着色Petri网模型检测工具的扩展及其在Web服务组合中的应用

Web服务组合的形式化描述和验证是一个重要的研究问题.为了更好地完成验证工作,提出了扩展着色Petri网的模型检测方法.首先,在着色Petri网原有的基于CTL的局部模型检测算法基础上,给出了获取模型检测证据/反例的算法,并在着色Petri网模型检测工具--CPN Tools--中使用ML(meta language)语言实现了这些算法,然后将扩展后的CPN模型检测工具应用在Web服务组合的验证问题中.该方法不仅可以验证Web服务组合是否存在逻辑错误,还能告诉用户发生错误的原因,为Web服务组合的验证提供了技术上的保障.实验表明对着色Petri网的模型检测工具的扩展是正确、有效的.     

模糊Petri网在带权不精确知识表示和推理中的应用研究

Petri网是一种适合于描述异步并发事件的计算机系统模型 ,可以有效地对并行和并发系统进行形式化验证和行为分析 .以模糊 Petri网的基本定义为基础 ,讨论了带权模糊知识的模糊产生式系统表示法 ,建立了这种表示法与模糊 Petri网之间的映射关系和转换算法 ;在对模糊 Petri网进一步扩充的基础上 ,解决了与知识的模糊Petri网表示相关的几个问题 ;最后给出了模糊 Petri网中不确定性的计算方法和相应的不精确推理算法     

可重写Petri网:位置可重写及性质分析

针对Petri网对动态系统重构形式化描述和建模能力的不足,提出了可重写Petri网和位置可重写Petri网的基本概念.分析了位置可重写Petri网保持有界性、保守性、可重复性及活性等性质.给出了位置可重写Petri网保持活性的一个充要条件.证明了共享合成Petri网是位置可重写Petri网的一个实例,建立了退化的位置可重写Petri网模拟共享合成Petri网的算法.所得结果能够为动态重构系统的Petri网形式化建模提供理论方法,为大规模动态分布式系统的形式化验证提供有效途径.     

基于Petri网的混合安全策略建模与验证*

提出了一种基于有色Petri网的建模方法,在系统的Petri网模型中可以对中国墙策略进行分析和验证.给出了基于有色Petri网的混合安全策略的形式化定义;并通过一个系统实例阐述了如何利用该方法对系统的混合安全性进行分析和验证.无论是在系统的设计阶段还是实现阶段,该方法都能够有效地提升系统的混合安全性.     

基于Petri网的自动售货机销售系统建模及验证

提出了一种层次Petri网建立多媒体自动售货机销售系统模型。首先给出了层次Petri网在该系统中的形式化定义及描述,运用分层设计、逐步细化的思想降低系统复杂度,使该系统设计直观、清晰。然后,利用SNOOPY仿真工具和Petri网可达图分别从定性和定量两个方面加以分析,验证了该模型的合理性和有效性。研究表明,层次Petri网是多媒体自动售货机销售系统建模的一种有效途径。     

基于扩展Petri网模型的BPMN形式化

BPMN(Business Process Modeling Notation)作为一个在系统开发早期阶段获取业务过程模型的标准,指导系统的设计和开发,其模型的正确性是影响软件开发质量的关键。鉴于BPMN模型的形式化可以验证模型的正确性,提出了一种利用扩展Petri网模型,应用模型驱动技术实现BPMN模型形式化自动执行的方法。该方法通过细化Petri网模型中的Transition和Place元素以及增加Organization Identifier和Group Identifier容器,使其不但能够描述BPMN模型中的动态行为,而且还能描述BPMN模型中的动态行为协作和静态组织结构。从元模型结构、语法和图标记方面详细分析了扩展的Petri网模型元素,利用模型驱动开发技术设计BPMN模型元素至扩展的Petri网模型元素的转换规则,并在Eclipse平台上使用ATL模型转换语言执行映射,实现形式化的自动执行。最后在此基础上应用Travel Agency系统演示了模型形式化插件BPMN2ExtendPetrinets的执行结果。     

基于扩展颜色Petri网的拍卖协议建模与分析

电子商务自动谈判是多主体协商的典型应用.谈判协议的形式化是实现电子商务谈判自动化的关键.给出一种带抑止弧和时间变迁的颜色Petri网模型及其扩展或然状态图分析方法.用该扩展颜色Petri网模型对拍卖谈判协议进行了建模,同时用扩展或然状态图分析方法证明了协议模型的可达性.     

一种面向对象Petri网模型的语义和行为分析

面向对象Petri网根据面向对象思想的特点,对基本Petri网进行了扩展,引入了门、位置类型函数、多态迁移、聚集迁移以及禁止弧等概念.本文介绍了一种面向对象Petri网模型（Object-Oriented Petri Net,OOPN）,给出了OOPN的基本定义和图形表示,并对OOPN进行了语义与行为分析.OOPN能够成为面向对象系统的一种形式化的建模工具.     

语义Web服务组合的形式化描述与验证研究

Web服务组合是Web服务的主要研究方向之一,对语义Web服务组合进行形式化描述并进行分析和验证是组合服务正确运行的保证.本文首先给出了基于有色Petri网的语义Web服务形式化模型,形式化描述了OWL-S的ServiceModel中8种基本的Web服务组合模式,利用这些组合模式可以构造出满足需求的组合Web服务.然后,对服务组合形式化模型的正确性分析和验证进行研究后,给出了组合模型语法正确性、可达性、活性和有界性的算法.最后,通过一个具体的建模实例展示了Web服务组合的Petri网建模.     

一种兼顾协议正确性验证和性能评估的Petri网方法

基于Petri网的协议形式化分析方法由于其精炼、简洁和无二义性逐步成为分析协议的一条可靠和准确的途径,但是协议的形式化分析目前研究还不够深入,协议分析的两个重点内容正确性验证和性能评估所需要的模型不同,一种模型只能解决一方面的工作。为了有效地解决这一问题,文中提出了一种用原型Petri网作为协议验证模型的思路和方法,在不改变原型Petri网结构的基础上对变迁赋予发生时延,解决了协议的性能评估问题。本文还给出了协议验证内容与Petri网分析方法的对应关系,并对0-1停止等待协议进行了详细的分析,最后把0-1停止等待协议的原型Petri网模型转化为时延Petri网,对协议的性能进行了评估。     

Requirements specification and analysis of digital systems usingfuzzy and marked Petri nets

Fuzzy information often appears in the system requirements. Fuzzy Petri nets (FPN) are Petri nets in which certain fuzzy truth values are assigned to its transitions. We show how the FPN model can be used for formal specification and verification of digital systems. The consistent FPN model is actually a state machine, from which we can obtain a consistent marked Petri net (MPN) model. Based on the consistent MPN model, the hardware prototype at register transfer level can be easily induced by using the optimization rules. Finally, main results are presented in the form of three theorems and are supported by some experiments.     

基于高级Petri网的仿真剧情正规校核方法

针对仿真剧情主观校核不理想这一问题，提出了基于高级Petri网的仿真剧情正规校核方法．首先给出仿真剧情的形式化定义，并分析仿真剧情可能存在的错误类型；其次给出仿真剧情到高级Petri网的映射途径，并给出基于高级Petri网的仿真剧情校核准则和算法，此外，还给出实现仿真剧情动态校核的推理规则和机制；最后给出了一个正规校核工具框架．实际应用已经证明了该方法的有效性．     

用UML与Petri网为智能代理建模

统一建模型语言（UML）已经成为软件系统的分析与设计的标准工具，但由它扩充而成的代理统一建模型语言（AUML）还没变成一个标准，目前的AUML规格说明还有很多的局限性，还不能胜任多代理系统的开发．Petri网是仿真、验证软件系统执行的正确性与有效性的形式化工具．本文主要分析当前AUML规格说明和Petri网概念．找出它们之间的结合点，提出用Petri网扩充AUML的方法．将其应用于多代理系统的开发，就能实施之前运用Petri网进行系统的正确性与有效性验证．     

含过程和控制库所的层次化Petri网模型及应用

引入一种含过程和控制库所的Petri网模型,增强了Petri网的表述能力,扩展了Petri网的应用范围,并以铁路车站信号联锁逻辑中的进路控制为背景,较详细地给出了该类Petri网模型的实际应用。     

Homomorphisms between models of parallel computation

To better understand the relationships between different models of parallel computation, we introduce a new computation system formulation and develop general notions of homomorphisms and isomorphisms between computation systems. This allows us to study relations between vector addition systems, vector replacement systems, Petri nets, and generalized Petri nets. Results in this paper that may be of particular interest include a long list of properties preserved under homomorphism, and constructions that show that vector replacement systems can be simulated by vector addition systems, and that generalized Petri nets can be emulated by Petri nets.     

Fuzzy rule base systems verification using high-level Petri nets

In this paper, we propose a Petri nets formalism for the verification of rule-based systems. Typical structural errors in a rule-based system are redundancy, inconsistency, incompleteness, and circularity. Since our verification is based on Petri nets and their incidence matrix, we need to transform rules into a Petri nets first, then derive an incidence matrix from the net. In order to let fuzzy rule-based systems detect above the structural errors, we are presenting a Petri-nets-based mechanism. This mechanism consists of three phases: rule normalization, rules transformation, and rule verification. Rules will be first normalized into Horn clauses, then transform the normalized rules into a high-level Petri net, and finally we verify these normalized rules. In addition, we are presenting our approach to simulate the truth conditions which still hold after a transition firing and negation in Petri nets for rule base modeling. In this paper, we refer to fuzzy rules as the rules with certainty factors, the degree of truth is computed in an algebraic form based on state equation which can be implemented in matrix computation in Petri nets. Therefore, the fuzzy reasoning problems can be transformed as the liner equation problems that can be solved in parallel. We have implemented a Petri nets tool to realize the mechanism presented fuzzy rules in this paper.     

Verifying functions in online stock trading systems

Temporal colored Petri nets, an extension of temporal Petri nets, are introduced in this paper. It can distinguish the personality of individuals (tokens), describe clearly the causal and temporal relationships betwee nevents in concurrent systems, and represent elegantly certain fundamental properties of concurrent systems, such as eventuality and fairness. The use of this method is illustrated with an example of modeling and formal verification of an online stock trading system. The functional correctness of the modeled system is formally verified based on the temporal colored Petri net model and temporal assertions. Also, some main properties of the system are analyzed. It has been demonstrated sufficiently that temporal colored Petri nets can verify efficiently some time-related properties of concurrent systems, and provide both the power of dynamic representation graphically and the function of logical inference formally. Finally. future work is described.     

网上证券交易系统的时序Petri网描述及验证

基于时序Petri网对我国现行网上静态和动态证券交易系统进行了模拟、形式描述及功能正确性验证.应用时序逻辑推理规则,从形式上严格证明了证券交易系统需求规范及其时序Petri网模型动态行为的一致性.结果表明,时序Petri网能够清楚而简单地描述事件间的因果关系和时序关系以及并发系统中某些与时间有关的重要性质,如最终性和公平性.因此,时序Petri网可作为并发系统形式化描述和分析的有力工具.