基于OOPN的嵌入式系统的建模研究与实现

本文结合了面向对象和Petri网两种建模方法的优点，提出了一种新的面向对象Petri网的建模方法。主要研究了面向对象Petri网方法在嵌入式系统设计中的具体应用，并通过实验对该方法进行了正确性论证以及资源分配情况的定量分析。该方法为嵌入式系统的设计提出了一种行之有效的形式化分析方法，使得复杂的嵌入式系统描述更加模块化，具有可重用性，大大提高了嵌入式系统建模和分析的效率。     

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.     

基于对象Petri网的信息系统建模技术

针对复杂管理信息系统分析与建模的困难性,提出了一种基于Petri网和面向对象的建模技术,给出了对象Petri网系统OPN的形式化定义,具体介绍了用OPN进行信息系统建模分析的基本思路与方法,并通过一个典型的租赁管理系统建模对该方法进行了应用。     

面向对象Petri网继承性的研究

面向对象Petri网(OOPN)利用面向对象的封装性解决了Petri网不能用于大型系统建模的问题.针对大型系统建模中的面向对象Petri网建模的便捷性进行研究,将面向对象的继承性以及与之紧密联系的多态性引入到OOPN中,以其在更大程度上实现模型的复用,使大型系统建模过程更加便捷、灵活.     

面向Agent的Petri网及其应用

为了更好地刻画单个Asent的行为和多Asent间复杂、并行的动态交互,将面向Agent的设计思想与Petri网建模方法相结合,形成了一种面向Agent的Petri网(AOPN)模型.首先给出了面向Agent的Petri网的形式化定义,然后利用Petri网的建模工具,以网上购物背景下买卖双方简单交互为例,对基于面向Agent的Petri网模型的系统建模方法进行了研究和分析,有效地解决了系统结构复杂性的问题.     

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.     

基于分层思想的基本通信系统CPN建模

针对通信系统建模复杂度高、可靠性差、模型缺乏形式化验证方法以及可重用性差的问题,提出一种基于分层思想,并结合面向对象的概念,利用着色Petri网(CPN)对基本通信系统进行建模的方法。该方法融合CPN和面向对象技术的优点,从形式化、可视化的角度描述基本通信系统的运行过程。以一个简单的基本通信系统为例进行建模,证明该模型与实际系统中的对象可以相互对应,易于理解和实现。     

混合Petri网的流体随机Petri网模型

混合Petri网和流体随机Petri网作为混合系统的建模方法,其内在的建模机制和分析方法不尽相同,而且这两种机制远未发展成熟.分析并建立它们之间相互转换的方法有助于机制本身的发展完善,并利用对方的建模原语和分析方法对系统进行多角度的分析.提出了一阶混合Petri网转换成流体随机Petri网的形式化方法及转换后变迁合并的方法,并给出了转换和合并方法的正确性证明,最后结合实例简要阐述了这两种方法的实现过程.     

基于对象着色Petri网的UML模型研究

UML广泛应用于软件建模,但缺乏有效的模型检测的方法,使用形式化方法对UML模型进行分析,可以发现UML模型的设计问题,提高UML模型的质量。对象着色Petri网是一种拥有接口库所的模块化着色Petri网,既是一种图形化建模工具,又是具有严格的语法语义定义的形式化方法。通过引入事件托肯,改进了将UML模型转换为对象着色Petri网的方法,结合实例将UML状态图和协作图映射为对象着色Petri网模型。并用着色Petri网的方法和工具对模型进行了分析,验证了模型的一系列性质。     

专家寄语

正Petri网是20世纪60年代由C.A.Petri发明的分布式系统的建模和分析工具。Petri网既有直观的图形表达方式,也有严格的数学表述方式。作为一种系统模型,Petri网不仅可以刻画系统的结构,而且可以描述系统的动态行为。Petri网自身具备的可运行性方便了系统形式化描述级的模拟,可以用于表达不同抽象级上的系统概念并清楚地描述整个系统的运作过程。Petri网可以对复杂的系统进行分层描述,逐步求精,使其便于同面向对象的思想方法相沟通。Petri网没有人为的控制流,直观地表示了非确定性。     

基于Petri网的工作流模型的研究

介绍了一般Petri网及工作流网的基本定义,在基本的工作流网系统定义的基础上,引入面向对象技术及分层技术,提出了一种面向对象的工作流网的模型,以提高模型的可读性和重用性,实现流程的分层建模,降低建模复杂度.通过一个具体实例阐述了如何建立扩展工作流网模型,并通过简化技术和可达树分析方法,验证了模型的活性.     

Modeling of reconfigurable manufacturing systems based on colored timed object-oriented Petri nets

To cope with the rapid change in manufacturing market requirements, reconfigurable manufacturing systems (RMSs) with the feature of reconfigurability, have to be developed. A model that describes the reconfiguring process of a manufacturing system is developed by applying colored timed object-oriented Petri nets. Based on the main difference between configurations of RMSs and flexible manufacturing systems (FMSs), a modular hierarchical structure of RMS is developed. By the object-oriented method, all the object classes in the RMS model are identified. A macro-place is used to model the aggregation of many processes and a macro-transition is used to link all the related macro-places. Macro-places and macro-transitions are connected with arcs to form a Petri net named a macro-level Petri net so that the control logic of RMS is represented. The macro-level Petri net is refined by hierarchical steps, each step describing these macro-places by more detailed sub macro-places until all the macro-places cannot be divided. Then the characteristics of material flow and time constraints in RMS are modeled by applying colored tokens and associated time-delay attributes. This model integrates object-oriented methods, stepwise refinement ideas and Petri nets together. The RMS activities can be encapsulated and modularized by the proposed method, so that RMS can be easily constructed and investigated by the system developers.     

面向对象的Petri网建模技术的研究

将面向对象的概念引入到Petri网建模技术中，对网进行分类与抽象，给对象模型的消息和方法赋予新的含义，并将Petri网扩展成具有输入与输出的开放式系统，从而形成了面向对象的Petri网建模技术（简称OPNe技术）。给出的OPNet建模技术的一般方法具有较大的实际意义。     

UML-OOPN集成建模方法及其在柔性制造系统的应用

针对柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)建模特点,提出了UML-OOPN集成建模方法。该方法是用UML(the Unified Modeling Language)建立柔性制造系统FMS(Flexible manufacturing system)模型,然后将该模型映射为面向对象Petri网OOPN(Object-Oriented Petri Nets)网模型,通过Petri网模型的分析和仿真,其结果可用于修正和改进模型设计。     

Analysis of railway stations by means of interval timed coloured Petri nets

In this paperinterval timed coloured Petri nets ((van der Aalst, 1993)) are used to model and analyse railway stations. We will show that this approach can be used to evaluate both station operating schedules and the infrastructure of a station.An interval timed coloured Petri net (ITCPN) is a coloured Petri net extended with time; time is in tokens and transitions determine a delay for each produced token. This delay is specified by an upper and lower bound, i.e. an interval. The ITCPN model allows for the modelling of the dynamic behaviour of large and complex systems, without loosing the possibility of formal analysis. In addition to the existing analysis techniques for coloured Petri nets, we use a new analysis method to analyse the temporal behaviour of the net. This method constructs a reduced reachability graph and exploits the fact that delays are described by an interval. We will also discuss other (Petri net based) methods that can be used to analyse railway stations.By order of and in co-operation with the Dutch Railway Company (NS), Department of Traffic Development.     

基于数据集约束的并行数据流建模与描述研究

为了简化带有数据集约束的抽象网格工作流语言(AGWL)的工作流建立过程,提出了一种基于扩展面向对象Petri网(DOPN)建模并行数据流的方法.研究了AGWL并行数据流的特点,在此基础上对面向对象Petri网进行扩展,设计了基于扩展面向对象Petri网描述的并行数据流模型,之后定义一套从DOPN到AGWL的映射规则.最后通过一个应用实例对一个带有数据集约束的数据流建立DOPN描述,并生成AGWL数据流代码.该方法简化了AGWL工作流建立过程,并保留了流程验证和仿真的扩展性.     

基于面向对象Petri网的BPM流程建模

目前面向流程集成的EAI技术--BPM(商务流程管理)已经悄然兴起.采用面向对象Petri网(OOPN)技术对BPM流程进行定义,将BPM流程映射到OOPN中进行建模,这样就可以将Petri网的一些技术应用到BPM系统中,为BPM系统的研究提供了一些新的方向.     

分布式系统中EFSM与Petri网的交叉式应用研究

由于面向对象的分布式系统的并发性和通信性特点，该文提出一种将Petri网和EFSM／CEFSM结合起来的方法，利用Petri网模型来分析分布式系统的并发性和通信性，并将基于EFSM的测试技术应用到Petri网建模的系统上。这样使得这两种技术的优势互补，从而便于对系统的性能进行研究。     

A simplification of a conversation design scheme using Petri nets

In the conversation design procedure, the definition of the state of the system is one of the most important aspects. The question is how to identify transitions in Occam programs in order to express them as Petri nets. In the paper, a simplified transition identification method is proposed. Using the robot arm control program of A.M. Tyrrell and D.J. Holding it is shown that the correspondent Petri net graph is simpler than theirs, but the communication state change table is the same. It is also shown that these two methods are equivalent     

Research on the Approach to Assess Missile Operational Effectiveness Based on OPN

Object Petri Net （OPN） which combines Petri net with object-oriented theory gives an effective method to use the Petri net in the field of M＆S of Discrete Event Dynamic System. The concept and mechanism of object is brought in, and ttie function of ba- sic Petri net is expanded. It is a new idea to apply OPN to missile operational effectiveness assessment system. The expanded func- tion of OPN is helpful for M＆S of discrete missile combat system. Since kinds of stochastic factors of the combat are considered in the simulation, the assessment of operational effectiveness has high reliability. The structure and the combat process of ICBM combat system are studied, and then the framework of OPN-based missile operational effectiveness assessment system and its operational mechanism are given.