Популярные услуги

Все письменные КМ под ключ за 3 суток! (КМ-6 + КМ-7 + КМ-8 + КМ-9 + КМ-10)
КМ-6. Динамические массивы. Семинар - выполню любой вариант!
Любая задача на C/C++
Одно любое задание в mYsql
Любой тест по базам данных максимально быстро на хорошую оценку - или верну деньги!
Любой реферат по объектно-ориентированному программированию (ООП)
Повышение уникальности твоей работе
КМ-2. Разработка простейших консольных программ с использованием ООП + КМ-4. Более сложные элементы ООП - под ключ!
Любой реферат по информатике
КМ-7. Решение задач на обработку символьной информации - выполню любой вариант!

Способы описания сетей Петри

2021-03-09СтудИзба

2.2. Способы описания сетей Петри

            В настоящее время существует несколько подходов к описанию СП, которые можно разбить на следующие группы:

 - матричное описание [26,46];

 - алгебраическое описание [26,32];

 - описание на основе базовых фрагментов;

 - графическое описание.

            Рассмотрим использование данных способов описания СП на примере ВС, состоящей из двух вычислительных устройств (ВУ), одно из которых главное (ВУ1), второе - подчиненное (ВУ2). Рабочий цикл ВУ складывается из трех этапов: начало работы (BEGIN), прием или посылка сообщений (INIT), окончание работы (END). На этапе BEGIN ВУ1 посылает устройству ВУ2 сигнал о начале работы и переходит в состояние ожидания ответа. ВУ2, получив сигнал о начале работы, переходит в активное состояние и выдает подтверждающее сообщение о готовности. ВУ1, получив подтверждающий сигнал, также переходит в активное состояние. На этом этап BEGIN заканчивается. Находясь в состоянии INIT , ВУ1 может либо передавать задания для выполнения устройству ВУ2, либо перейти в состояние END. В свою очередь ВУ2 может также передавать устройству ВУ1 задания для обработки, но самостоятельно в состояние END перейти не может. Если ВУ1 (ВУ2) передало задание устройству ВУ2 (ВУ1) для обработки, то оно переходит в состояние ожидания. Только после того, как будет получен подтверждающий сигнал, ВУ1 (ВУ2) может выполнить действия по инициализации новых заданий. Инициатива по переходу в состояние END может исходить только от ВУ1. При этом ВУ1 посылает устройству ВУ2 сигнал о завершении работы и переходит в неактивное состояние.

            2.2.1. Матричное описание сетей Петри

            Построим основанную на понятиях сетей Петри модель, которая описывает функционирование рассмотренной выше ВС. Подобные модели в дальнейшем будем называть СП-моделями. СП-модели системы ВУ1 и ВУ2 в соответствии с описанным выше примером представлены на рис.2.5. При этом позиции и переходы получили следующую интерпретацию.

Рекомендуемые материалы

            Этап BEGIN:

p11 - ВУ1 находится в неактивном состоянии, но готово перейти в состояние BEGIN;

p14 - ВУ1 ожидает подтверждения о начале работы от ВУ2;

p15 - ВУ1 послало сигнал устройству ВУ2 о начале совместной работы;

p16 - ВУ1 получило подтверждающий сигнал от ВУ2 о начале совместной работы;

t11 - переход ВУ1 в состояние BEGIN;

N1 - действия ВУ2 при переходе в состояние BEGIN;

t12 - переход ВУ1 в состояние INIT;

p21 - ВУ2 находится в неактивном состоянии, но готово перейти в состояние BEGIN;

t21 - переход ВУ2 в состояние INIT.

            Этап INIT:

p12 - ВУ1 готово послать сообщение устройству ВУ2;

p13 - ВУ1 готово принять сообщение от ВУ2;

p17 - ВУ1 ожидает подтверждения от ВУ2 о приеме сообщения;

p18 - ВУ1 послало устройству ВУ2 сообщение на обработку;

p19 - ВУ1 приняло от ВУ2 подтверждение о приеме посланного сообщения;

t13 - переход ВУ1 в состояние ожидания после передачи сообщения устройству ВУ2 на обработку;

t14 - переход ВУ1 в состояние готовности для передачи ВУ2 следующего сообщения;

N2 - действия ВУ2 при обработке принятого от ВУ1 сообщения;

p100 - ВУ1 обрабатывает принятое от ВУ2 сообщение;

t15 - прием устройством ВУ1 сообщения от ВУ2;

t16 - окончание обработки ВУ1 принятого от ВУ2 сообщения;

p22 - ВУ2 готово принять сообщение от ВУ1;

p23 - ВУ2 готово послать сообщение устройству ВУ1;

p24 - ВУ2 обрабатывает принятое от ВУ1 сообщение;

p25 - ВУ2 послало сообщение устройству ВУ1;

p26 - ВУ2 приняло от ВУ1 подтверждение о приеме посланного сообщения;

p27 - ВУ2 ожидает подтверждения от ВУ1 о приеме посланного сообщения;

t22 - прием ВУ2 сообщения от ВУ1;

t23 - окончание обработки ВУ2 принятого от ВУ1 сообщения;

t24 - переход ВУ2 в состояние ожидания после передачи сообщения устройству ВУ1 на обработку;

t25 - переход ВУ2 в состояние готовности для передачи устройству ВУ1 следующего сообщения;

N13 - действия ВУ1 при обработке принятого от ВУ2 сообщения.

            Этап END:

Рис. 2.5. СП-модели ВУ1 (а) и ВУ2 (б)


p101 - ВУ1 послало сообщение устройству ВУ2 об окончании            совместной работы;

p102 - система ВУ завершила свою работу;

t17 - завершение работы ВУ1;

t26 - завершение работы ВУ2.

            Матричное описание данных СП-моделей представлено на рис.2.6. Связь ВУ1 и ВУ2 в СП отображена наличием переходов N1, N2, N13. Использование ИСП позволяет исследовать работу ВУ1 (или ВУ2) независимо от ВУ2 (ВУ1). Если объединить СП, представленные на рис.2.5, то можно будет исследовать совместную работу ВУ1 и ВУ2.

Матрица F(p,t)

t11

N1

t12

t13

N2

t14

t15

t16

t17

t26

p11

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

p14

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

p15

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

p16

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

p12

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

p17

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

p18

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

p19

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

p13

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

p100

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

p101

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

p102

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Матрица H(t,p)

p11

p14

p15

p16

p12

p17

p18

p19

p13

p100

p101

p102

t11

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

N1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

t12

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

t13

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

N2

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

t14

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

t15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

t16

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

t17

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

t26

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

Вектор начальной разметки m0

p11

p14

p15

p16

p12

p17

p18

p19

p13

p100

p101

p102

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

p21p22p24p23p25p26p27
t210101000
t220010000
t230100000
t240000101
t250001000
N130000010
t221000000

p21p22p24p23p25p26p27
t210101000
t220010000
t230100000
t240000101
t250001000
N130000010
t221000000

Матрица F(p,t)                                                                                Матрица H(t,p)

t21

t22

t23

t24

t25

N13

t22

p21

1

0

0

0

0

0

0

p22

0

0

1

0

0

0

0

p24

0

1

0

0

0

0

0

p23

0

0

1

0

0

0

0

p25

0

0

0

1

0

0

0

p26

0

0

0

0

0

1

0

p27

0

0

0

0

1

0

0

Вектор начальной разметки m0

p21

p22

p24

p23

p25

p26

p27

1

0

0

0

0

0

0

                                                                                                                                                                                            б)

Рис. 2.6. Матричное описание СП-моделей ВУ1 и ВУ2

Иногда бывает полезно отдельно изучить работу некоторого блока ВУ1 (или ВУ2). В этом случае исследуемый блок описывается как ИПР. В нашем примере ИПР N1, N2, N13, содержание которых представлено на рис.2.7, описывают работу блоков при переходе ВУ1 и ВУ2 в новое состояние и обработке принятых сообщений.

Рис.2.7. Структуры ИПР N1, N2, N13


            Для анализа взаимодействия отдельных блоков ВУ1 и ВУ2 на верхнем уровне ИСП, которые представлены на рис.2.5, могут быть описаны в виде, представленном на рис.2.8 и рис.2.9. Подобное представление абстрагируется от внутреннего содержания ИПР N1, N2, N11, N12, N13, N31, структура которых представлена на рис.2.7 и рис.2.10. Можно заметить, что данные ИПР включают в качестве составных частей другие ИПР (N1, N2, N13).

Рис.2.10. Структуры ИПР N11, N12, N31

            Приведенные примеры показывают, что применение ИСП дает возможность разработчику описывать и анализировать проектируемое устройство или систему на различных уровнях детализации.

Рис.2.9. Иерархическая СП ВУ2Рис.2.8. Иерархическая СП ВУ1

            2.2.2. Алгебраическое описание сетей Петри

            Одной из наиболее актуальных задач в области создания инструментальных средств для анализа и синтеза параллельных ВС является задача разработки средств формального описания СП, моделирующих работу исследуемой ВС. Основным требованием, предъявляемым к формальной модели, является адекватность представления моделей ВС, для которых характерны параллелизм, асинхронность, недетерминированное взаимодействие процессов. Кроме того, модель должна обладать развитым арсеналом средств, пригодных для исследования и преобразования моделей ВС. Существенную помощь в построении подобного математического аппарата может оказать алгебраический подход к описанию СП.

            В настоящее время предложено несколько алгебраических подходов для описания как простых, так и расширенных СП [26,31,32,56]. В качестве примера подобного математического аппарата рассмотрим алгебру СП [30].

            Алгебра сетей Петри базируется на алгебре регулярных СП [26]. В целях увеличения описательных возможностей языка в алгебру регулярных СП введены операции сцепления и замещения, средства описания межуровневых связей, ингибиторных и взвешенных дуг, а также расширены возможности операции присоединения.

            Определение данных операций дается с помощью вспомогательной операции слияния позиций. Пусть X = {x1, x2,..., xn} и Y = {y1, y2, ..., ym} - два сливаемых множества позиций. Если одно из множеств пустое, то результат слияния представляет собой исходную сеть. Операция слияния sl множеств X и Y происходит в два этапа. Сначала каждая позиция xi, принадлежащая множеству Х, копируется в m экземплярах, а каждая позиция yj, принадлежащая множеству Y, копируется в n экземплярах. Позиции копируются вместе с их разметкой и инцидентными дугами. Затем каждая пара (xi, yj) замещается новой позицией z с разметкой m(z) = min(m(xi), m(yj)) и соответствующими инцидентными дугами. Рассмотрим определения операций алгебры регулярных СП.

Операция наложения ,.  Операция объединения двух сетей в одну выполняется путем наложения одноименных переходов:

N=(N1, N2)=(P1 È P2, T1 È T2, F1 È F2, H1 È H2,  m0),

где m0(p)= m0i (p), если p Î Pi , где i=1,2 и p Î P1 Ç P2; m0(p) = min(m01(p), m02(p)), если p Î P1 Ç P2. Данная операция представляет собой теоретико-множественное объединение графов.

            Операция итерации "*". Унарная операция, которая сливает множества головных и хвостовых позиций сети N :

N'=*(N)=sl(pre(N), post(N)).

            Операция присоединения " ; ". Данная операция соединяет две сети в одну путем слияния множества хвостовых позиций первой сети N1 со множеством головных позиций второй сети N2 :

N=(N1; N2) = sl(post(N1), pre(N2)).

            Операция исключения " $ ". Эта операция объединяет две сети в одну путем слияния соответствующих множеств головных и хвостовых позиций данных сетей:

N=(N1$N2) = sl(pre(N1), pre(N2))&sl(post(N1), post(N2)).

            Операция разметки " > ". Унарная операция, помещает n меток в каждую позицию, принадлежащую множеству головных позиций сети N. Сеть N' совпадает как граф с сетью N, но имеет другую начальную разметку. Примеры использования описанных операций приведены на рис.2.11.

, ,Таблица 2.1Таблица 2.2

             Операция сцепления " + ". Ввод данной операции обусловлен следующим. Ввиду того, что алгебраическое представление СП не включает идентификаторы позиций, при выполнении операции наложения учитываются лишь одноименные переходы. Это приводит к тому, что при наложении СП, представленных формулами, в некоторых случаях появляются непредусмотренные позиции, которые искажают результирующую сеть. Для устранения данного недостатка вводится операция сцепления, которая осуществляет наложение одноименных переходов сетей и производит сцепление позиций с определенными свойствами. Свойства объединяемых позиций x и y при сцеплении фрагментов СП А1 и А2, содержащих одноименный переход t, определяются таблицами 2.1 и 2.2.

            Пример использования операции сцепления представлен на рис.2.11.

,Рис. 2.11. Примеры выполнения операций алгебры сетей Петри:
а) множество исходных элементарных сетей; б) присоединение; в) исключение; 
г) разметка; д) итерация; е) наложение; ж) сцепление



            Операция замещения " - ". На практике часто возникает ситуация, когда необходимо оценить влияние некоторого блока на работу ВС в зависимости от места включения блока. Например, на рис.2.12,а приведена СП-модель с идентификатором N100. Данная СП-модель описывает ВС, которая имеет последовательные и параллельные процессы. Пусть необходимо оценить работу ВС в том случае, когда блок Q10 (рис.2.12,б) включается вместо последовательного процесса (например, вместо t1, рис.2.13,а), и когда блок Q10 включается вместо параллельного процесса (например, вместо t4, рис.2.13,б). Как будет выглядеть алгебраическое описание СП-модели в первом и во втором случаях? Исходная СП-модель ВС и блок Q10 имеют следующее описание:

            N100:*(1>t1;(t4$(t2;t3));t5) , (2.3)

            Q10:t21$t22$t23 .                               (2.4)

Рис.2.12. Пример исходной сети 
Петри (а) и включаемого блока (б)
            ВС, в которой блок Q10  замещает последовательный процесс (t1), имеет следующее алгебраическое описание:

            N100:*(1>(t21$t22$t23);(t4$(t2;t3));t5),

а ВС, в которой Q10 замещает параллельный процесс (t4), имеет следующее описание:

            N100:*(1>t1;((t2;t3)$(t21$t22$t23));t5) .

            Очевидно, что подобный подход к алгебраическому представлению СП-моделей приводит к дублированию описания ИПР, а следовательно, к повышению сложности входного описания.

            Ликвидировать данный недостаток позволяет ввод дополнительной операции замещения. Правило записи данной операции имеет следующий вид: <П1>:<П2>-<П3> , где П1 - идентификатор СП-модели, в которой производится замещение; П2 - идентификатор замещающего ИП; П3 - идентификатор замещаемого перехода.

Рис.2.13. Результаты использования операции &#13;&#10;замещения: &#13;&#10;а) включение ИПР Q100 в последовательный процесс; &#13;&#10;б) включение ИПР Q100 в параллельный процесс&#13;&#10;            С учетом операции замещения СП-модели, представленные на рис.2.13, будут иметь следующие описания:

            N100:Q10-t1 ,

            N100:Q10-t4  ,

где N100 и Q10 - описаны выражениями (2.3) и (2.4).

            Расширение операции присоединения. Операции алгебры регулярных СП [26] позволяют описывать ограниченные структуры СП. Так, например, с помощью операций данной алгебры нельзя описать фрагменты сетей, представленные на рис.2.14. А если принять во внимание то, что подобные структуры встречаются в большинстве СП-моделей, то становится очевидным ограниченность операций алгебры регулярных СП при описании и исследовании СП-моделей.

            Пусть выполняется операция А1; А2 , где ";" - операция присоединения. Если фрагмент А1 имеет хвостовые позиции, т.е. |post(A1)| > 0 , а фрагмент А2 имеет головные позиции, т.е. |pre(A2)| > 0, то в этом случае операция присоединения выполняется, как описано выше.

Рассмотрим случай, когда фрагмент А2 не имеет головных позиций (|pre(А2)|=0), либо фрагмент А1 не имеет хвостовых позиций (|post(A1)| = 0 ). Тогда, при выполнении операции присоединения для фрагментов А1 и А2 определяются позиции, которые входят в петли. Позиция р входит в петлю, если она принадлежит множеству pre(pre(p)) (либо множеству post(post(p))).

Рис. 2.14. Сеть Петри, &#13;&#10;не описываемая операциями алгебры регулярных сетей&#13;&#10;            Рассмотрим возможные варианты.

,Рис. 2.15. Пример выполнения расширенной операции присоединения&#13;&#10;(А1;А2):а) аргумент А1; б) аргумент А2; в) результат&#13;&#10;&#13;&#10;
            1. Если фрагмент А1 (рис.2.15,а) содержит одну позицию, входящую в петлю или петли, то операция присоединения (А1;А2) выполняется путем объединения данной позиции и головной позиции фрагмента А2 (рис.2.15,б). Результат данной операции представлен на рис.2.15,в.

            2. Если фрагмент А3 (рис.2.16,а) содержит несколько позиций, причем часть из них входит в петли, то операция присоединения (А3;А2) выполняется путем объединения головной позиции фрагмента А2 с позицией фрагмента А3, входящей в одну из петель и имеющей наименьший порядковый номер. Результат данной операции представлен на рис.2.16,в.

            3. В том случае, когда фрагмент А1 не имеет хвостовых позиций, а фрагмент А2 не имеет головных позиций, |post(A1)| = 0 & |pre(A2)| = 0 , то операция присоединения (А1;А2) невыполнима.

Рис. 2.16. Пример выполнения расширенной операции присоединения (А1;А2): аргумент А1 (а), аргумент (б), результат(в)            Описание межуровневых связей. Для описания в СП-моделях межуровневых связей введем в алгебру сетей Петри составные имена переходов [27]. Рассмотрим использование данных имен на примере. Пусть в СП-модели (рис.2.17) существует связь между переходами, которые принадлежат различным ИПР. Тогда с использованием составных имен данная связь может быть описана следующим образом:

                        N1:(Q1,Q2)+(tQ1.12;tQ2.21) ,

где  - Q1:t11$t12   и  Q2:t21;t22 .

            Описание ингибиторных дуг. Для алгебраического описания ингибиторных СП введем операцию задания ингибиторных дуг (^). Действие данной операции распространяется на один аргумент (унарная операция), в качестве которого может быть либо простой, либо иерархический переходы. Пример описания ингибиторной иерархической сети приведен на рис.2.18.

Рис. 2.17. Пример ИСП с &#13;&#10;межуровневыми связями&#13;&#10;            Описание взвешенных дуг. Для того, чтобы иметь возможность описывать кратные дуги, встречающиеся в СП-моделях, вводятся операции задания весов входных и выходных дуг к переходам. Входная дуга к переходу ti кратности r описывается с помощью оператора g (rg(ti)), выходная - с помощью оператора h(rh(ti)). Например, дуги СП, представленной на рис.2.19, могут быть описаны следующим образом: 2gt1, 3ht1  или 2g3ht1 .

&#13;&#10;&#13;&#10;1&gt;(((t1;t3) $ (t2;(^t4 $ t5);t7) $ (^Q1;t6))+(t1;t4))&#13;&#10;&#13;&#10;Рис. 2.18. Пример описания сети &#13;&#10;Петри с ингибиторными дугами&#13;&#10;

Язык алгебраического описания иерархических сетей Петри

            Возможности алгебраического описания представляются входным языком СП [30], в основу которого положена алгебра СП. Предложения языка СП включают только идентификаторы переходов и выполняемых над ними операций. Идентификаторы позиций генерируются в процессе интерпрeтации предложений языка СП и являются величинами переменными.

            Алфавит языка включает следующие классы символов:

 буквы: N,T,Q;

            специальные знаки: ";",":",",","$","+","*","-",">",".","#', "(", ")", "g", "h", "^";

            цифры: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;

            пробел.

            Грамматика языка СП представлена на рис.2.20. Длина идентификаторов сети, ИПР и простых переходов (ПП) не должна превышать шести позиций. Причем каждый идентификатор должен начинаться с буквы. Каждый ИПР в терминах языка СП может быть описан либо как ИПР Q-типа, либо как ИПР N-типа. Использование того или иного типа ИПР позволяет влиять на степень детализации ИСП при ее анализе. В качестве примера опишем на языке СП СП-модель системы вычислительных устройств, которая представлена на рис.2.5. Одно из возможных описаний СП-модели можно представить следующим образом:

  N0:*t0                                                                       (2.5)

  Q11:(t11;t12)+(t11;t21;t12)                                            (2.6)

  Q2:t22;t23                                                                  (2.7)

  Q12:(t13;t14)+(t13;Q2;t14)                                            (2.8)

Q13:t15;t16                                                                  (2.9)

Q31:(t24;t25)+(t24;Q13;t25)                                            (2.10)

Q100:*(1>Q11;(*N12);t17)+(Q11;(*N13);t17;t26)    (2.11)

Q200:*(1>t21;(*N2);t26)+(t21;(*N31);t26)             (2.12)

Рис. 2.19. Сеть Петри с взвешенными дугамиQ100:Q12-N12                                                              (2.13)

Q100:Q13-N13                                                              (2.14)

Q200:Q2-N2                                                                 (2.15)

Q200:Q31-N31                                                              (2.16)

N1:Q100+Q200 #                                                          (2.17)

&lt; иерархическая сеть &gt;:: = &lt; идентификатор сети &gt; : &lt; описание сети&gt;#&#13;&#10;&lt; описание сети &gt; :: = &lt; выражение &gt; &lt; список ИПР &gt; | &lt; выражение &gt;&#13;&#10;| &lt; список ИПР &gt;&#13;&#10;&lt; список ИПР &gt; :: = &lt; список ИПР &gt; | &lt; ИПР &gt;&#13;&#10;&lt; ИПР &gt; :: = &lt; идентификатор ИПР&gt; : &lt; описание сети &gt;&#13;&#10;&lt; выражение &gt; :: = &lt; терм &gt; &lt; операция &gt; &lt; выражение &gt; | &lt; операция &gt;&#13;&#10;&lt; выражение &gt; | &lt; терм &gt;&#13;&#10;&lt; терм &gt; :: = ( &lt; выражение &gt; ) | &lt; идентификатор сети &gt; |&#13;&#10;&lt; идентификатор ИПР &gt; | &lt; идентификатор перехода &gt;&#13;&#10;&lt; операция &gt; :: = &lt;число &gt; &gt; | , | ; | $ | + | * | - | ^ **число*q **число*h&#13;&#10;&lt; идентификатор сети &gt; :: = N &lt; число &gt;&#13;&#10;&lt; идентификатор ИПР&gt; :: = Q &lt; число &gt;&#13;&#10;&lt; идентификатор перехода &gt; :: = T &lt; указатель перехода &gt;&#13;&#10;&lt; указатель перехода &gt; :: = &lt; число &gt; | N &lt; число&gt; . &lt; число &gt; | Q&#13;&#10;&lt; число &gt; . &lt; число &gt;&#13;&#10;&lt; число &gt; :: = &lt; цифра &gt; &lt; число &gt; | &lt; цифра &gt;&#13;&#10;&lt; цифра &gt; :: = 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9&#13;&#10;&#13;&#10;Рис. 2.20. Грамматика языка сетей Петри&#13;&#10;

            Поясним данное описание. Выражение (2.5) не несет физического смысла и присутствует в описании СП-модели только из-за требований грамматики языка. Ввиду того, что ИПР N1 состоит из одного перехода t21, то в алгебраическом описании данный переход замещен простым переходом t21. Иерархические переходы N2 и N13 описаны выражениями (2.7) и (2.9) и представлены как ИПР Q-типа. Данный подход выбран с целью наиболее полного раскрытия моделирующей СП. Выражения (2.6), (2.8), (2.10) описывают взаимодействие ВУ1 и ВУ2 на этапах BEGIN и INIT. Данные выражения описывают отдельные подсистемы и соответствуют структурному подходу к проектированию сложных систем. Выражения (2.11) и (2.12) описывают иерархические СП, моделирующие работу ВУ1 и ВУ2. Выражения (2.13)-(2.16) путем замены ИПР N-типа на ИПР Q-типа повышают уровень детализации СП-модели и делают ее более подробной. Полное описание моделирующей сети N1, в которой не содержится ни одного ИПР, получается в результате выполнения операции (2.17).

            Следует отметить, что рассмотренное описание ИСП N1 не является оптимальным с точки зрения времени выполнения. Действительно, в выражении (2.11) ИПР Q11 включен дважды, поэтому при выполнении операции сцепления будут просматриваться и объединяться все переходы, составляющие ИПР Q11, что может занимать лишнее время в случае сложного Q11. Точно такого же результата, но значительно быстрее, можно добиться, если некоторые выражения представить в следующем виде:

Q11:(t11;t12)+(t11;t21;t12)                                                                                             (2.6)

Q100:*(1>N11;(*N12);t17)+(N11;(*N13);t17;t26)                                                    (2.11)

Q100:Q11-N11                                                                                                                 (**) 

N1:Q100+Q200 #                                                                                 (2.13)

            В этом случае при выполнении операции сцепления в выражении (2.11) ИПР N11 не раскрывается и выступает в роли простого перехода. Поэтому ИПР Q100, описанный выражением (2.11), строится значительно быстрее, так как содержит меньшее количество переходов. После обработки выражения (**) в ИПР Q100 происходит замена ИПР N11 на ИПР Q11, в результате чего получается результат, аналогичный предыдущему описанию.

2.2.3.Описание сетей Петри на основе базовых фрагментов

            Введем некоторые определения.

            Определение 2.3. Базовой вершиной-переходом vt  СП N , где t Î T, назовем фрагмент СП, включающий переход t  и все позиции, для которых I(p,t) >=1 и O(p,t)>=1 .

            Определение 2.4. Базовой вершиной-позицией vp  СП N , где p Î P, назовем фрагмент СП, включающий позицию p  и все переходы, для которых I(p,t) >=1 и O(p,t) >=1 .

            Вершину-переход (vt) и вершину-позицию (vp) в дальнейшем будем называть базовыми фрагментами. Рассмотрим следующую теорему.

            Теорема 2.1. СП N = (P, T, I, O, m0) считается заданной, если заданы множества P, T и отображение Г , которое может быть определено одним из следующих способов:

            1) множеством вершин-переходов;

            2) множеством вершин-позиций;

            3) множествами входных элементов для каждой вершины:

            Г={pre(bi)}, где bi  Î P È T и i = ;

            4) множествами выходных элементов для каждой вершины:

            Г={post(bi)}, где bi Î P È T и i = .

            В качестве примера рассмотрим задание СП-модели ВУ1, которая представлена на рис.2.5, с помощью базовых фрагментов.

            1. Описание СП множеством вершин-переходов:

а) P={p11,  p12,  p13,  p14,  p15,  p16,  p17,  p18,  p19,  p100,  p101,  p102};

б) T={t11, t12, N1, t13, t14, N2, t15, t16, t17, t26};

в) Г(t11)={p11},{p14, p15},                Г(t12)={p14, p16},{p12, p13},

 Г(N1)={p15},{p16},                          Г(t13)={p12},{p17, p18},

 Г(t14)={p17, p19},{p12},                    Г(N2)={p18},{p19},

 Г(t15)={p13},{p100},                         Г(t16)={p100},{p13},

 Г(t17)={p12, p13},{p11, p101},           Г(t26)={p101},{p102};

г) m0 = (1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0).

 2. Описание СП множеством вершин-позиций

а) P={p11, p12, p13, p14, p15, p16, p17, p18, p19, p100, p101, p102};

б) T={t11, t12, N1, t13, t14, N2, t15, t16, t17, t26};

в) Г(p11)={t17},{t11},                         Г(p12)={t12, t14},{t13, t17},

     Г(p13)={t12, t16},{t15, t17},  Г(p14)={t11},{t12},

     Г(p15)={t11},{N1},                         Г(p16)={N1},{t12},

     Г(p17)={t13},{t14},                          Г(p18)={t13},{N2},

     Г(p19)={N2},{t14},                         Г(p100)={t15},{t16},

     Г(p101)={t17},{t26},            Г(p102)={t26}, Æ ;

г) m0 = (1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0).

 3.Описание СП множеством входных элементов для каждой вершины

а) P={p11, p12, p13, p14, p15, p16, p17, p18, p19, p100, p101, p102};

б) T={t11, t12, N1, t13, t14, N2, t15, t16, t17, t26};

в) Г(t11)={p11},                              Г(p11)={t17},

   Г(t12)={p14, p16},                       Г(p12)={t12, t14},

   Г(N1)={p15},                                Г(p13)={t12, t16},

   Г(t13)={p12},                                Г(p14)={t11},

   Г(t14)={p17, p19},                       Г(p15)={t11},

   Г(N2)={p18},                                Г(p16)={N1},

   Г(t15)={p13},                                Г(p17)={t13},

   Г(t16)={p100},                              Г(p18)={t13},

   Г(t17)={p12, p13},                       Г(p19)={N2},

   Г(t26)={p101},                              Г(p100)={t15},

                                                               Г(p101)={t17},

                                                               Г(p102)={t26};

г) m0 =(1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0).

4. Описание СП множеством выходных элементов для каждой вершины

а) P={p11, p12, p13, p14, p15, p16, p17, p18, p19, p100, p101, p102};

б) T={t11, t12, N1, t13, t14, N2, t15, t16, t17, t26};

в)         Г(t11)={p14, p15},           Г(p11)={t11},

                Г(t12)={p12, p13},           Г(p12)={t13, t17},

                Г(N1)={p16},                    Г(p13)={t15, t17},

                Г(t13)={p17, p18},           Г(p14)={t12},

            Г(t14)={p12},                   Г(p15)={N1},

            Г(N2)={p19},                    Г(p16)={t12},

                Г(t15)={p100},                  Г(p17)={t14},

            Г(t16)={p13},                  Г(p18)={N2},

                Г(t17)={p11, p101},       Г(p19)={t14},

            Г(t26)={p102},                  Г(p100)={t16},

                                                               Г(p101)={t26},

                                                               Г(p102)= Æ ;

г) m0 = (1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0).

            Сравнивая достоинства и недостатки рассмотренных способов описания СП, можно отметить следующее. Достоинствами матричного метода является:

1) наличие алгоритмов анализа, ориентированных на матричное представление СП [30,46];

2) простота описания СП-модели.

"44 Период расцвета схоластики" - тут тоже много полезного для Вас.

К недостаткам метода относятся:

1) громоздкость;

2) сложность представления СП-модели на различных уровнях детализации.

Алгебраическое описание свободно от недостатков матричного описания, но в свою очередь достаточно сложно для использования и требует для работы определенных навыков. Другим существенным недостатком описанного в данной работе способа алгебраического описания является его ограниченность, то есть невозможность описания произвольных СП.

Алгебраическое описание СП-моделей, предложенное в работе [26], позволяет описывать СП любой структуры, но при этом язык алгебраических выражений требует обращения как к переходам СП, так и к позициям. Описание СП на основе базовых фрагментов просто и компактно в использовании, дает возможность описывать СП любой сложности. Однако описание СП на основе базовых фрагментов дает определенные неудобства при исследовании ИСП.

Графическое описание СП удобно, предоставляет наглядные средства при вводе и редактировании как простых, так и ИСП, однако данное описание требует разработки достаточно сложных специальных пакетов программ.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5167
Авторов
на СтудИзбе
437
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее