共享合成Petri网系统的语言递归性与系统活性

在Perri网系统合成操作的研究中,大系统的一些好性质,如活性、无死锁性的判定,是一个重要的研究内容.研究了Petri网系统的一种重要的合成操作--共享合成,着重研究了Petri网系统共享合成的行为关系(语言关系),指出并证明了Petri网系统共享合成过程中语言的递归性质,得到一个并发语言形式的共享合成语言关系式.这个语言关系式为应用Petri网系统对具有并发行为特征的系统进行建模分析提供了一种有效的形式化工具.进而利用这个语言关系式来判定共享合成网系统的活性与无死锁性，得到共享合成网系统活及无死锁的充要条件.最后给出了一些条件,在这些条件下,可用小系统的语言子集来判定共享合成网系统的活性,从而达到用小系统来研究大系统活性的目的.     

同步合成Petri网系统活性与无死锁性的保持性

合成操作是Petri网系统建模中一种重要的自底向上建模方法,而在Petri网系统的合成研究中,一些好性质,如活性、无死锁性、可回复性等的保持性,是一个重要的研究问题.研究了Petri网系统同步合成操作活性与无死锁性的保持性.与以往研究工作不同,基于路径的并发合成用并发语言的方法,提出并证明了同步合成Petri网系统的一个并发语言关系式.该语言关系式可用于判定同步合成Petri网系统的活性与无死锁性,同时给出了同步合成Petri网系统活性与无死锁性的充要条件.最后提出一些条件,在这些条件下,同步合成Petri网系统有活与无死锁的保持性质.     

非对称选择网类共享子网合成及其在系统建模中的应用

为了解决系统建模中的子系统共享问题,提出了经由非对称选择网类共享一种子网构成共享子网合成网的解决方案;研究了共享子网合成网的结构性质,提出了共享子网合成网保持结构有界性和结构活性的充分条件或充要条件。本文的结果可为Petri网系统合成性质的考察提供有效途径,为复杂大系统的分析提供重要手段,并特别适合于一类系统的建模和分析,具有一定的实用价值。     

基于对象Petri网的协同交战能力(CEC)系统建模

Petri网是一种描述具有分布、并发、异步特征系统的有效建模方法,针对协同交战能力(CEC)系统的分布、并发及复杂性特点,提出了基于对象Petri网的协同交战能力(CEC)系统模型.     

Petri网共享PP-型子网合成性质分析

Petri网合成可以避免状态空间按指数阶迅速扩大的问题,并且在网扩大时可以保持原网的某些优良性质.为了解决资源共享问题,焦莉等人对于一个满足死锁-陷阱性质(ST-property)的非对称选择网(asymmetric choice,简称AC)进行库所合并,给出了合并后的网保持原网活性、有界性和可回复性的条件.主要动机是对焦莉等人的研究结果进行推广,把对于AC网的库所合并问题推广到AC网或更一般的Petri网上的子网共享合成问题.给出了使共享PP-型子网合成Petri网系统保持活性、有界性和可回复性的条件以及多个AC网进行共享PP-型子网合成,使得到的合成网仍为AC网的条件.结果可为Petri网系统合成的静态和动态性质的考察提供有效途径,为Petri网复杂大系统的分析提供一定的手段.     

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.     

基于对象Petri网的协同交战能力(CEC)系统建模

Petri网是一种描述具有分布、并发、异步特征系统的有效建模方法,针对协同交战能力(CEC)系统的分布、并发及复杂性特点,提出了基于对象Petri网的协同交战能力(CEC)系统模型。     

Petri网的符号ZBDD可达树分析技术

Petri网是一种适合于并发系统建模、分析和控制的图形工具.可达树是Petri网分析的典型技术之一,它通过标识向量集合表征系统的状态空间,组合复杂性严重制约了该分析技术可处理系统问题的规模.零压缩决策图(Zero-Suppressed Binary Decision Diagrams,ZBDD)是一种新型的数据结构,是表示和处理稀疏向量集合的一种有效技术.文章基于Petri网町达标识向量的稀疏特征,给出了Petri网分析的符号ZBDD技术,该技术通过对标识向量(状态)的布尔向量表示、可达标识向最(状态)的符号ZBDD生成,实现Petri网可达状态空间的高效符号操作和紧凑符号表示.实验表明,基于ZBDD的符号可达性分析算法能够有效处理较大规模Petri网问题.     

Petri网共享合成及其在并行系统中的应用

为了使Petri网技术能够应用于MPI并行程序的正确性和性能的验证,提出了Petri网共享合成运算构建MPI并行程序Petri网的算法。对分布式并行处理系统MPI并行程序的结构与消息传递过程进行分析,给出并行程序基本语句与传递函数的Petri网,将Petri网共享合成运算从两个Petri网的共享合成运算推广到并行程序的多个Petri网的共享合成运算,给出了推广定理和证明。提出了共享合成构建MPI并行程序Petri网的算法,并在消息传递并行系统中给出构建MPI并行程序Petri网的应用示例。实验结果表明,共享合成运算是构建MPI并行程序Petri网模型的一种有效方法。     

基于Petri网的CSP并发系统验证技术研究

通信顺序进程(CSP)和Petri网是两种重要的并发系统建模工具。CSP语言具有高度抽象性,可有效刻画并发进程之间的各种相互作用,但在物理结构的描述与验证分析方面显得不足。Petri 网是一种形式化、图形化的并发系统建模和分析工具,侧重于系统的物理结构描述和性质分析。结合两者优点,首先利用CSP描述待验证的并发系统,然后将其转化为Petri网来分析系统的动态行为特性,最后利用性质分析工具TINA对系统性质进行分析和验证。实验结果表明,传统的CSP进程性质验证工具不能验证CSP进程的安全性,但其转化为Petri网后可有效地分析出导致安全性不能满足的危险因素,从而扩大了CSP描述的并发系统可验证性质的范围。     

Framework for modeling and analysis of distributed problem-solving systems

Petri nets have the basic concepts necessary to model distributed systems with asynchronous processes. Petri nets are not directly applicable to certain kinds of systems like distributed intelligent systems (DISs). These are complex systems where multiple intelligent agents cooperate through communication to achieve the solution to a problem. The paper identifies the limitations of ordinary Petri nets for modeling DISs and proposes extensions. The extended Petri net incorporates colored tokens, inhibition arcs, non-primitive places and transitions, multiple copies of tokens and cumulative places. It is called a distributed problem-solving Petri net. The definitions and analysis techniques are given and illustrated by means of an example.     

面向对象双变迁Petri网及应用研究

针对Petri网数据流描述能力的不足,引入了数据变迁的概念,给出了双变迁Petri网的定义和图形表示,详细分析了双变迁Petri网的行为规则;定义了面向对象双变迁Petri网,使复杂系统的网模型易于分析理解;实例建模表明,该方法对控制流和数据流共存的复杂系统建模十分有效.     

随机时间Petri网综述

随机时间Petri网作为一种灵活有力的建模机制,被广泛应用于计算机和通信系统的性能与可靠性评价。综述了随机时间Petri网各主要予类的发展历程与研究现状。首先介绍了随机时间Petrl网的一些基本概念,然后回顾了广义随机Petri网,简要总结了处理状态空间爆炸问题的主要途径,讨论了非马尔科夫随机Petri网及其分析技术,最后详细分析了流体随机Petri网。     

模糊时间Petri网及扩展的模糊时间Petri网

网络实时系统对时间和QoS有严格要求,因此对设计、实现和测试的技术和工具都有很高的要求。模糊时间Petri网是将模糊集合理论用于不确定的或主观的时间信息的表示,在每个变迁上添加时间间隔约束对模糊时间Petri网进行扩展得到扩展的模糊时间Petri网,它是一种对网络实时系统进行建模和分析的形式化模型,Petri网数学理论基础能保证并发系统的可靠性和正确性。本文详细地介绍了模糊时间Petri网及可扩展的时间Petri网,可扩展的时间Petri网的网精简方法,使用design／CPN仿真,及使用EFTN对多媒体同步建模,并探讨了进一步研究的方向。     

A dynamic Petri net model for iterative and interactive distributed multimedia presentation

Object Composition Petri Nets, Priority Petri Nets, Dynamic OCPN, and Enhanced P-Nets have extended the original Petri Net to achieve the modeling of media synchronization and asynchronous user interactions during multimedia playback. The dynamic Petri Net (DPN) has been conceptualized to tackle existing problems in these two areas of modeling distributed multimedia systems. DPN features dynamic modeling elements which allows iteration and hence is able to reduce graph sizes of synchronous playback models while allowing greater details to be shown. DPN also introduces asynchronous event handling techniques that are powerful and effective. DPN was used in the design and modeling of a multimedia orchestration tool which is a typical representation of an application that works in a distributed multimedia system.     

Modelling multiagent systems with the help of generalized nets of active resources

The problem of modelling infinite-state multiagent systems is considered. Formalisms based on the generalization of nets of active resources are studied. New modeling techniques are defined, namely, parametrized AR nets, two-level AR schemes, and two-level AR nets. It is shown that the syntax of these formalisms is convenient for modelling multiagent systems such as systems with complex modular or hierarchical structures. Parametrized AR nets and two-level AR schemes are proved to be equivalent to Petri nets, whereas two-level AR systems are proved to be equivalent to nested Petri nets.     

State equation, controllability, and maximal matchings of petri nets

Petri nets are a versatile modeling device for studying the structure and control of concurrent systems. Petri nets and related graph models have been used for modeling a wide variety of systems from computers to social systems. In order to introduce this interesting modeling device to the researcher in control theory, this paper discusses Petri nets in the context of the state equation for a linear discrete-time system. The controllability concept of dynamic systems is applied to Petri nets for the first time. It is also shown that the controllability and reachability of a Petri net are related to maximal matchings of its bipartite graph.     

基于BP网络的模糊Petri网的学习能力

模糊Petri网(Fuzzy Petri Nets，FPN)是基于模糊产生式规则的知识库系统的良好建模工具，但自学习能力差是模糊系统本身的一个缺点．该文提出了适合模糊Petri网模型自学习的模糊推理算法和学习算法．在模糊推理算法中，通过对没有回路的FPN模型结构进行层次式划分以及建立变迁点燃和模糊推理的近似连续函数，从而把神经网络中的BP网络算法自然地引入到FPN模型中．在FPN模型上，用误差反传算法计算一阶梯度的方法对模糊产生式规则中的参数进行学习和训练．经过学习和训练的FPN具有很强的泛化能力和自适应功能．FPN模型经过训练得到的参数是有特定含义的，可以通过对这些参数的合法性分析，使得模糊产生式规则系统更加有效，也对知识库系统的建立、更新和维护有着重要的意义．     

CPN tools-assisted simulation and verification of nested Petri nets

Nested Petri nets (NP-nets) is an extension of Petri net formalism within the “nets-within-nets” approach, when tokens in a marking are Petri nets wich have autonomous behavior and synchronize with the system net. The formalism of NP-nets allows modeling multi-level multi-agent systems with dynamic structure in a natural way. Currently there is no tool support for NP-nets simulation and analysis. The paper proposes translation of NP-nets into colored Petri nets and using CPN Tools as a virtual machine for NP-nets modeling, simulation and automatic verification.     

A methodology for evaluating test coverage criteria of high levelPetri nets

High level Petri nets have been extensively used for modeling concurrent systems; however, their strong expressive power reduces their ability to be easily analyzed. Currently there are few effective formal analysis techniques to support the validation of high level Petri nets. The executable nature of high level Petri nets means that during validation they can be analyzed using test criteria defined on the net model. Recently, theoretical test adequacy coverage criteria for concurrent systems using high level Petri nets have been proposed. However, determining the applicability of these test adequacy criteria has not yet been undertaken. In this paper, we present an approach for evaluating the proposed test adequacy criteria for high level Petri nets through experimentation. In our experiments we use the simulation functionality of the model checker SPIN to analyze various test coverage criteria on high level Petri nets.