, yüksek seviyeli benzetim teknolojilerinin desteklenmesidir. DARPA, uzun menzilli füzeler, lazer güdümlü silahlar, sanal gerçeklik ve internet gibi teknolojilerin de öncülerindendir.
Bu karardan sonra DARPA, işbirliği ile çalışılabilecek benzetimlere imkân veren SIMNET’i (SIMulator NETwork) geliştirdi. SIMNET düşük maliyetliydi, farklı işler için kullanılabiliyordu ve simülatörler bir ağ ile birbirine bağlanabilmekteydi. SIMNET ile ortamın tamamının doğru bir şekilde modellenmesinden ziyade eğitimin tamamlanmasına yetecek kadarıyla benzetim modellenmekteydi. Simülatörlerin her biri yaklaşık 250.000 $ maliyetinde olmaktaydı.
Dağıtık benzetimin gelişimini, benzetim mimarilerinin gelişimi ile açıklamak mümkündür. Benzetimler arasında karşılıklı işlerlik ile ilgili standartlar ve kurallar sağlaması bakımından mimariler önemlidir. Şekil 2.1, benzetim mimarilerinin gelişimini göstermektedir (Wilcox vd. 2000).
Benzetim Ağı (SIMNET) 1983 ile 1990 yılları arasında DARPA tarafından desteklenen bir projeydi. Bu projenin amacı, tank mürettebatının taktik eğitimi için uygun bir benzetim ortamı geliştirmekti. SIMNET’in en önemli katkısı takım eğitiminin önemini vurgulaması ve takım eğitimlerini desteklemede benzetim teknolojilerinin kullanımını sağlamasıdır. Ortaya çıkan tank simülatörleri ağı ile düzenli ve yoğun olarak savaş tatbikatları gerçekleştirilmiştir. Buna ilave olarak SIMNET, yeni taktiklerin, doktrinlerin ve silah sistemlerinin incelenebilmesi için
ortam sağlamıştır. ABD ordusunda halen çalışan 250 SIMNET simülatörü bulunmaktadır (Miler ve Thorpe, 1995).
Şekil 2.1. Dağıtık benzetim mimarilerinin gelişimi.
SIMNET’te bilginin alışverişi için özel olarak ortak bir protokol geliştirilip kullanıldığı için karşılıklı işlerlik meselesi SIMNET’in anahtar öğelerinden biri değildi. Ancak ABD savunma bakanlığının diğer alanlarda kullanmak istediği tam olarak bu değildi. 1990’da DARPA’nın desteklemesi ile MITRE organizasyonu var olan yapısal savaş simülatörlerinin tamamı için karşılıklı işlerliği destekleyecek genel bir protokol tasarlamayı araştırmıştır. Burada amaç, benzetimin içerisinde, kendi özelliklerini muhafaza eden birçok varlığın (ör, donanma veya filo içerisindeki her bir varlığın) aynı anda temsil edilebilmesidir. Bu çalışmanın sonucunda ALSP ortaya çıkmıştır (JTC, 2006). ALSP projesi, ABD ordusu içerisindeki çeşitli kısımların kendi savaş benzetimleri için ayrı ayrı yatırımlar yaptıklarını ortaya çıkarmıştır. SIMNET tecrübesine ilaveten bu proje ile farklı benzetimlerin, bunların yeniden tasarlanmasına gerek duyulmadan birbiriyle karşılıklı işlemesinin yararlı olacağı görülmüştür. Simulatör Ağı (SIMNET) Dağıtık Etkileşimli Benzetim (DIS) Tümleşik Seviye Benzetim Protokolü (ALSP) Yüksek Seviyeli Mimari (HLA) 1983’ten itibaren 1980’lerden 1996’nın başlarına 1996’dan günümüze 1989’dan itibaren
SIMNET ve ALSP projelerinden elde edilen tecrübe, dağıtık etkileşimli benzetimin (DIS: Distributed Interactive Simulation) gelişmesine katkıda bulunmuştur (SISO, 2006). Heterojen (farklı yazılım ile veya farklı ortamlarda tasarlanmış) benzetimlerin DIS protokolü ile sentetik ortamda etkileşmesi mümkün hale gelmiştir. DIS, benzetimler arası iletişime odaklanarak birçok benzetim türünü (yapısal, canlı, vs.) desteklemiştir. Bunun sonucunda DIS protokolü veri birimleri (PDU) geliştirilmiştir. PDU, benzetimler arası iletişimin standardını belirlemektedir (IEEE, 1995a ve 1995b). Benzetim modeli kurulmuş nesnenin tüm durumu her PDU yayımıyla iletilmektedir. Bu durum, DIS benzetimlerinde veri toplamayı kolaylaştırmaktadır. PDU verileri elde edildiğinde, nesnenin o andaki tüm durumu hakkında bilgi elde edilmektedir. Ancak bu durum ölçeklenebilirlik kısıtını sağlayamamaktadır. Çünkü PDU ile birçok veri iletilmekte ancak bu verilerin bir kısmı ya değişmeyen verileri içermekte veya karşı tarafı ilgilendirmeyen verileri barındırmaktadır. Bu ise, gereksiz verilerin iletilmesinden dolayı, iletişim ağında aşırı yük meydana getirmektedir. Bu gibi kısıtlardan dolayı daha gelişmiş dağıtık benzetim mimarilerine ihtiyaç duyulmuştur.
Birçok benzetim türünü desteklemesine rağmen DIS’in kısıtları vardır. PDU iletiminden kaynaklanan ölçeklenebilirlik sorunundan bahsedilmiştir. Bundan başka, DIS ile ortak bir sentetik ortamın temsil edilmesiyle ilgili kısıt da mevcuttur. DIS, tüm katılımcı benzetimlerin ortak veritabanına erişim sağladıklarını ve üzerinde anlaşmaya varılmış bir grafiksel gösterimi kullandıklarını garanti altına almamaktadır. DIS ile uygulanan bu yöntem gerçek zamanlı benzetimlerin uygulanmasında kısıt oluşturmuştur.
1991’de Amerikan Savunma Bakanlığı, Savunma Modelleme ve Benzetim Ofisi’ni (DMSO, 2006), dağıtık benzetim çalışmalarını birleştirmek için kurmuştur. DMSO çalışmalarının köşe taşını HLA teşkil etmiştir ve en öncelikli çaba HLA’ya verilmiştir. HLA’dan önceki dağıtık benzetim çalışmalarından tecrübe edilenler ve öğrenilenler geliştirilerek veri iletişim standardı oluşturulmuştur. Odak noktası, DIS’te uygulanan iletişim içeriğinden iletişim mekanizmasına kaydırılmıştır. DIS gibi HLA da Amerikan Savunma Bakanlığı bünyesinde kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Ancak HLA’ya olan ilgi, onun daha geniş benzetim çevrelerinde de
kullanılabilirliğini ortaya koymuştur. Böylece sadece Amerika’da değil, Amerika dışında da ve savunma dışı uygulamalarda da kullanılabilir hale gelmiştir (Wilcox vd., 2000).
1996’dan beri dağıtık benzetim ile ilgili gelişmeleri rapor edenlerin en başında Benzetim Karşılıklı-işleyebilirliği Standartları Organizasyonu (SISO, 2006) gelmektedir. Dağıtık benzetim çalışmalarının yaygınlaşması amacıyla çeşitli atölye çalışmaları ve sempozyumlar düzenlemektedir. Çok çeşitli organizasyon temsilcilerinden birçok üyesi mevcuttur. DMSO ile SISO birlikte çalışarak birçok HLA standardı geliştirmişlerdir (Wilcox vd., 2000). 2000 yılında ise IEEE tarafından modelleme ve benzetim standardı olarak kabul edilmiştir (Xiaoxia ve Qiuhai, 2003).
Şekil 2.1’de dağıtık benzetim mimarilerinin gelişimi hiyerarşik olarak verilmişti.
Burada dikkat edilmesi gereken husus, yeni bir dağıtık benzetim mimarisi geliştirildiğinde, daha önceki mimarilere göre modellenmiş sistemlerin hemen ortadan kalkmadığıdır. HLA ile ilgili çalışmalar devam etse de daha önce geliştirilmiş olan SIMNET, ALSP ve DIS tabanlı sistemler halen çalışmaktadır. Daha eski benzetim mimarileri ile geliştirilmiş sistemlerin HLA ile iletişim sağlayabilmeleri için çeşitli arayüz geliştirme çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalarda bazılarını Cox ve Wood (1996), Cox vd, (1996) ve Wood vd., (1997)’de görmek mümkündür.